Lezione 1
S.I.T. PER LA VALUTAZIONE E
GESTIONE DEL TERRITORIO
Corso di Laurea Magistrale in Scienze Ambientali
Alessandra Raffaetà
Dipartimento di Informatica
Università Ca’ Foscari Venezia
Organizzazione del corso
Modulo I (29/9/2008 - 5/11/2008)
□ Alessandra Raffaetà
□ E-mail: [email protected]
□ Ricevimento: Mercoledì 14:00 - 16:00
□ Lezioni: Lunedì e Mercoledì 9:00 – 11:00 Aula E
Modulo II (17/11/2008 - 11/12/2008)
□ Daniele Mion
Organizzazione del corso (cont.)
Pagina web: www.dsi.unive.it/~sit
□ Consultare il sito web per gli avvisi e per il materiale
didattico.
Comunicazione da docente a studenti:
Mailing list: [email protected]
□ Iscrivetevi tramite la pagina web del corso!
Modalità di esame:
□ Prova scritta
□ Semplice progetto
Materiale didattico
P. Mogorovich. Dispensa di Sistemi Informativi
Territoriali.
P. A. Burrough, R. A. McDonnell. Principles of
Geographical Information Systems. Oxford
Press, 1998.
M. Worboys, M. Duckham. GIS A Computing
Perspective. CRC Press, 2004.
A. Albano, G. Ghelli, R. Orsini. Fondamenti di Basi
di Dati 2a ed., Zanichelli, 2005.
Lucidi sul sito web.
Contenuti del corso
Caratteristiche dell'informazione geografica.
Le componenti fondamentali di un SIT.
Le basi di dati.
Cartografia vs Sistemi Informativi Geografici.
Modelli di rappresentazione dell'informazione
geografica.
Analisi spaziale nel mondo vettoriale e raster.
Il punto di vista spaziale
Esempio di un problema territoriale
Un Gruppo Industriale sta cercando
un’area dove costruire un Centro
Direzionale a non più di 40 km da
Piombino.
Un’indagine (di tipo tradizionale) dà la seguente risposta:
Nei Comuni di Piombino, Campiglia, Suvereto e San
Vincenzo si sono trovate le seguenti opportunità:
Area n.1 – nel Comune di San Vincenzo, nell’area compresa
tra Via Garibaldi e Piazza della Libertà
Area n.2 – nel Comune di Campiglia, loc. Le Colline
Area n.3 – nel Comune di Piombino, loc. La Grossetina
Area n.4 – nel Comune di Piombino, loc. Il Paduletto
Area n.5 – nel Comune di Piombino, tra i Giardini Pubblici
e Via del Mare
Esempio di un problema territoriale
(cont.)
Un’indagine (di tipo geografico) dà una risposta diversa:
Nei Comuni di Piombino, Campiglia, Suvereto e San
Vincenzo si sono trovate 5 aree.
Si trasmettono dati tecnici sulle aree e la loro
localizzazione geografica, insieme ad altri parametri
territoriali.
Esempio di un problema territoriale
(cont.)
Sono elementi importanti nel
valutare l’area candidata:
La quantità di imprese presenti
entro 10 km
La vicinanza a stazioni ferroviarie
La vicinanza a strade di grande
comunicazione
La densità della viabilità entro 2 km
La presenza di aree produttive vicine
La presenza di aree insediate vicine
Essere o meno all’interno di aree
esondabili
La vicinanza di boschi
La presenza di vincoli architettonici
La quantità di Beni Culturali vicini
Ecc. ecc.
Esempio di valutazione dell’area 5:
Molte imprese nelle vicinanze
Vicino a una stazione ferroviaria secondaria
Vicinissima ad un porto
A media distanza da una strada di grande
comunicazione
Reticolo viario fitto
Molto vicine aree di espansione e aree insediate
All’interno del centro urbano
Vicinissima al mare
Senza vincoli o rischi di esondazione
Esempio di valutazione dell’area 1:
Poche imprese nelle vicinanze
Vicino a una stazione ferroviaria secondaria
Vicinissima ad un porto turistico
Vicinissima ad una strada di grande comunicazione
Reticolo viario fitto
Poche aree di espansione nelle vicinanze
Alla periferia di un centro urbano
Vicinissima al mare
Vicina a boschi
Senza vincoli o rischi di esondazione
Esempio di un problema territoriale
(cont.)
La risposta data da un approccio geografico permette una
corretta valutazione dell’area candidata da vari punti di
vista: urbanistico, di opportunità, di qualità della vita, ecc.
In una logica di “marketing territoriale", una risposta
articolata dà anche un’impressione di efficienza.
Esempio di un problema territoriale
Analisi visiva e automatica
Le valutazioni delle aree sono state fatte grazie ad
un’analisi visiva della carta.
Gli strumenti GIS permettono analisi quantitative.
Esempio di valutazione dell’area 1:
Esempio di valutazione dell’area 1:
Poche imprese nelle vicinanze
Vicino a una stazione ferroviaria
secondaria
Vicinissima ad un porto turistico
Vicinissima ad una strada di grande
comunicazione
Reticolo viario fitto
5 imprese nelle vicinanze
A 180 m da una stazione ferroviaria
secondaria
A 1 km ad un porto turistico
A 1,7 km da una strada di grande
comunicazione
7800 m di strade nel raggio di 500
m (stimati 1150 posti auto)
870 mq di aree di espansione nelle
vicinanze
Alla periferia di un centro urbano
A 260 m dalla spiaggia
500 ettari di boschi nel raggio di 15
minuti d’auto
Fuori da aree vincolate o esondate
Poche aree di espansione nelle vicinanze
Alla periferia di un centro urbano
Vicinissima al mare
Vicina a boschi
Senza vincoli o rischi di esondazione
Una valutazione qualitativa permette di stilare una graduatoria
“indicativa” tra le aree candidate.
Una valutazione quantitativa permette di stilare una graduatoria
“numerica” e di capire “cosa manca” ad un’area per essere appetibile.
L’area 3 diventerebbe la migliore, da ogni punto di vista,
se avesse un casello autostradale più vicino
L’area 2 è penalizzata dalla lontananza da un casello (?)
Sembra di no. Un casello relativamente vicino
non la renderebbe comunque la migliore.
Analisi di un fenomeno territoriale
Nome Comune
Emissioni SO2
Ricoveri per
malattie
respiratorie
Perinello
606
5.1 %
Monteventoso
14
1.1 %
Scalterone
714
0.8 %
Costamara
24
7.3 %
San Gaudenzio
2047
7.3 %
Il coefficiente di correlazione tra “Emissioni” e “Ricoveri” è di
0.38.
Pertanto sembra non esistere correlazione tra i due fenomeni.
Analisi di un fenomeno territoriale
Monteventoso
Scalterone
Perinello
San Gaudenzio
Un’analisi
“geografica”
suggerisce un’altra
interpretazione
del fenomeno.
Costamara
La correlazione tra
“Emissioni” e
“Ricoveri” appare
evidente.
Integrazione di dati eterogenei
Poiché tutti i dati territoriali
hanno una componente geografica,
è possibile, tramite strumenti GIS,
mettere in relazione “spaziale”
qualunque tipo di oggetto con
qualunque altro.
Mettere in relazione diversi tipi di
oggetti presuppone di averli a
disposizione.
A differenza del passato, oggetti diversi
presuppongono fornitori diversi.
I dati geografici
Descrizioni di oggetti e fenomeni collocati
sulla Terra in una posizione nota
- posizionamento di oggetti naturali o antropici
(boschi, picchi montuosi, limiti amministrativi,
ecc…);
- mappatura di fatti o eventi (localizzazione
notizie storiche, terremoti);
- risultato di osservazioni (avvistamenti fauna
selvatica, prelievi campioni di acqua);
Si usa anche il termine “spaziale”
Caratteristiche del dato geografico
Descrizione geografica rispetto a un sistema
di riferimento noto
Attributi non relativi alla posizione (colore,
costo, pH, etc.)
Se il dato è geografico allora è possibile
determinare le relazioni con gli altri
elementi del territorio
• Quali sono le discariche entro 100 km da
Mestre?
• Quale distanza intercorre fra Venezia e
Treviso?
• Quale è il distributore più vicino?
Tobler’s first law of geography
Everything is related to everything else,
but nearby things are more related than
distant things.
Basi di dati geografiche
Base di dati
□ Collezione di dati opportunamente organizzati in
modo da rendere più agevole:
• La consultazione e manipolazione di grandi quantità di
dati
• La condivisione dei dati
• La sicurezza dei dati
Base di dati geografica
□ Una base di dati che contiene ANCHE dati
geografici
Basi di dati geografiche
Base di dati possono essere realizzate per scopi
specifici oppure acquisite da organizzazioni private
o pubbliche (si usa anche il termine banche dati)
Alcuni esempi:
□ La Regione Lombardia ha realizzato una base di dati
geografica chiamata CT10
cartografia.provincia.lodi.it/index.php/metadati/ct10.html
□ Basi di dati commerciali sono vendute ad esempio da
società come Teleatlas (www.teleatlas.com) e Navigation
Technologies (www.navtech.com) e sono usate per la
navigazione stradale.
Sistema informativo
Un sistema informativo di un’organizzazione è
una combinazione di risorse, umane e materiali, e
di procedure organizzate per:
□ Raccolta, acquisizione delle informazioni
□ Archiviazione, conservazione delle informazioni
□ Elaborazione delle informazioni
□ Distribuzione, scambio di informazioni
Il cuore del sistema informativo è la base di dati
Sistema informativo territoriale
Un sistema informativo territoriale è costituito
da:
□ hardware
□ strumenti software
□ dati territoriali
□ personale
□ la rete
Le componenti fondamentali di un SIT
Hardware
Software
Dati
dati
Esperti in informatica
Il Sistema Informatico
informazioni
Organizzazione
stimoli
decisioni
dati
Esperti disciplinari
I componenti di un SIT
L’hardware comprende i componenti fisici
utilizzati per l’elaborazione dei dati
□ Non è necessario un hardware specializzato
• In genere computer di fascia medio-alta e reti di computer
• Stampanti, monitor
• Per acquisire dati da carte di grosse dimensioni si usano
scanner di elevata qualità
• Stampanti e plotter per stampare mappe di grosse dimensioni
I componenti di un SIT
Il software comprende i programmi
utilizzati per archiviare, analizzare e
visualizzare i dati
• Il software può essere acquistato da fornitori di prodotti
GIS (GIS commerciali) oppure è Open source
• Costo del software: da 500 $ a 50.000 $.
• Fornitori principali di sistemi GIS
–
–
–
–
Esri (US), Intergraph(US), Mapinfo (US)
Autodesk(US), Bentley (US)
SmallWorld (UK), LaserScan (UK), Sicad (D)
Grass (US), OpenJump (Ca), KOSMO (Sp)
I componenti di un SIT
I dati geografici sono una risorsa
fondamentale
□ Aspetti rilevanti:
• la significatività delle informazioni dipende dalla qualità dei
dati a disposizione
• l’acquisizione dei dati è molto costosa
□ Il contenuto delle banche dati è descritto dai
metadati (dati relativi ai dati).
• Riportano informazioni sul proprietario dei dati, quando
sono stati rilevati, la loro accuratezza, etc…
I componenti di un SIT
Il personale
□ Profili diversi
• Tecnici: conoscono gli strumenti
• Analisti: studiano il problema applicativo e interagiscono
con l’utente
• Amministratori di sistema: gestiscono le risorse sw e hw
• Responsabili di progetto : coordinamento e supervisione
□ In generale i progetti sono realizzati da un team
interdisciplinare
• esperti di rilevamento dati
• informatici
• esperti applicativi
I componenti di un SIT
Una rete
□ Serve per comunicare e condividere le informazioni
geografiche
□ Internet è la più estesa delle reti
□ La diffusione e/o acquisizione di dati tramite Internet
è sempre più presente nei GIS
□ Google Maps
La tecnologia GIS
La tecnologia GIS è un insieme di strumenti hw e
sw per:
la raccolta,
la memorizzazione,
il recupero,
la trasformazione,
la visualizzazione
di dati spaziali dal mondo reale per particolari
scopi.
[Burrough, McDonnell 1998]
Settori applicativi
Ambientale:
□
□
□
□
□
□
Monitoraggio, modellazione e gestione del degrado del terriotorio
Valutazione e pianificazione del territorio
Desertificazione
Controllo della quantità e qualità dell’acqua
Qualità dell’aria
Modellazione e previsione di eventi climatici
Sanitario ed epidemiologico:
□ Relazione delle malattie con fattori ambientali
Forestali
Servizi di emergenza
Catastale
Pianificazione locale e regionale
Settori applicativi
Verso la metà degli anni 90, accanto alla
applicazioni tradizionali, si diffondono
applicazioni più orientate al business:
□ Geomarketing
–
–
–
–
marketing
logistica e trasporti
studi demografici per analisi di mercato
gestione immobiliare
□ Supporto alla navigazione
– Diffusione del sistema di rilevamento della
posizione GPS
Settori applicativi
Servizi basati sulla localizzazione (Location
based services )
• Applicazioni per consentire l’accesso a servizi
personalizzati in base alla posizione in cui si trova,
attraverso un terminale mobile, ad esempio il
cellulare.
• Esempi di location based service:
– fornire informazioni sui ristoranti in prossimità
dell’utente o indicazioni per la navigazione
– servizi di emergenza e soccorso (Il numero 911)
Il business del GIS
L’industria dei dati:
□ Tradizionalmente i dati sono prodotti da enti pubblici
• IGM: Istituto Geografico Militare
• Catasto
• Regioni
□ Recente crescita del settore privato
• www.spaceimaging.com
• www.teleatlas.com
□ Stima delle vendite: molto superiore a quello del
software
Il business del GIS
L’industria del software:
•
•
•
•
ArcGIS www.esri.com
Intergraph www.ingr.com
Open source GRASS www.ing.unitn.it/~grass/
Open JUMP
http://openjump.org/wiki/show/HomePage
• KOSMO
http://gcmd.nasa.gov/records/KOSMO.html
Progetto GeoPKDD
Aggregative Location-based
services
Traffic
Management
Bandwidth/Power
optimization
Accessibility of
services
Mobile cells planning
Mobility
evolution
…
Urban planning
….
Telecommunication
company (WIND)
interpretation
visualization
Privacy-aware
Data mining
Public administration or
business companies
GeoKnowledge
p(x)=0.02
trajectory
reconstruction
ST patterns
warehouse
Trajectories warehouse
Privacy enforcement
