GIS è l'acronimo di Sistema Informativo Geografico. Si tratta di un prodotto software realizzato attraverso programmi specifici (es. ArcView, Grass) che gestiscono grandi quantità di dati in relazione alle coordinate geografiche. Le applicazioni di questa tecnologia sono davvero tante e forse limitate solo dalla fantasia. Presenteremo qui soltanto alcuni aspetti utili a comprenderne le potenzialità.
Carte tematiche e database
Un GIS è un dispositivo software in grado di visualizzare e sovrapporre diverse carte tematiche di una determinata zona, garantendo la corrispondenza delle coordinate geografiche, della scala e quindi delle distanze.
I temi possono essere raster (es. foto aeree e satellitari) o digitali (es. punti di riferimento, curve di livello, limiti geologici, limiti amministrativi).
Gli elementi dei temi digitali sono associati a tabelle di dati (database di attributi) sui quali si possono effettuare ricerche con diversi criteri logici. Anche database di testi e immagini si possono associare ai vari elementi.
È possibile creare nuovi temi personalizzati dall'interazione degli elementi di diversi temi attraverso operazioni logiche di vario tipo (es. ritagliare i limiti geologici contenuti all'interno di un determinato limite amministrativo). Queste operazioni possono essere estese ai relativi database.
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Realizzazione di modelli 3D
Raster della carta sorgente |
Digitalizzazione delle isoipse |
shapefile delle quote |
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Esempio di un modello tridimensionale realizzato a partire dalla carta topografica (illustrato nelle immagini da sinistra verso destra e a scendere).
Dall'immagine raster (la scansione di una carta) sono state digitalizzate le curve di livello creando il tema (shapefile) delle quote. Il processo TIN (Triangulated Irregular Network), applicato su questo tema tra i punti di curve contigue, genera un modello tridimensionale della superficie topografica. Su questa base è possibile modellare in 3D i vari temi, ottenendo ad esempio il "plastico" virtuale delle curve di livello o addirittura del raster di origine.
Se al posto della topografia fossero state digitalizzate le isopieze di una falda, il modello 3D avrebbe riprodotto una superficie piezometrica per la prima volta visibile concretamente ai nostri occhi e osservabile da qualsiasi angolazione. I modelli infatti sono orientabili e zummabili a piacimento.
Questa potenzialità del GIS è forse la più appariscente ma non certo la più importante, anche se dal punto di vista didattico e illustrativo rappresenta una risorsa senza precedenti.
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TIN sul tema delle quote
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Quote modellate sul TIN
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Raster modellato sul TIN
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Struttura di un progetto
Un progetto è costituito da un corredo di diversi files correlati tra loro. E' quindi importante riconoscere l'estensione che contraddistingue ciascun tipo di file (nomefile.ext). L'applicazione utilizzata per realizzare il GIS (in questo esempio ArcView) può aver bisogno di particolari "estensioni" del programma (cioè funzioni aggiuntive non incluse nel programma base) per effettuare particolari operazioni sugli elementi del progetto. Nello schema seguente viene semplificata la lelazione di dipendenza tra i vari file.
Il progetto salvato fa capo al file .apr che elenca tutti gli altri files facenti parte del progetto stesso. I temi del GIS sono fondamentalmente di due tipi: files raster (matrici di punti, ovvero comuni immagini digitali) e shapefiles (immagini vettoriali, create cioè dalle relazioni tra pochi punti di coordinate note). Nell'esempio precedente avevamo la scansione di una carta topografica (raster) e la digitalizzazione delle quote (shapefile). I raster hanno estensioni comuni come .tif o .jpg ma quando vengono georeferenziati, ovvero gli si attribuisce un riferimento geografico preciso, questi files aggiuntivi hanno estensione .tfw o .jpw. Sono proprio questi files aggiuntivi che consentono di individuare le coordinate geografiche di qualsiasi punto del raster. Gli shapefiles invece hanno estensione .shp e rappresentano elementi geometrici omogenei, cioè punti (es. rifugi), linee (es. curve di livello) o aree poligonali (es. affioramenti geologici). Gli attributi di questi elementi (es. le quote) sono elencati in un file di database associato allo shapefile. Questo file ha estensione .dbf e può contenere qualsiasi altra caratteristica numerica o descrittiva. I files con estensione .shx sono gli indici che associano gli attributi del database agli elementi geometrici dello shapefile. Le legende degli elementi dello shapefile hanno estensione avl. Infine per eseguire particolari operazioni sui temi del progetto si possono compilare dei listati di comandi in un linguaggio interpretabile dal programma (es. Avenue per ArcView) o eseguire delle "estensioni" del programma già preparate. Queste componenti aggiuntive hanno estensione .avx.
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Operazioni tra gli elementi vettoriali
Per illustrare la flessibilità del sistema elenchiamo di seguito alcune operazioni che si possono effettuare tra elementi di uno stesso tema poligonale. Possiamo immaginare che queste aree rappresentino limiti amministrativi oppure affioramenti geologici e attraverso il menu EDIT di ArcView desideriamo ottenere un'area che rappresenti una certa relazione tra le forme preesistenti:
COMBINE: esclusione dell'area di intersezione
UNION: fusione in un'unica area
SUBSTRACT: ritaglio dell'area eccedente
INTERSECT: ritaglio dell'area di intersezione
Operazioni analoghe si possono effettuare anche tra elementi poligonali di temi diversi (es. affioramenti geologici su limiti amministrativi). In questo caso si può usare l'estensione GEOPROCESSING di ArcView e verranno variamente combinati anche gli attributi dei relativi database, creando così una nuovo tematismo:
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Risorse dalla rete
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