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GIS

Costruire una mappa

I tipi di informazione geografica disponibili, navigazione nella mappa,coordinate e scala, vista panoramica

Introduzione
Il GIS è un argomento non molto noto, che offre grandi possibilità pratiche in molti settori. GIS è l'acronimo di Sistema Informativo Geografico (Geographical Information System), in italiano spesso anche chiamato Sistema Informativo Territoriale (SIT), un sistema informativo computerizzato che permette l'acquisizione, la registrazione, l'analisi, la visualizzazione e la restituzione di informazioni derivanti da dati geografici. Si tratta di un sistema informatico in grado di produrre, gestire e analizzare dati spaziali associando a ciascun elemento geografico una o più informazioni.

Un programma GIS, componente essenziale del sistema, è quindi un insieme organico di componenti per il trattamento di immagini di varia natura e delle informazioni ad esse associate. I moderni GIS possono eseguire analisi molto sofisticate, ed il termine geografico non deve trarre in inganno circa gli ambiti delle possibili applicazioni. Fra gli utilizzatori di programmi GIS troviamo scuole, amministrazioni locali, regionali, statali, uffici tecnici, aziende pubbliche e private operanti in campi molto diversi fra loro (ad esempio, la tutela ambientale e la gestione di un'azienda di trasporti). Quando è necessario disporre di uno strumento per la gestione del territorio, un programma GIS è la logica soluzione.
Fino a ieri i programmi GIS erano molto costosi e difficili da utilizzare; richiedevano inoltre computer di notevole potenza, oggi è invece possibile trovare programmi che girano su normali PC e non richiedono conoscenze particolare per essere utilizzati.



Carte tematiche e database
Tramite un programma GIS, l'utilizzatore è 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 immagini, ad esempio es. foto aeree e satellitari (detti dati raster) o disegni, ad es. punti di riferimento, curve di livello, limiti geologici, limiti amministrativi (detti dati vettoriali), vedi in dettaglio a pagina 3. Gli elementi dei temi vettoriali sono associati a tabelle di dati (database di attributi) sui quali si possono effettuare ricerche. Anche testi e immagini si possono associare ai vari elementi.
E' possibile creare nuovi temi personalizzati dall'interazione degli elementi di diversi temi attraverso operazioni di vario tipo (es. ritagliare i tipi geologici contenuti all'interno di un determinato limite amministrativo). Queste operazioni possono essere estese alle informazioni associate.

Coordinate e Sistemi di riferimento geografico (proiezioni)
La terra non è piatta, ma è rappresentabile da una forma tondeggiante abbastanza complessa, chiamata geoide. Per poter rappresentare questa forma su un piano (una mappa cartacea o lo schermo di un computer) sono necessarie operazioni matematiche, dette proiezioni. Per sistema di proiezione si intende il modo in cui un oggetto sulla superficie terrestre viene rappresentato su un piano cartesiano. Fra i più usati ci sono il sistema latitudine-longitudine, espresso in gradi (di solito associato col sistema di riferimento WGS84, termine con cui viene a volte chiamato), la proiezione Universale Trasversa di Mercatore, detta UTM (diviso per fusi in base alla longitudine ed espresso in metri); in Italia è diffusa anche una proiezione simile all'UTM, detta Gauss-Boaga (anch'essa usa come unità di misura i metri). Ogni proiezione implica una distorsione, più o meno accentuata, dei dati rappresentati.

Un GIS memorizza la posizione del dato impiegando un sistema di proiezione e di coordinate che definisce la posizione geografica dell'oggetto.
L'Italia ricade sui fusi UTM 32 (parte occidentale) e fuso 33 (parte orientale) e per una parte della Puglia nel fuso 34 . I meridiani centrali dei fusi 32 e 33 sono il 9° ed il 15°.
Il GIS è anche in grado di gestire contemporaneamente dati provenienti da diversi sistemi di proiezione e riferimento, e di effettuare conversioni fra i vari sistemi. A differenza della cartografia su carta, la scala in un GIS non indica la scala di visualizzazione (infatti in qualunque GIS è possibile ingrandire a piacimento le varie porzioni di territorio), ma evidenzia la qualità del dato (indica cioé la scala ottimale alla quale visualizzare il dato, senza metterne in evidenza le imperfezioni).

Tipi di dati geografici
Il mondo reale può essere rappresentato in un sistema informativo geografico attraverso due tipi principali di dato: il dato vettoriale e il dato raster.
Dati vettoriali
I dati vettoriali sono costituiti da elementi semplici quali punti, linee e poligoni, codificati e memorizzati sulla base delle loro coordinate. Un punto viene individuato attraverso le sue coordinate reali (x1, y1); una linea o un poligono attraverso la posizione dei sui vertici (x1, y1; x2, y2; ...). A ciascun elemento (punto, linea o poligono) è legato un record della tabella associata che contiene tutti le informazioni dell'oggetto rappresentato (ad esempio al poligono dei confini comunali di Roma sarà collegata una riga della tabella dei dati che riporta il nome del comune, il numero di abitanti e altre informazioni relative).

I dati vettoriali hanno tre caratteristiche:
Geometriche: relative alla rappresentazione cartografica degli oggetti rappresentati; quali la forma (punto, linea, poligono), la dimensione e la posizione geografica;

Topologiche: riferite alle relazioni reciproche tra gli oggetti (connessione, adiacenza, inclusione ecc.);
Informative: riguardanti i dati (numeri, testi ecc.) associati ad ogni oggetto.

Fra i molti formati vettoriali disponibili, il più diffuso è senz'altro lo shapefile (detto anche shape, o shp), tanto che è oggi uno standard di fatto. Si tratta di un formato piuttosto semplice, inventato da un'azienda privata, ma reso pubblico in modo che moltissimi programmi diversi lo potessero leggere e scrivere. Si compone di vari files, tutti con lo stesso nome, ma con diversa estensione; ad esempio, lo shapefile "Parchi" : Parchi.shp (dove stanno le informazioni geometriche, ovvero il disegno), Parchi.dbf (una tabella di dati associati ad ogni elemento geometrico), Parchi.shx (un indice per consentire la lettura rapida del file), e eventualmente alcuni files accessori: Parchi.prj (dove sono scritte le informazioni sulle proiezioni geografiche), Parchi.sbx e Parchi.sbn.
Attenzione: per copiare uno shapefile da una cartella all'altra è necessario copiare tutti i files con lo stesso nome; copiare solo il file .shp non ne consente la lettura.

Dati raster Il dato raster permette di rappresentare il mondo reale attraverso una matrice di celle, generalmente di forma quadrata o rettangolare, dette pixel. A ciascun pixel è associato il valore che il parametro su cui è costruita la mappa assume in quel determinato rettangolo di territorio (es. altitudine oppure pendenza). La dimensione del pixel (detta anche pixel size), generalmente espressa nell'unità di misura della carta (metri, chilometri etc.), è in stretta relazione con la precisione del dato.

I dati vettoriali e i dati raster sono adatti ad usi diversi. La cartografia vettoriale è particolarmente utile per la rappresentazione di dati che variano in modo discreto (ad esempio l'ubicazione dei cassonetti dei rifiuti di una città o la rappresentazione delle strade o una carta dell'uso del suolo), la cartografia raster è più adatta alla rappresentazione di dati con variabilità continua (ad esempio la mappa dell'altitudine, detta anche modello digitale di elevazione o una carta di acclività del versante).

NAPOLI, luglio 2006