GIS per l'archeologia

Julian Bogdanijulian.bogdani@unibo.it

http://bradypus.net

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Bibliografia

4.1. Sistemi di riferimento (J. Bogdani)4.2. Sistemi di coordinate (J. Bogdani)4.3. Cartografia (M. Silani)7.2. GIS per l’archeologia (J. Bogdani)7.3. Banche dati archeologiche (J. Bogdani)

E. Giorgi (a c.), GROMA 2. In profondità senza scavareMetodologie di indagine non invasiva e diagnostica per l’archeologia

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GIS

Geographical Information System

Sistema Informativo Geografico

Sistema Informativo

Sistema Informativo != Sistema Informatico

Sistema (unitario) di organizzaree gestire le informazioni Informatico o no

Informazioni Archeologiche

Piantein varie scale

Rilievi TS

Prospettiin varie scale

Sezioni in varie scale

Fotopiani

Cartografiastorica

Cartografiaattuale

AereofotocarteCartegeologiche Carte

geomorfologiche

ecc..

ecc..

ecc..

ecc..

ecc..

ecc..

ecc..

ecc.. ecc.. ecc..Rilievi GPS

Stru

ttura

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pro

getto

SITA

RC

Sistema Informativo Territoriale Archeologico della Regione Caona

GIS come software

Insieme (sistema) di software in grado di gestire in maniere centralizzata una serie di informazioni di diversa provenienza

GIS proprietario

ESRI GIShttp://www.esri.com

Intergraph GeoMediahttp://www.intergraph.com/

GIS open source

GRASS GISGeographic Resources Analysis Support Systemhttp://grass.fbk.eu

SAGA GISSystem for Automated Geoscientific Analysishttp://www.saga-gis.org

QuantumGIShttp://qgis.org

uDighttp://udig.refractions.net

GvSIGhttp://gvsig.org

Sistema informativo GEOGRAFICO

GEOGRAFIA

linguaggio comune dei dati,

che rende possibile la loro convivenza in ununico sistema

nonché la loro intercomunicazione (analisi)

GEORIFERIMENTO ( !georeferenziazione )

procedura (informatica) che colloca un oggettonello spazio e lo rende adatto a entrare In un progetto GIS

TIPOLOGIE DI DATI GIS

DATI GIS

GRAFICI ALFANUMERICI

RASTER VETTORIALI TABELLARI DESCRITTIVI

Direttamente georiferibiliIndirettamente georiferibili

GRID

DATI COME OGGETTI

Il dato GIS è esso stesso un oggetto (~ mondo reale),

oppure è scomponibile in oggetti

OGGETTI

attributoattributoattributoattributo

GIS

CAR

TOG

RAF

IA

OGGETTO ↔ ATTRIBUTI

È molto importante, per la progettazione e la costruzione di un sistema informativo (e quindi anche un GIS):

1) IDENTIFICARE GLI OGGETTI

2) IDENTIFICARE, PER OGNI OGGETTO I SUOI ATTRIBUTI

DATI RASTER

L'oggetto file raster è composto di oggetti primitivi minori: i PIXEL, di forma quadrata, disposti su righe e fila regolari, il grigliato (inglese: raster)

Ogni pixel HA:1 o più attributi (numerici)

Attributi PIXEL

Comuni tipologie RASTER:

A ogni pixel corrisponde una tripletta di valorida 1 a 255

A ogni pixel corrispondono quattro di valorida 1 a 255

A ogni pixel corrisponde un valori da 1 a n

3 canali: RGB (Red – Green -Blue): JPG

4 canali:CMYK (Cyan – Magenta – Yellow – Black): TIF

Scala indicizzata di colori: 1-n: TIF, GIF, PNG, ecc.

Attributi PIXEL

Comuni tipologie RASTER GEOGRAFICI, 1:

Immagini multispettrali

Ogni pixel ha 1-n canali,rappresentati un tematismo diverso

Attributi PIXEL

Comuni tipologie RASTER GEOGRAFICI, 2:

Raster DEM (Digital elevation model)

A ogni pixel corrisponde un valore numericoindicate la quota altimetrica

DATI VETTORIALI

L'oggetto file vettoriale contiene 1 o più oggetti che sono sempre primitive geometriche

PUNTI

LINEE

(POLILINEE)

POLIGONI

Le primitive geometrichesono:

Attributi primitive geometriche

Ogni primitiva geometrica ha i propri attributi fondamentali

PUNTO

coordinata xcoordinata y(coordinata z)

LINEA

coordinata x iniziocoordinata y inizio(coordinata z) iniziocoordinata x finecoordinata y fine(coordinata z) fine

Attributi primitive geometriche

Ogni oggetto elementare GIS ha attributi grafiche

PUNTOPIXELLINEA

POLIGONO

colorespessore...

DATI TABELLARI

Dati alfanumerici (testo e numeri)

Organizzati in tabelle (righe, colonne)

Riga = Oggetto

Colonna = Attributo

DATI DESCRITTIVI

Documenti di testo (txt, doc, odt, pdf, ecc)

File = Oggetto

FILE VETTORIALI GIS

A differenza degli altri software vettoriali i GIS permettono di gestire set di oggetti vettoriali avanzati, che per ogni OGGETTO permettono di gestire non solo le informazioni relative alla posizione nello spazio (attributi spaziali), ma anche descrizioni più o meno lunghe (attributi alfanumerici)

Questa associazione tra geometria e testo è alla base di ogni elaborazione e analisi GIS

TIPOLOGIE DIFUSE DI FORMATI VETTORIALI GIS

close format open format

(ESRI) Shapefile(AutoCAD) Dxf

CoverageEnterprise / Personal Geodatabase

Geography Markup Language GMLGeoJSON

Intergraph GeoMediaKeyhole Markup Language KML

PostGIS databaseMySQL Spatial database

SpatialLite databaseOracle Spatial database

MSSQL Spatial database

(RELATIONAL) (GEO) DATABASE (MANAGING SYTEM)

Le banche dati sono archivi integrati di dati e/o file gestiti unitariamente in un unico contenitore e strutturati in modo tale da permettere la loro consultazione, modifica, eliminazione, aggiornamento, ecc., da parte di uno o più utenti.

Esempi

DB DBMS

Filemaker, MS Office, OO Base

Terminale (utente)

Sistema Relazionale

GIS & DB

Schema di connessione / gestione (geo) database

ODBC

ODBC = Open DataBase Connectivity

Software (driver, interfaccia) che permette ilCollegamento ad un database da variprogrammi, anche GIS.

Ogni software DB rilascia il proprio driver ODBC, che quindi può essere gratuito o a pagamento, cross-platform oppure no.

Altri sistemi: JDBC, OLE DB, ADO.NET, ecc.

http://en.wikipedia.org/wiki/Odbc

Gestione DB in rete

SISTEMI DI RIFERIMENTO

E

SISTEMI DI COORDINATE

Sistemi di riferimento

Un sistema di riferimento serve a definire la posizione nello spazio di un oggetto. I sistemi più usati sono quello ortogonale cartesiano e quello polare.

Sistema di riferimento cartesiano

Sistema di riferimento polare e sferico

Sistema di coordinate

Un sistema di coordinate geografiche serve per posizionare sulla terra un punto sulla base di una tripletta di misure, solitamente basato su un sistema di riferimento sferico.

latitudine (φ)longitudine (λ)quota

Sistemi di coordinate: datum

La questione della quota

Geoide = la superficie equipotenziale che risulterebbe se la terra fosse completamente coperta da acqua

Elissoide = superficie che approssima il più possibile il geoide, rimanendo, però, regolare e quindi matematicamente descrivibile.

L’insieme di una superficie di riferimento e di un sistema di riferimento costituiscono quello che viene definito solitamente un datum cartografico.

Il datum oggi più diffuso è WGS 84

Sistemi di coordinate: proiezioni cartografiche

Una proiezione cartografica è il risultato di trasformazioni geometriche, matematiche o empiriche di punti geografici espressi in coordinate geografiche in punti espressi in coordinate cartesiane, ed è necessaria per potere rappresentare la superficie curva della terra in uno spazio piano (una mappa cartacea o lo schermo di un calcolatore) senza eccessive deformazioni metriche.

Esistono vari tipi di proiezioni; in Italia le più usate sono quella di Gauss-Boaga e quella Universale Trasversale di Mercatore (UTM), a sua volta una derivazione di quella di Mercatore. Sono tutte proiezioni cilindriche.

Sistemi di coordinate: proiezioni cartografiche

Il sistema UTM divide il mondo in 60 fusi (in inglese zones ) di 6° di longitudine ciascuno, in modo da ridurre al minimo le distorsioni dovute alla proiezione in piano di una superficie sferica (ellissoidica).Il sistema WGS84 e la sua proiezione UTM sono sistemi globali, in grado cioè di descrivere l’intera superficie della terra; il loro successo dipende proprio dalla necessità, a livello internazionale, di utilizzo di un sistema unico e condiviso, soprattutto in un’era in cui la cartografia è divenuto uno strumento universalmente diffuso e multifunzionale.

Esemplificazione dei fusi

Sistemi di coordinate: proiezioni cartografiche

Il rapporto tra datum e proiezione e un rapporto molti a molti:

Un datum ha una o più proiezioni

Una proiezione è riferita a uno o più datum

Chi decide quale datum e quale proiezione(ovvero quale sistema di coordinate di riferimento)

usare in un dato luogo?

Il sistema di coordinate è solitamente deciso alivello nazionale. Ogni stato regola con leggi la

propria produzione cartografica

Sistemi di coordinale: l'esempio dell'Italia (1)

Roma 40: definito da G. Boaga, nel 1940

Elissoide di riferimento: Ellissoide Internazionale 1924 (detto anche di Hayford dal nome del suo ideatore, John Fillmore Hayford, o IE 1924).

Sistema di proiezione ufficiale: Gauss-Boaga,

Fusi di riferimento: 2 (est e ovest)

Sistema di proiezione Gauss-Boaga con localizzazione dei fusi Ovest ed Est con i rispettivi meridiani centrali

Sistemi di coordinale: l'esempio dell'Italia (2)

1950: viene introdotto, a livello europeo, il European Datum 1950 (ED50)

L'Italia adotta ufficialmente questo datum (invece del Roma 40).

L’ellissoide di riferimento rimane quello di Hayford (International Ellipsoid 1924).

Il sistema di proiezione in uso nella cartografia ufficiale rimane il Gauss-Boaga

Sistemi di coordinale: l'esempio dell'Italia (3)

Ultimamente si utilizza il sistema globale WGS84

Ellissoide di riferimento: GRS80

Sistema di coordinate piane (sistema di proiezione):

Sistema Universale di Mercatore (UTM).

RIASSUNTO:pre 1941: ellissoide di Bessel

1941: Roma40 – Gauss-Boaga1951: ED50 – Gauss-BoagaUltimamente: ED50 – UTM

(meno usato: WGS84 – UTM)Cassini-Soldner per il Nuoco Catasto dei Terreni italiano

Sistemi di coordinate: nomi

NON ESISTE UN CATALOGO UFFICIALE DEI NOMI DEI SISTEMI DI COORDINATE USATE NEL MONDO

Ogni software ne implementa una serie

spatialreference.org

Portale per la catalogazione e descrizione in vari formati di moltissimi sistemi di riferimento.Purtroppo talvolta (ultimamente spesso) offline!http://spatialreference.org/

EPSG: European Petroleum Survey Group

Elabora una lista di moltissimi sistemi di riferimento;standard de factohttp://www.epsg-registry.org/

GIS per l'archeologia

Julian Bogdanijulian.bogdani@unibo.it

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