Funzionamento e funzionalità dei sistemi GIS

Un GIS è un insieme complesso di componenti per l'acquisizione, la memorizza- zione, il controllo, l'integrazione, l'elaborazione e la rappresentazione di dati che sono spazialmente riferiti alla superficie terrestre.

La peculiarità fondamentale dei sistemi geografici è rappresentata dalla possibili- tà di collegare gli elementi presenti su una mappa alle corrispondenti informa- zioni.

78 Gli oggetti rappresentati sulle mappe, sia naturali che antropici, sono chiamati elementi geografici; ogni elemento ha una sua posizione, una forma rappresen- tativa e un simbolo che mostra una o più delle sue caratteristiche.

In un database sono memorizzate, inoltre, le informazioni che descrivono gli elementi cartografici correlati; queste informazioni associate sono note come in- formazioni attributo.

Il GIS collega insiemi di elementi con i corrispondenti attributi e li gestisce univo- camente in unità chiamate Layers. Un Layer è pertanto un insieme di elementi geografici, della stessa tipologia logica e geometrica, collegati ai loro attributi. I sistemi GIS di norma sono costituiti da un insieme di strati tematici, i Layers ap- punto, relativi a una determinata area geografica. Sovrapponendo più strati che hanno informazioni differenti, ma che appartengono allo stesso contesto territo- riale, è possibile rappresentare una specifica realtà e individuare le eventuali cor- relazioni tra fenomeni diversi che risultano apparentemente indipendenti.

Figura 4.1 - Organizzazione degli strati tematici in un GIS

Questo semplice ma estremamente potente e versatile concetto si è dimostrato prezioso per risolvere problemi di diversa natura sul territorio, dalla pianificazio- ne territoriale all’agricoltura, dalla geologia alla demografia e molto altro ancora.

79 Gli elementi geografici possono essere rappresentati utilizzando due tipi di for- mato diversi, il formato vettoriale e il formato raster.

Con il formato dati vettoriale si archiviano gli oggetti geografici usando elementi geometrici puntuali, lineari o areali. Con un sistema di prelievo discreto di coor- dinate x,y sono memorizzate su un piano cartesiano, in un determinato sistema di riferimento, le ubicazioni del mondo reale. Questo tipo di formato si usa per rilievi particolareggiati del territorio, perché consente di memorizzare i singoli elementi con i loro attributi metrici e descrittivi.

Il formato dati raster, pur lavorando su un piano cartesiano, non archivia gli ele- menti usando le loro coordinate esplicite, ma un insieme di piccole aree uguali, ordinate per righe e colonne, chiamate pixel, che coprono tutta l’area da rilevare. Ad ogni cella è assegnato un valore di tipo grafico o di tipo descrittivo. Il formato

raster si usa per analisi spaziali determinate da fenomeni che possono essere in-

terpretati da un’immagine, la cui qualità dipende dalla dimensione della cella (ri- soluzione).

Figura 4.2 – Formato dati vettoriale e raster

Accanto ai dati spaziali e agli attributi, un altro componente fondamentale dei si- stemi GIS è rappresentato dai comportamenti, ovvero dalle regole precostituite

x,y _x,y x,y x,y FORMATO VETTORIALE Rappresentazione discreta FORMATO RASTER Rappresentazione continua

80 di gestione degli elementi geografici. Tra questi vi sono le regole di validazione attributo (domini e sottotipi), le relazioni tra classi e le relazioni spaziali (connet- tività, adiacenza, contenimento, lunghezze e aree). La procedura matematica che legge e memorizza queste informazioni prende il nome di Topologia, che essen- zialmente consente di interrogare i dati non solo in base agli attributi, ma anche attraverso le relazioni spaziali.

Grazie all’analisi e all’elaborazione delle tre componenti dei dati geografici (geo- metria, attributi, comportamenti), il GIS permette sostanzialmente di rispondere alle domande che possono presentarsi analizzando i fenomeni che si verificano all'interno di un determinato territorio, domande relative alla posizione di un og- getto, alle condizioni o alle caratteristiche degli elementi, alla distribuzione spa- ziale degli oggetti all'interno del territorio, ai trend di un determinato fenomeno, alla formulazione di ipotesi e così via.

Volendo sintetizzare le funzionalità tipiche di un GIS, si può affermare che questo permette di:

- inserire i dati; - memorizzare i dati;

- consultare i dati (sulla base della loro ubicazione in funzione dei valori at- tributo);

- analizzare i dati (rispondendo a domande integrate in funzione delle rela- zioni spaziali tra più layers);

- visualizzare i dati;

- produrre mappe, reports e grafici.

Sostanzialmente un GIS permette di rispondere a domande sugli elementi geo- grafici (le interrogazioni o "query") effettuate sulla base dei dati contenuti nel da- tabase. La consultazione può consistere nell’identificazione interattiva di specifici elementi sulla mappa, o viceversa nella selezione di elementi sulla base di defini- te condizioni. Le tipologie di query che si possono effettuare sono numerose, in

81 relazione al tipo di dato che si vuole ottenere, ma sono sostanzialmente ricondu- cibili al continuo collegamento tra elementi spaziali e caratteristiche descrittive. Tra i campi di applicazione dei GIS i più significativi sono:

- gestione del territorio e dell’ambiente: attraverso la creazione di mappe di pericolosità sismica, idrogeologica, rischio frane, inquina- mento atmosferico, gestione delle risorse naturali;

- protezione civile: collegato alla gestione del territorio di cui si è ap- pena parlato;

- catasto: con innumerevoli funzioni in relazione al territorio analizzato, tra cui creazione di archivi grafici, indagini sul territorio di riferimento, decodifica dei dati catastali;

- beni culturali: generazione di carte tematiche dei beni culturali ed ar- cheologici ;

- logistica e distribuzione: georeferenziazione di clienti, depositi;

- geomarketing: segmentazione dei mercati su base territoriale, analisi

di un territorio in base a varie caratteristiche;

- demografia: evoluzione demografica, evoluzione occupazionale, espansione urbana e residenziale;

- gestione delle reti: funzioni necessarie alla gestione delle reti idriche, elettriche, del gas, cartografia, programmazione della manutenzione tecnica, simulazione di nuovi circuiti, localizzazione rapida di guasti e organizzazione degli interventi di ripristino dei servizi.

A questi campi di applicazione vanno aggiunte tutte le possibili applicazioni della georeferenziazione, dall'agricoltura (in relazione all'uso del suolo), all'economia (ad esempio per le analisi di mercato), alla difesa (logistica, pianificazione), all'e- cologia e alle scienze connesse, alla salute pubblica (epidemiologia), all'istruzio- ne, alla geologia e alla oceanografia, alla gestione beni immobiliari, all'osserva- zione della Terra, alle telecomunicazioni, alla gestione di infrastrutture, all'indu- stria estrattiva e mineraria, ai trasporti, all'urbanistica a all’architettura.

82 L’evidente legame esistente tra dati immobiliari e tessuto urbano, inoltre, induce a pensare alla possibilità di utilizzare la tecnologie dei sistemi informativi territo- riali anche nell’analisi estimativa.

Una prima considerazione riguarda la possibilità di archiviare i dati immobiliari in modo consistente, semplificandone la consultazione grazie all’immediata visua- lizzazione su mappa.

Una seconda riflessione attiene la possibilità di selezionare i dati immobiliari utili all’indagine estimativa, sulla base di criteri logici e spaziali (identificazione dei segmenti di mercato in funzione della localizzazione e dei dati attributo, indivi- duazione degli immobili di comparazione tramite analisi di prossimità, ecc.). I sistemi geografici consentono, altresì, l’analisi e l’elaborazione dei dati, nonché la diffusione degli stessi tramite mappe, rapporti e grafici utili alla comprensione dei fenomeni estimativi e dei trend di mercato, contribuendo alla trasparenza del mercato immobiliare.

In ultima istanza, le potenzialità dei GIS consentono l’implementazione di proce- dure utili a simulare l’applicazione dei procedimenti estimativi, come avrà modo di dirsi ampiamente in seguito.