Introduzione al GIS open source

Introduzione al GIS open source

Slides del corso di Costruzioni Idrauliche II

1. Introduzione al GIS

2. Formato dati (Raster e Vettoriali)

3. Installazione Udig/SpatialToolBox/HortonMachine

4. Primi passi….

5. Horton Machine: Estrazione Reticolo Idrografico

6. Horton Machine: Estrazione Bacino

Introduzione al GIS

• Mapping

• Database/store information

• dati formato RASTER

dati archiviati tramite creazione di una griglia regolare nella quale ad ogni cella (pixel) viene assegnato un valore alfanumerico che ne

rappresenta un attributo (rappresentazione di elementi che non hanno

confini netti ma che variano gradualmente nello spazio)

• dati formato VECTOR

(rappresentazione di elementi discreti)

Introduzione al GIS

• ArcGIS

• Qgis

Installazione UDig

•

http://udig.refractions.net/download/

• Scompattare “udig-1.4.0.win32.win32.x86 .zip”

• Lanciare “udig_internal.exe”

Attivazione Udig/SpatialToolBox

• guida

• scaricare librerie (.jar)

1. generic GIS modules library

• Creazione di una

location

:

(..file//nuovo//altro//databaseJgrass//location)

• Set delle coordinate:

(Campania: WGS 84 / UTM zone33 N)

• Risoluzione:

(caso studio 30x30m)

• Creazione del

mapset

Prima di poter operare sul DTM con i comandi

delle Horton Machine è necessario:

Importare il modello digitale del Terreno (DTM)

• in

Catalog

:

tasto dx sul mapset -> Import Esri Ascii -> selezionare il dtm.asc

• trascinare il dtm in

Piani

• settare la regione di lavoro

Processing Region

(1)

in Catalog -> Decorazioni della mappa -> trascinare Precessing Region in Piani

• settare la regione di lavoro

Processing Region

(2)

in Piani -> tasto dx su Processing Region -> modifica dello stile -> set region to raster map

Le

Horton Machine

sono insieme di strumenti

quantitativi e qualitativi per indagare la morfologia di un

bacino idrografico.

HortonMachine….

I comandi delle Horton

Machine sono stati

suddivisi in 7 categorie:

• Analisi del reticolo idrografico

Network

• Analisi relative al bacino

Hydro-Geomorphology

• Indici idro-geomorfologici

Basin

• Attributi del bacino

Geomorphology

•Analisi dei versanti

Hillslope

•Manipolazione dei DEM

DEM Manipulation

Comandi da eseguire:

1. Dem Manipulation/Ptifiller

2. Geomorphology/Flowdirections

3. Geomorphology/DrainDir

4. Network/ExtractNetwork

Per “far girare” questi comandi è necessario definire gli input e gli output negli appositi tab

posti in fondo alla finestra degli SpatialToolbox.

E’ inoltre presente un terzo tab contenente una

rapida descrizione del comando, degli input

necessari, degli output forniti e delle sintassi per utilizzare il comando in uno script.

….per fornire in input una mappa è necessario indicare il percorso del file corrispondente alla mappa nella cartella

cell contenuta nella location.

…..mediante la finestra di

navigazione dei file che compare cliccando sul pulsante ... accanto al campo dedicato al path.

Successivamente è necessario indicare le opzioni di output da inserire nel tab output.

….. È quindi necessario indicare nella finestra di output che si apre cliccando sul bottone ... il nome della mappa di output ed il

percorso dove salvarla.

CONSIGLIO: al nome dell’output

aggiungi sempre anche l’estensione .asc

Inserite tutte le opzioni necessarie è

possibile eseguire il comando cliccando sul bottone Run (freccia) in alto a destra nella

finestra degli Spatial Toolbox. Il comando viene quindi eseguito

mostrando in Console la progressione; terminata l’esecuzione, la nuova mappa Viene automaticamente caricata nella location e aggiornato il Catalogo di uDig.

Procedere analogamente per:

Geomorphology/Flowdirections

Geomorphology/DrainDir

Network/ExtractNetwork

NOTE su

Geomorphology/Flowdirections

:

Le direzioni di drenaggio definiscono come l’acqua si muove sulla superficie del terreno in relazione alla topografia della regione in analisi.

Ogni cella del dtm può drenare solo in una delle sue 8 celle adiacenti, quelle adiacenti,

soprastanti, sottostanti o diagonali, nella direzione di massima pendenza discendente.

NOTE su

Geomorphology/DrainDir

:

Il metodo per estrarre la mappa delle direzione di flusso prende il nome D8. L’utilizzo di questo metodo genera un effetto di deviazione dalla reale

direzione identificata dal gradiente comportando talvolta un errore notevole nella rappresentazione dei deflussi superficiali.

Questo metodo viene corretto attraverso DrainDir minimizzando la

deviazione della direzione del flusso determinato da quella del flusso reale.

NOTE su

Network/ExtractNetwork

:

• set Processing Mode -> 0 • Inserire input flowdirections • Inserire input contributing areas

• Definire threshold in the map -> 1000.0 soglia sulle aree contribuenti

(solo i punti con area contribuente maggiore della soglia danno luogo alla formazione di canali)

• In Output specificare estensione .shp

A questo punto abbiamo tutto quello che ci occorre per estrarre il bacino idrografico d’interesse. Manca solo un’informazione, il punto di chiusura del bacino (outlet).

Dem Manipulation/Wateroutlet

In input sono necessari: le coordinate dell’outlet e la mappa delle direzioni di drenaggio (estratte con Geomorphology/DrainDir).

Le coordinate vengono automaticamente inserite nei rispettivi campi se si seleziona il comando subito dopo aver interrogato il punto.

Dem Manipulation/Wateroutlet

Restituisce in output una maschera del bacino estratto con valore 1 all’interno e no value

all’esterno.

Si può verificare come il confine del bacino estratto passi effettivamente per il punto di chiusura.

Ora dobbiamo ritagliare sul bacino estratto anche tutte le altre mappe fino ad ora

elaborate.

RasterProcessin/CutOut

In input vanno le mappe del:

• Modello digitale del terreno (DTM) • Bacino estratto (step precedente)

Utilizziamo adesso un comando che fornisce le statistiche riassuntive relative ad una mappa raster

RasterProcessin/RasterSummary

il comando calcola alcune grandezze riassuntive dell’intera mappa: valore minimo, valore massimo, valore media, deviazione standard, somma di tutti i valori, la quantità di no data oltre a fornire tutti i dati per costruire l’istogramma della distribuzione dei valori contenuti nella mappa

Utilizziamo adesso un comando che fornisce le statistiche riassuntive relative ad una mappa raster

RasterProcessin/RasterSummary

il comando calcola alcune grandezze riassuntive dell’intera mappa: valore minimo, valore massimo, valore media, deviazione standard, somma di tutti i valori, la

quantità di no data oltre a fornire tutti i dati per costruire l’istogramma della distribuzione dei valori contenuti nella mappa

RasterProcessin/RasterSummary

Questo particolare comando richiede in input: • la mappa su cui calcolare le Statistiche

• numero di intervalli in cui dividere il range di valori della mappa

In output vengono stampati nella vista

Console di uDig, possono quindi essere

facilmente salvati in un file di testo (mediante un copia & incolla) in formato ASCII che un qualsiasi foglio elettronico può leggere facilmente.

Stampa, in ordine da sx a dx: la media nell’intervallo dei valori della mappa il

numero di pixel della mappa nell’intervallo la percentuale di pixel della mappa

nell’intervallo definito

Per i contenuti si ringraziano: