1
A.A. 2017/2018 Laurea Triennale in Scienze Geologiche
CORSO: GEOGRAFIA FISICA, CARTOGRAFIA e GIS 2° modulo -2a parte - GIS - durata : ~ 35 ore (3 cfu)
Finalità: apprendimento delle caratteristiche e delle modalità di utilizzo di un GIS (Geographic Information System)
Prova d’esame: Esecuzione di un esercizio (a tempo) Possibilità di consultare il manuale
Criteri voto:
20’ 30 25’ 28 30’ 26 35’ 24 40’ 22 45’ 20 50’ 18
2
Programma del corso
• Caratteristiche generali dei GIS e in particolare del GIS GRASS
• I principali comandi di GRASS
G R A S S (Geographic ResearchAnalysis Support System) SO: Linux/WINDOWS/Mac OSX Versione utilizzata 7.4.0
Testi
GRASS7.4.0 (per Windows) - Manuale pratico introduttivo (aprile 2018) www.cler.unipr.it/Didattica/GRASS7.4_aprile2018.pdf
3
Installazione del programma e dei dati (SO Windows) https://grass.osgeo.org/
5
…… Richiesta autorizzazione …… (SI)
6
7
Doppio click
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9
Definizione
Sistema informatico per l'acquisizione, conservazione, elaborazione e visualizzazione di dati geografici.
GIS
Acronimo di: Geographic(al) Information System (Sistema Informativo Geografico)
(Sistema Informativo Territoriale, SIT)
Componenti del sistema
Hardware Computer e periferiche Software Programma(i)
Umana Operatore
Caratteristiche generali dei GIS
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Funzioni del GIS
Acquisizione Digitalizzazione dei dati o immissione di dati digitali
Conservazione Banca dati
Elaborazione Trasformazione e combinazione dei dati Visualizzazione Rappresentazione dei dati e dei risultati
Dati geografici (georeferenziati)
Posizione degli elementi definita da coordinate
Il modello dei dati Geometria
Topologia Attributi
11
Geometria forma degli oggetti: punto,linea,poligono
.
12
Topologia mutua relazione spaziale fra gli oggetti:
connessione, adiacenza, inclusione.
A
A
B A
B
B
13
Attributi dati descrittivi (quantitativi e qualitativi) degli oggetti
.
1220 Punto quotato 3 bosco20 Sentiero
14
Rappresentazione vettoriale di punti, linee (archi) e poligoni (aree)
Nodo Vertice
Segmento
La rappresentazione dei dati: 1) Vettoriale 2) Raster
15
Rappresentazione raster di punti, linee (archi) e poligoni (aree)
16
Rappresentazione del territorio mediante tematismi distinti
17
Organizzazione dei dati in GRASS DATABASE
(ad es. C:\Users\Clerici\Documents\grassdata) > LOCATION 1
> LOCATION 2
> LOCATION 3
> ...
Caratteristiche specifiche di GRASS
18
DATABASE
> LOCATION 1
> PERMANENT
> MAPSET1
> MAPSET2
> ...
> LOCATION 2
> PERMANENT
> MAPSET1
> MAPSET2
> ...
> ...
DATABASE > LOCATION(S) > MAPSET(S)
19
Modalità di immissione dei comandi
1) Mediante un’interfaccia grafica (wxpython) 2) In modalità Linea di Comando (MLC):
nome comando + parametri + opzioni
20
Nome dei comandi in GRASS
Prefisso Funzione Esempio
d. Visualizzazione d.rast Visualizza una carta raster
db. Gestione del database db.tables Lista tutte le tavola di un database g. Operazioni di tipo generale g.list Lista le carte disponibili
i. Elaborazione di immagini i.rectify Rettifica le immagini ps. Creazione di carte in
formato Postscript
ps.map Crea una carta in formato Postscript r. Elaborazione di carte raster r.reclass Modifica le categorie di una carta
raster r3. Elaborazione dati raster 3D
(voxel)
r3.info Riporta le informazioni relative ad una carta raster 3D
t. Elaborazione di carte temporali
t.rename Cambia il nome di un dataset di carte temporali
v. Elaborazione di carte vettoriali
v.patch Unisce più carte vettoriali
21
Creazione di una cartella per il salvataggio dei files
C:\Users\Studente\Desktop\GRASSfiles
22
Doppio click (tasto sinistro del mouse) sull’icona nel Desktop
Avvio di GRASS
Terminale a caratteri (oppure dall’elenco dei programmi )
23
database
Locations Mapsets
24 Creazione di un nuovo Mapset (esercizi)
25
1) Il Layer Manager
2) Un Map Display Il Layer Manager Linea dei menù
26
27
Il Layer Manager Linea dei menù
Linee dei comandi
Area delle carte (o dei comandi) caricate
Add vector map layer
28 Finestra dei comandi immessi e dei risultati
(finestra dell’output)
Finestra di immissione dei comandi in modalità Linea di Comando
29
30
31
Il Map Display
Linea dei comandi
Zoom in
Area di visualizzazione delle immagini
Informazioni di visualizzazione
Ambiente di visualizzazione (2D, 3D, Digitize)
Ridisegno automatico
32
• Chiusura della GUI (Graphical User Interface)
33
> g.gui [Invio]
• Apertura della GUI (Graphical User Interface)
34
Uscita da GRASS
Si rientri in GRASS
35
• Cambio della Location e del Mapset
Si imposti la Location Spearfish60_grass7 e il Mapset esercizi
36
Visualizzazione di carte raster
37
38
Inserimento e visualizzazione della carta raster geology
1) Tasto del Layer Manager
2) Selezione della carta geology (in PERMANENT) 3) Clic sul tasto OK
39
Posizione di inserimento di una carta
Inserire la carta soils
Inserimento della carta soils sopra elevation.dem
40
geology soils
elevation.dem
Disattivazione di una carta
soils
elevation.dem geology
soils geology
elevation.dem Modifica dell’ordine di visualizzazione per trascinamento
(con il tasto sinistro del mouse)
(disattivare anche geology)
41
Rimozione di una carta dal Layer Manager
1) Selezione della carta nel Layer Manager 2) Tasto
Si rimuova soils
Si rimuova anche geology
42
Visualizzazione di carte vettoriali
43
roads
Si inserisca anche il vettoriale streams
Si disattivi il vettoriale streams
44
Uscita da GRASS e salvataggio del settaggio corrente
45
Viene effettuato il salvataggio del file settaggio1.gxw e l’uscita da GRASS.
46
Ripristino del settaggio salvato
Si entri in GRASS
47
48
Opzioni di visualizzazione di una carta raster
Doppio clic con il tasto sinistro
49
Visualizzazione di specifiche categorie (valori presenti 1066-1840)
50
51
cancellare
52
Gestione delle celle con valore null
Si disattivino tutte le carte (cliccando il quadretto alla sinistra del nome delle carte) e si inserisca la carta landuse (in PERMANENT) al di sopra di elevation.dem
Si attivi elevation.dem.
53
54
Opzioni di visualizzazione di una carta vettoriale
Si disattivino le due carte raster landuse e elevation.dem Visualizzazione della tavola degli attributi
Click col tasto destro
Click col tasto sinistro
55
Doppio click sul nome della carta roads
Visualizzazione della geometria degli elementi
Opzioni di visualizzazione di una carta vettoriale
Si disattivino le due carte raster landuse e elevation.dem e si attivi roads
56
Visualizzazione dei numeri di categoria
57
Visualizzazione delle informazioni topologiche
58
Visualizzazione dei vertici
59
Visualizzazione della direzione degli elementi lineari
60
Visualizzazione di specifiche categorie
61
cancellare
Modifica del colore delle linee
62
63
Modifica dello spessore delle linee
64
Rappresentazione di elementi areali in GRASS
Area (area). E’ costituita da un bordo di area (boundary) e da un centroide (centroid).
Boundary (bordo di area). E’ il poligono che delimita l’area.
Centroid (centroide). E’ un punto all’interno del boundary a cui vengono assegnati gli attributi dell’area.
65
Si disattivi roads
Si carichi la carta vettoriale soils (in PERMANENT) (54 tipi di suolo)
66
67
68
Si esca da GRASS senza salvare il settaggio corrente 69
70
Comandi principali per la gestione delle carte elencate nel Layer Manager
Si entri in GRASS e si inserisca la carta
raster geology
Gestione delle carte raster
71
clic tasto destro
72
Rimozione di una carta dal Layer Manager
1) Selezione della carta nel Layer Manager 2) Tasto
Si inserisca la carta raster geology
73
Ridenominazione di una carta
[Invio]
Si rimuova la carta raster geology.nuova
74
Modifica del livello di trasparenza di una carta
Si inseriscano nell’ordine le carte raster landuse e elevation.dem
75
Opzioni di visualizzazione di una carta (Properties)
Altra modalità: doppio click tasto sinistro sul nome della carta nel Layer Manager
76
•• Ridimensionamento dell’immagine alle dimensioni di una carta Si disattivi landuse e si selezioni elevation.dem
77
Si inserisca la carta vettoriale streams
78
•• Ridimensionamento della visualizzazione alle dimensioni di una carta ignorando le celle con valore null
Si carichi la carta rushmore (e si disattivino le altre carte nel Layer Manager)
Si rimuova la carta rushmore
79
Regione di lavoro (o computazionale)
Area geografica di forma rettangolare, definita dalle coordinate dei bordi del rettangolo e da una risoluzione (dimensione delle celle), all’interno della quale hanno effetto le operazioni eseguite da GRASS
Regione di default
Regione definita al momento della creazione della Location 4928010
4913700
609000 589980
19020 14310
Res.=30m
80
•• Definizione della regione computazionale corrente in base alla regione di una carta
Selezionare la carta raster elevation.dem Verifica delle caratteristiche della regione computazionale corrente
Selezionare la carta raster landuse
La regione computazionale corrente rimane attiva fino ad una successiva modifica
81
•• Allineamento della regione computazionale alla carta selezionata
82
•• Esportazione di una carta raster di GRASS in un altro formato
Si carichi la carta raster soils
83
84
•• Esportazione di una carta raster come un file di archivio
Selezionare la carta soils
Cartella GRASSfiles Nome file soils.pack
85
Il file viene creato e salvato con il nome soils.pack nella cartella GRASSfiles
86
•• Copia di una carta
Si selezioni elevation.dem
87
Attivare
Disattivare
88
•• Gestione dei colori
89
Tavole dei colori
90
Codifica (o modello) dei colori (RGB HIS) Codifica RGB (Red:Green:Blue) (0-255)
Numero di colori: 2563 = 16.777.216 Esempi:
255:000:000 Rosso 000:255:000 Verde 000:000:255 Blue 255:255:255 Bianco 000:000:000 Nero 100:100:100 Grigio
130:000:000 Rosso scuro (Bordeaux) 255:255:000 Giallo
255:166:000 Arancione
91
aqua (azzurro chiaro) black
blue brown
cyan (azzurro) gray (grigio) grey (grigio) green
indigo (blu-violetto) magenta (rosa carico) orange
purple (viola tendente al rosso) red
violet (viola tendente al blu) white
yellow
Colori disponibili in GRASS tramite denominazione diretta
92
Modalità di gestione dei colori
1) Specificando il colore delle singole categorie 2) Assegnando i colori a definiti valori
percentuali delle categorie presenti in una carta
3) Selezionando una tavola dei colori da una serie di tavole predisposte
4) Copiando la tavola da un'altra carta raster.
Si esegua una copia di geology denominandola geology.color Si disattivino tutte le altre carte
93
Selezionare la carta geology.color
(contiene 9 categorie geolitologiche numerate da 1 a 9) 1) Specificando il colore delle singole categorie
94 1 red
4 yellow 6 0:255:0 8 0:0:255 9 black
95 4 yellow
6 0:255:0 8 0:0:255
96
2) Assegnando i colori a definiti valori percentuali delle categorie presenti in una carta (per carte con valori continui)
Si esegua una copia di slope (con valori da 0 a 52,52°) denominandola slope.color
0% yellow ( 0°) 10% orange ( 5,252°) 50% 0:200:0 (26,26°) 100% 0:0:0 (52,52°)
97
Con un editor (ad es. il Blocco note) si scriva il seguente file denominandolo slope.color.rules.txt (da salvare in GRASSfiles)
Lettura dei criteri di assegnazione dei colori da un file
cancellare
98
3) Selezionando una tavola dei colori da una serie di tavole predisposte
Con la carta slope.color selezionata si apra il pannello del comando r.color
99
blues
gyr
0% - green ( 0°)
50% - yellow ( 26,26°) 100% - red (52,52°)
100
4) Copiando la tavola da un'altra carta raster
cancellare
101
•• Definizione della tavola dei colori in modo interattivo
Fare una copia di geology denominata geology.color
102
Disattiva il colore
T.S.
Seleziona nuovo colore
Ricarica i colori originali
Visualizza modifiche
103
•• Disegno di una distribuzione di frequenza
Selezionare elevation.dem (1066-1840 m)
104
105
106
107
•• Calcolo delle statistiche univariate
Selezionare elevation.dem
108
Si imposti la regione corrente alle dimensioni di geology
•• Calcolo delle statistiche di base (per categoria)
Si selezioni geology
109 Regione computazionale corrente (geology)
110
•• Disegno di un profilo attraverso una o più carte
Si imposti la regione corrente alle dimensioni di elevation.dem
(mediante l’opzione Set computational region from selected map(s) )
111
112
Tasto sinistro
113
Clic in un altro punto
114
Tracciamento di profili multipli
115
•• Informazioni di base di una carta
Con selezionata elevation.dem
116
• Comandi principali per la gestione delle carte vettoriali
Si inseriscano le carte vettoriali roads e streams Clic col tasto destro su roads
117
Selezionare streams
•• Rimozione di una carta dal Layer Manager
1) Selezione della carta nel Layer Manager 2) Tasto
118
•• Ridenominazione di una carta
Selezionare roads
roads1 [invio]
Riassegnare il nome roads
119
•• Modifica del livello di trasparenza di una carta Si selezioni roads
120
•• Opzioni di visualizzazione di una carta
Stesso pannello aperto mediante doppio clic del tasto sinistro sul nome della carta Già sperimentato in dettaglio in precedenza
Selezionare roads
121
•• Ridimensionamento dell’immagine alle dimensioni di una carta
Raster landuse
122
•• Definizione della regione computazionale corrente in base alle dimensioni della carta (vettoriale) selezionata
Ridefinire la regione computazionale corrente in base alle caratteristiche della carta raster elevation.dem
Raster elevation.dem
123
•• Esportazione di una carta vettoriale di GRASS in un altro formato
roads.dbf roads.prj roads.shp roads.shx
Selezionare roads
124
125
•• Esportazione di una carta vettoriale come un file di archivio
127
•• Copia di una carta
Nel Layer Manager disattivare roads e attivare roads_copia
Il nome di una carta vettoriale deve iniziare con una lettera e non deve contenere caratteri speciali (incluso il punto)
La carta roads_copia viene creata e salvata nel Mapset esercizi
128
Struttura di una carta vettoriale
……..
……
x,y x,y …..
3
x,y x,y …..
5
………..
Nome E 33
x,y x,y ….. 5 1
………..
12 x,y x,y ….. 4
2
………..
Nome C 28
x,y x,y ….. 3 4
………..
Nome B 215
x,y x,y ….. 2 4
……….
Nome A 1 33
x,y x,y …..
1
………….
Attributo 2 Attributo 1
cat coordinate
cat
File degli attributi (table)
(Gestito da un DBMS. SQLite è il DBMS di default)
File della geometria
Nome D
E’ possibile connettere ad uno stesso file della geometria più tavole degli attributi (tramite i cosiddetti ‘layer’)
DBMI
Connessione ad un unico file della geometria di due tavole degli attributi
130
•• Gestione dei colori
Si selezioni roads_copia
131
1 red
3 0:50:255 4 brown
132
cancellare
Assegnazione di una tavola dei colori predisposta
133
Fare una copia di roads col nome roads_copia Rimozione della tavola dei colori
134
•• Gestione e modifica della tavola degli attributi
La tavola degli attributi associata ad una carta vettoriale ha (di norma) lo stesso nome della carta.
La copia di una carta comporta anche la copia della tavola degli attributi.
••• Visualizzazione del contenuto della tavola
135 Gestione dei recordsGestione delle colonne Gestione dei layers
136
SELECT columns FROM table [WHERE condition]
SQL = Structured Query Language
••• Visualizzazione selettiva del contenuto di una tavola degli attributi (mediante l’utilizzo del comando SELECT del linguaggio SQL)
L’ambiente Browse data
137
SELECT label FROM roads_copia WHERE cat > 2 and label LIKE '%surface%'
Visualizzare le etichette descrittive dei records con valore di categoria superiore a 2 e con etichetta descrittiva contenente la stringa “surface”
138
Le operazioni effettuate non modificano la tavola degli attributi
139
Si selezioni roads_copia
Modifica della tavola degli attributi
140
Clic con il tasto destro
Clic con il tasto destro
141
Clic con il tasto destro
••• Modifica di un record
Clic con il tasto sinistro
142
Clic con il tasto destro
••• Inserimento di un nuovo record
143
••• Cancellazione dei records
Tasto ctrl della tastiera e tasto sinistro del mouse
Clic con il tasto sinistro
Clic con il tasto destro
144
Clic con il tasto destro
••• Cancellazione dell’intero contenuto della tabella
Non viene cancellata la tavola, ma solo il contenuto
145
Effettuare una copia della carta roads e denominarla roads_copia
146
••• Selezione di tutti i records
••• Deselezione di tutti i records
147
••• Evidenziazione nella carta di elementi selezionati nella tavola
148
••• Evidenziazione nella carta di elementi selezionati e ridimensionamento dell’immagine
149
••• Costruzione di una carta contenente elementi estratti dalla carta selezionata
Clic con il tasto sinistro
Tasto ctrl della tastiera e tasto sinistro del mouse
Clic con il tasto destro
150
Si disattivi strade_2_5 e si attivi roads_copia nel Layer Manager
Si visualizzino le categorie
151
••• Cancellazione dalla carta (file della geometria) di elementi selezionati nella tavola degli attributi
Cancellazione dalla carta roads_copia degli elementi di categoria 4
152
153
••• Ricarica e rivisualizzazione della tavola
154
Esercizio di verifica
1) Costruire una nuova carta vettoriale, denominata soils_sel, che contiene le categorie 2,12 e 48 della carta soils.
2) Costruire la tavola dei colori assegnando alle aree delle tre categorie rispettivamente i colori giallo, verde e rosso.
3) Visualizzare la carta nel Map Display con i colori assegnati, con i centroidi e con i valori di categoria in nero.
Caricare la carta vettoriale soils
Cancellare tutto il contenuto del Layer Manager
155
Visualizzare la tavola degli attributi
156
1) Creare la nuova carta soils_sel (2,12,48)
157
2) Creazione della tavola dei colori
della carta soils_sel (giallo,verde,rosso)
158
159
3) Visualizzazione della carta soils_sel con i colori assegnati, con i centroidi e con i valori di categoria in nero.
160
161
L’ambiente Manage table
Eseguire una copia di roads con il nome roads_copia Aprire la tavola degli attributi
162
163
Aggiunta di una colonna
••• Aggiunta, ridenominazione e cancellazione di una colonna
164
165
Ridenominazione di una colonna
166
Clic con il tasto destro
Cancellazione di una colonna
167
L’ambiente Manage layers
••• Inserimento, modifica e cancellazione di layers
168
•• Editing delle carte vettoriali
Selezionare roads_copia
169
•• Ricostruzione della topologia di una carta
170
Il telerilevamento (da aereo o da satellite) per la mappatura delle caratteristiche ambientali della superficie terrestre e delle loro variazioni nello spazio e nel tempo
Dott.ssa Serena Giacomelli Martedì 15/05 14:30-16:30
171
•• Visualizzazione delle caratteristiche di base di una carta
172
I tasti funzionali del Map Display
• Visualizzazione nel Map Display del contenuto del Layer Manager
Si carichi la carta vettoriale roads
Si rimuovano le carte presenti nel Layer Manager
Disattivare
Attivare
173
• Attivazione del puntatore
• Creazione di una nuova carta vettoriale tramite selezione interattiva di elementi
Tasto sinistro
174
Tasto destro per cancellare
Disattivare
Tasto sinistro per costruire la carta Chiusura della funzione
Eliminare roads_selectionXXX
175
• Interrogazione interattiva di carte
Clic con il tasto sinistro in un punto della carta Si inserisca elevation.dem
176
Si carichi la carta geology
Clic con il tasto sinistro in corrispondenza di una linea
Si selezioni la carta vettoriale roads
Clic con il tasto sinistro in un punto della carta
177
Si inseriscano (se non già presenti) le carte raster elevation.dem e geology e la carta vettoriale roads (nell’ordine).
Si selezionino le tre carte contemporaneamente (clic sulla prima carta, premere il tasto maiuscole e clic sull’ultima carta).
Clic con il tasto sinistro in corrispondenza di una linea
Uscita dalla funzione
178
• Spostamento dell’immagine
1) Clic con il tasto sinistro in un punto dell’immagine e trascinamento
2) Posizionamento in un punto dell’immagine e clic sul tasto sinistro (o sulla rotellina)
Uscita dalla funzione
• Ingrandimento dell’immagine
1) Tracciamento di un rettangolo con il tasto sinistro del mouse all’interno del Map Display 2) Clic con il tasto sinistro del mouse in un punto dell’immagine
(ingrandimento progressivo del 30%)
3) Rotazione in avanti della rotellina del mouse (all’indietro si ha riduzione)
Uscita dalla funzione
179
• Riduzione dell’immagine
1) Tracciamento di un rettangolo con il tasto sinistro del mouse all’interno del Map Display 2) Clic con il tasto sinistro del mouse in un punto dell’immagine
(riduzione progressiva del 30%)
3) Rotazione all’indietro della rotellina del mouse (in avanti si ha ingrandimento)
Uscita dalla funzione
180
• Visualizzazione alle dimensioni della carta selezionata
Si selezioni elevation.dem nel Layer Manager e si clicchi il tasto
Si selezioni roads nel
Layer Manager e si clicchi il tasto
181
La stessa funzione è disponibile nel pannello delle opzioni già
sperimentato in precedenza (click tasto destro sul nome della carta)
• Visualizzazione alle dimensioni della regione computazionale corrente
Si verifichino le caratteristiche della regione computazionale corrente
Si selezioni elevation.dem
Impostazione della regione computazionale corrente in base alle dimensioni di elevation.dem
183
Si ingrandisca una porzione della carta (con )
184
• Ritorno a ritroso alle visualizzazioni precedenti
185
• Opzioni per la modifica dell’area di visualizzazione e della regione computazionale corrente
186
•• Dimensionamento dell’immagine alle dimensioni della regione di default
Si verifichino le caratteristiche della regione computazionale corrente
Si ingrandisca una porzione dell’immagine
187
4928010
4913700
609000
589980
188
La regione computazionale corrente non viene modificata
189
•• Dimensionamento dell’immagine alle dimensioni di una regione salvata in un file
•• Impostazione della regione computazionale all’estensione attuale del display
Regione computazionale attuale
191
Si ingrandisca una porzione della carta (con )
Limiti arrotondati in modo che siano multipli della risoluzione (che non viene modificata)
192
•• Impostazione interattiva della regione computazionale
Si imposti la regione computazionale alle dimensioni della carta elevation.dem
Si imposti la visualizzazione alle dimensioni della carta elevation.dem
193
Tasto sinistro
194
(Zoom to computional region extent)
195
•• Impostazione della regione computazionale tramite le informazioni contenute in un file
196
(Zoom to computional region extent)
197
•• Salvataggio in un file delle dimensioni dell’immagine corrente
Si ingrandisca una porzione della carta (con )
198
199
•• Salvataggio in un file delle caratteristiche della regione computazionale corrente
Si imposti la visualizzazione alle dimensioni della carta elevation.dem
Si definisca una nuova regione computazionale
200
Si ingrandisca una porzione della carta (con )
