Mappa elaborata da E. W. Gilbert (1958) usando le descrizioni e statistiche di John Snow (1855), indicando i casi di colera nel quartiere di Soho a Londra del 1854 

Lezione XX  i Database ed il  Gis

Dall’esempio di Amazon possiamo desumere delle cose, il database si può incrociare con dei fatti spaziali, geografici o localizzazioni. La localizzazione (prende in considerazione il cartello nero con i numeri bianchi) è uno dei sensori più importanti sui nostri smartphone, il prof racconta di un suo viaggio in treno, nota un edificio che gli nutre particolare interesse ma non riesce ad immortalarlo in uno scatto. Lui ha allora scattato dal treno subito dopo e attraverso la geolocalizzazione ritrovare il luogo dove era l’edificio, questo è sempre possibile farlo a meno che non si disattiva la georeferenziazione dalle impostazioni. Parlando anche di mappe, all’interno di queste noi al giorno d’oggi siamo sempre il “pallino blu” al centro del mondo (mondo inteso come porzione che vediamo sullo schermo). non meno importante, in ambito territoriale esiste il GIS, Geographical Information System. il GIS è un database intelligente con l'entità direttamente georeferenziate. Io so che un edificio in particolare è lì e solo lì. Immaginiamo a cosa potrebbe esserci di aiuto il GIS, (va ricordato anche anche il SID X le linee Demaniali aggiornamento dei verbali del 1958) si diceva appunto come tutte le statistiche fatte del covid sono state create sfruttando il GIS, questo può essere fatto alla scala di una nazione, di una regione di una città e nel caso di precisissimi dati anche di un quartiere. A noi l’utilizzo del GIS ci interessa in particolar modo in relazione a infrastrutture, edifici ecc.. In molti casi riportare milioni di dati dentro un database, in particolare nel GIS, può richiedere molta fatica per questo noi facciamo affidamento ai Big Data. In particolare gli Open Data che sono sono dati liberamente accessibili a tutti. questi dati essendo georeferenziati basta sovrapporli con dei precisi programmi ad una mappa vanno subito a disporsi nel modo esatto. (esempio mappa musei del lazio dall’open data della regione lazio, ci sono anche per roma)

Il GIS funziona per livelli, i dati quindi devono essere organizzati per livelli. Un modello GIS può essere interrogato in migliaia di modi diversi ottenendo infinità di output in base alle domande che gli conferiamo.

Per capire la città contemporanea dobbiamo assorbire il maggior numero di informazioni e elaborarle in modelli, le più semplici sono le mappe.Il Geographic Information System (GIS) (anche detto sistema informativo geografico o anche sistema informativo territoriale) è un sistema informativo computerizzato che permette l'acquisizione, registrazione, analisi, visualizzazione, restituzione, condivisione e presentazione di informazioni derivanti da dati geografici (geo-riferiti).È quindi un sistema informativo in grado di associare dei dati alla loro posizione geografica sulla superficie terrestre e di elaborarli per estrarne informazioni. Il suo principale utilizzo è nella cartografia digitale, nella graficizzazione e nello studio di fenomeni umani e naturali terrestri.La tecnologia GIS integra in un unico ambiente le più comuni operazioni legate all'uso di database (interrogazioni e analisi statistiche) con l'analisi geografica consentita dalle cartografie numeriche, sia raster che vettoriali. I GIS permettono di analizzare una entità geografica sia per la sua completa natura geometrica (e simbolica) sia per il suo totale contenuto informativo. Ciò è reso possibile dall'integrazione di due sistemi prima separati: i sistemi di disegno computerizzato (CAD-Computer Aided Design) e i database relazionali (DBMS-Data Base Management System). L'implementazione del GIS avviene tramite i sistemi informativi territoriali (SIT).Il GIS consente di mettere in relazione tra loro dati diversi, sulla base del loro comune riferimento geografico in modo da creare nuove informazioni a partire dai dati esistenti. Il GIS offre ampie possibilità di interazione con l'utente e un insieme di strumenti che ne facilitano la personalizzazione e l'adattamento alle problematiche specifiche dell'utente.

I GIS presentano normalmente delle funzionalità di analisi spaziale ovvero di trasformazione ed elaborazione degli elementi geografici degli attributi. Esempi di queste elaborazioni sono:

WebGIS

Le applicazioni webGIS permettono la distribuzione di dati geo-spaziali, in reti internet e intranet, sfruttando le analisi derivanti dai software GIS e per mezzo di classiche funzionalità di applicazioni web-based pubblicano informazioni geografiche nel World Wide Web. Un sistema webGIS si basa su normali funzionalità client-server, come una classica architettura Web.[2]

L'architettura di un servizio WebGis

Modello dei dati

Per la rappresentazione dei dati in un sistema informatico occorre formalizzare un modello rappresentativo flessibile che si adatti ai fenomeni reali. Nel GIS abbiamo tre tipi di informazioni:

Mappa elaborata da E. W. Gilbert (1958) usando le descrizioni e statistiche di John Snow (1855), indicando i casi di colera nel quartiere di Soho a Londra del 1854

Il GIS prevede la gestione di queste informazioni in un database relazionale.

L'aspetto che caratterizza il GIS è quello geometrico: esso memorizza la posizione del dato impiegando un sistema di proiezione reale che definisce la posizione geografica dell'oggetto. Il GIS gestisce contemporaneamente i dati provenienti da diversi sistemi di proiezione e riferimento (es. UTM o Gauss Boaga)

A differenza della cartografia su carta, la scala in un GIS è un parametro di qualità del dato e non di visualizzazione. Il valore della scala esprime le cifre significative che devono essere considerate valide delle coordinate di georeferimento. Quando un sistema informativo territoriale può essere utilizzato via Web viene considerato un webgis.

Tipologia di dati geografici

I dati possono essere correlati alla loro posizione geografica in due tipi principali: vettoriali e raster.

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 suoi nodi (x1, y1; x2, y2; ...). A ciascun elemento è associato un record del database che contiene tutti gli attributi dell'oggetto rappresentato.

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 sono associate le informazioni relative a ciò che esso rappresenta sul territorio. La dimensione del pixel (detta anche pixel size), generalmente espressa nell'unità di misura della carta (metri, chilometri, etc.), è strettamente relazionata alla precisione del dato.

I dati vettoriali e i dati raster si adattano ad usi diversi. La cartografia vettoriale è particolarmente adatta alla 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 un modello digitale di elevazione o una carta di acclività del versante).

Licenze e GIS FLOSS

Sviluppo e diffusione del formato ESRI Shapefile

Dalla fine degli anni ottanta, con l'espansione dell'utilizzo dei PC, si diffonde il mercato dei programmi desktop; da questo periodo, tra gli strumenti di disegno tecnico e pianificazione territoriale i Sistemi Informativi Geografici sono secondi per notorietà e utilizzo unicamente agli strumenti CAD.[senza fonte]

Tra le società di sviluppo software interessate allo sviluppo del settore GIS, alla sua diffusione e alla commercializzazione nel mondo vi è la ESRI; questa azienda, nel Luglio 1998, ha sviluppato il formato vettoriale geometrico non topologico chiamato Esri shapefile e ha permesso il suo utilizzo anche ai software sviluppati da terze parti.[3] La licenza del formato .shp è ancora oggi proprietà della Esri sebbene molti dei componenti che formano lo standard abbiano licenze open come ad esempio il formato file .dbf utilizzato sia dallo shapefile che da altri programmi, come ad esempio LibreOffice, per amministrare le informazioni in semplici database tabellari.

Il rilascio del formato shapefile è centrale per la diffusione nel mondo dei sistemi GIS che hanno riscontrato un incremento di utilizzo, sviluppo e applicazione da parte di altre case software e singoli gruppi di programmazione.

Dal free software alla OSGeo Foundation

Dal 1998, una tappa importante della diffusione degli strumenti GIS è stata il rilascio di GRASS GIS da parte dall'US Army Corps of Engineers (esercito degli Stati Uniti d'America), di pubblico dominio nel 1996, e dal 1999 rilasciata sotto GNU General Public License. GRASS GIS, nel suo sistema la visualizzazione, lettura e modifica vettoriale ha implementato anche la possibilità di uso dello standard .shp.

Il punto di svolta per la comunità Free Libre and Open Source Software (FLOSS) si ha con la programmazione di Quantum Gis (dal 2013 QGIS), programmato da Gary Sherman inizialmente come visualizzatore dei layer del potente DBRMS PosrgreSQL nella sua estensione PostGIS. Il web 2.0 e lo sviluppo collaborativo hanno fatto nascere nel 2006 l'Open Source Geospatial Foundation OSGeo, organizzazione non-profit finalizzata al sostegno e alla promozione di tecnologie aperte e dati geospaziali. OSGeo nel 2007 riconosce Quantum GIS (QGIS) che nell'ultimo decennio è divenuto il software GIS più diffuso e utilizzato al mondo.

Motivi della diffusione globale del GIS FLOSS negli anni 2000

La diffusione e dell'utilizzo di GRASS GIG, QGIS e altri software GIS FLOS (come Marble e gvSIG) è aumentato fino al 2008 in maniera lenta e negli anni successivi in maniera esponenziale.

Rispetto ai prodotti sviluppati da ESRI, una grande spinta per i software riconosciuti dalla OSGeo è stata il susseguirsi delle crisi economiche degli anni duemila, degli anni dieci e degli anni venti del XXI secolo, oltre che la gratuità dei software FLOSS.

A ciò si aggiunge la diffusione dei sistemi operativi UNIX e LINUX a partire dagli anni 2000, a discapito del monopolio detenuto fino agli anni novanta dal sistema Microsoft Windows. I sistemi ESRI, detentori della maggior fetta di mercato globale dei sistemi GIS fino al 2013, sono sviluppati principalmente per utenti Windows.

Altri progetti sviluppati da case software proprietarie e dalla OSGeo Foundation, in ordine di diffusione e utilizzo, sono elencati di seguito:

Stato attuale e prospettive[modifica | modifica wikitesto]

All'inizio degli anni venti del XXI secolo, i software riconosciuti dalla OSGeo Foundation coprono oltre il 50% dei download mondiali di software GIS e 32 capitoli nazionali.

La versatilità, l'utilità e la gratuità dei software riconosciuti dalla OSGeo hanno avuto una decisa diffusione negli anni 2010, anche presso gli utenti di sistemi CAD proprietari. L'incremento in questo campo si è mitigato all'inizio negli anni 2020 con lo sviluppo e l'implementazione dei sistemi BIM proprietari e ora è in fase di discesa dato il lento sviluppo dei sistemi di visualizzazione e analisi 3D dei sistemi GIS Open.

Software

Gli elementi fondamentali di un GIS sono:

I principali software GIS proprietari sono:

I principali software GIS open source sono:



Link alla lezione:

http://www.arc1.uniroma1.it/saggio/Didattica/Cad/2021/LEZ/20/index.htm

Link alla videolezione:

https://drive.google.com/file/d/1W6l4yHRb-VrO76aVw1_R_YMHaEeFyu8G/view