GIS

Table of contents

1 Definizione
2 Modello dei dati
3 Tipologia di dati geografici
4 Funzionalità

Definizione

Un Sistema Informativo Geografico (Geographical Information System, GIS) � un sistema informativo computerizzato che permette l'acquisizione, la registrazione, l'analisi, la visualizzazione e la restituzione di informazioni derivanti da dati geografici (geo-referenziati).

Il GIS può essere visto come una forma di DBMS (Database Management System, Sistema di Gestione di Basi di Dati), capace di gestire le posizioni degli “elementi” sul territorio, che si integra con delle componenti software di interrogazione e visualizzazione.

Il termine SIT (Sistema Informativo Territoriale) viene spesso usato come sinonimo di GIS. Mogorovich (1988) ha definito il SIT: “Il complesso di uomini, strumenti e procedure (spesso informali) che permettono l'acquisizione e la distribuzione dei dati nell'ambito dell'organizzazione e che li rendono disponibili nel momento in cui sono richiesti a chi ne ha la necessità per svolgere una qualsivoglia attività”.

Un SIT consiste in una componente tecnologica (hardware, software, dati) ed una componente organizzativa rappresentata dalle persone che lo sviluppano, lo implementano e lo impiegano. La parte software del SIT � il GIS, il SIT integra degli strumenti informatici con dei dati e delle competenze necessarie per il reperimento, la gestione e l'analisi dei dati stessi.

Questa distinzione risulta molto importante in quanto le problematiche relative gli strumenti GIS riguardano principalmente aspetti informatici, di sviluppo e di impiego del software e analizzano gli aspetti generali della gestione di dati georeferiti. Lo sviluppo di un SIT invece considera la creazione di uno strumento che applicarsi ad un sistema reale, con degli specifici obiettivi e delle soluzioni da fornire.

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 tipologie di informazioni:

Informazioni Geometriche: relative alla rappresentazione cartografica degli oggetti rappresentati; quali la forma (punto, linea poligono), la dimensione e la posizione geografica;
Topologiche: riferite alle relazioni reciproche tra gli oggetti (connessione, adiacenza, inclusione ecc…);
Informative: riguardanti i dati (numerici, testuali ecc…) associati ad ogni oggetto.

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

L'aspetto che caratterizza il GIS � 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, � un parametro di qualità del dato e non di visualizzazione. Il valore della scala, esprime le cifre significative che devo considerare valide delle coordinate di georeferimento.

Tipologia di dati geografici

I dati georeferiti sono di due tipologie principali:

dati vettoriali;
dati raster.

Nel tipo vettoriale le informazioni di punti, linee, poligoni, sono codificate e memorizzate come coordinate bidimensionali. La localizzazione di un elemento puntuale, es. una casa, può essere descritta come un punto (espresso dalle coordinate di latitudine e longitudine. Gli elementi lineari, per esempio la strada o il corso del fiume, possono essere memorizzati come una collezione di coordinate di punti. Il dato vettoriale permette di gestire queste collezioni di coordinate come elementi e quindi calcolarne l’area, il perimetro, la distanza da altri elementi e così via.

Il tipo raster � costituito da un’immagine georeferita con una collocazione spaziale definita. Il raster � composto da degli elementi base (pixel) che costituisco una matrice di punti e i valori associati ad ogni cella possono esprimere informazioni numeriche di vario tipo. Esempi di elementi con questo formato sono il modello digitale del terreno, le immagini telerilevate, la cartografia scansionata e impiegata per digitalizzare degli elementi o come sfondo su cui proiettare dati vettoriali.

Un insieme di attributi con le medesime caratteristiche sono raccolti in un tema. Ad esempio un tematismo di una rete stradale � composto da degli elementi con la stessa struttura geografica (elementi lineari) e gli stessi attributi (classe di strada, nome, tempo di percorrenza etc..).

Funzionalità

Il GIS consente di mettere in relazione tra di 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:

L'overlay topologico: in cui si effettua una sovrapposizione tra gli elementi dei due temi per creare un nuovo tematismo (ad esempio per sovrappore il tema dei confini di un parco con i confini dei comuni per determinare le superfici di competenza di ogni amministrazione o la percentuale di area comunale protetta);
le query spaziale, ovvero delle interrogazioni di basi di dati a partire da criteri spaziali (vicinanza, inclusione, sovrapposizione etc...)
Il buffering: da un tema puntuale, lineare o poligonale definire un poligono di rispetto ad una distanza fissa o variabile in funzione degli attributi dell'elemento
La segmentazione: algoritmi di solito applicati su temi lineari per determinare un punto ad una determinata lunghezza dall'inizio del tema;
La Network Analysis: algoritmi che da una rete di elementi lineari (es. rete stradale) determina i percorso minimi tra due punti.

Bibliografia

Mogorovich P., Mussio P. 1988 - Automazione del Sistema Informativo territoriale. Elaborazione Automatica dei Dati Geografici, Masson, 1988. p.503-8 vol.2

Vedi anche:

OpenGIS