SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI

Crediti: 
6
Settore scientifico disciplinare: 
TOPOGRAFIA E CARTOGRAFIA (ICAR/06)
Anno accademico di offerta: 
2016/2017
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre
Lingua di insegnamento: 

Italiano

Obiettivi formativi

Lo studente apprende quali sono le caratteristiche e peculiarità dei dati
territoriali. Conosce con quali tecniche e tolleranze vengono acquisiti, il
problema dell’aggiornamento dei dati, le strutture (vector e raster) con
cui possono essere archiviati. Conosce i metodi di georeferenziazione ed
interpolazione di dati spaziali. Apprende concetti elementari sui database
e sulla loro interrogazione.
Impara a valutare e confrontare i risultati di elaborazioni con tecniche
diverse. Impara a condurre interrogazioni spaziali e sugli attributi e a
impiegare gli strumenti di ricerca a disposizione. Applica le nozioni apprese svolgendo
in laboratorio informatico con
software differenti esercitazioni su problematiche ingegneristiche. Impara a utilizzare gli strumenti informatici dei GIS e a capire quali caratteristiche devono avere i dati per essere elaborati
tramite specifiche funzioni di analisi spaziale.
Negli esercizi non si ripropone il medesimo tipo di
problema e metodo risolutivo, ma si introducono varianti che richiedono
allo studente capacità di sintesi e di rielaborazione propria.
Il corso richiede agli studenti di svolgere attività in gruppo che
contribuiscono a sviluppare capacità comunicative e di confronto.
Nelle esercitazioni vengono anche presentati problemi nuovi, che
richiedono un approccio personale ed una capacità di approfondimento
per individuare la sequenza di operazioni ed i tools informatici più adatti
disponibili per realizzarla.

Prerequisiti

E’ utile anche se non indispensabile aver seguito l’insegnamento
TOPOGRAFIA; utili i concetti base del trattamento statistico dei dati, della
cartografia e dei sistemi di riferimento geodetici, il possesso di abilità
informatiche di base.

Contenuti dell'insegnamento

La pianificazione e gestione del territorio da parte degli Enti e Agenzie preposte utilizza i Sistemi Informativi Territoriali (SIT ovvero Geographic Information Systems - GIS in inglese), strumenti informatici capaci di gestire e incrociare la grande varietà di fonti di informazione e di tipologie di dati che devono essere considerati nei processi decisionali e gestionali del territorio. Oltre alla pianificazione urbana e territoriale, i SIT sono tuttavia oggi impiegati in vari altri settori: nella valutazione del rischio idrogeologico, nelle valutazioni di impatto ambientale, nella gestione dei programmi di manutenzione di grandi infrastrutture (di trasporto e comunicazione, di reti tecnologiche), nella gestione dei servizi pubblici, nella pianificazione delle attività di protezione civile, nella ottimizzazione di reti di trasporto, nella localizzazione di infrastrutture di telecomunicazione, negli studi naturalistici, geomorfologici, ecc.
I SIT permettono infatti l’importazione, l'elaborazione, l'archiviazione e la rappresentazione di dati territoriali di varia natura. Rispetto a programmi di tipo CAD o BIM, dove l’accento è sul disegno e sul dimensionamento dell’opera e delle sue componenti, i GIS sono strumenti costruiti primariamente per effettuare analisi e sintesi su dati di tipo territoriale. A questo scopo, in relazione alle finalità per le quali viene impiegato, i SIT offrono strumenti informatici per mettere in relazione i dati ed elaborarli; in particolare, rispetto ai sistemi informativi generici, caratteristica distintiva dei SIT è che (anche se non in via esclusiva) le entità memorizzate, oltre alle informazioni da elaborare, hanno associata la posizione geografica. Da un lato questo richiede di gestire dati forniti in sistemi di riferimento geodetico/cartografici differenti; dall’altro permette di effettuare ricerche e selezioni basate su relazioni di prossimità spaziale, oltre alle interrogazioni di tipo tematico.
Il corso si propone di presentare anzitutto le differenze concettuali e operative nel passaggio dalla cartografia in formato cartaceo a quella numerica (informatizzata); si presentano poi le caratteristiche dei dati di tipo territoriale (raster e vettoriale) con particolare attenzione ai modelli digitali del terreno ed alle ortofoto. Successivamente vengono dati cenni sui DataBase e sui Data Base Topografici, che costituiscono il moderno prodotto del rilievo del territorio. Si presentano quindi i SIT nella loro articolazione di funzioni di inserimento, conversione, selezione e interrogazione spaziale e tematica, visualizzazione, elaborazione dei dati. Si illustrano infine gli elementi base del progetto di un SIT mettendo in evidenza il ruolo del modello concettuale e del modello logico dei dati.
Circa il 40% del corso è speso in attività nel laboratorio informatico con esercitazioni di tipo tematico, nel corso delle quali vengono proposti semplici esempi di applicazione dei SIT in vari ambiti dell'ingegneria civile e ambientale.

Programma esteso

Richiami di Cartografia: proiezioni conformi ed equivalenti, contenuti delle carte,
tolleranze; cartografia ufficiale italiana.
Cartografia numerica (CN): definizioni e differenze con la carta al tratto; contenuti della cartografia numerica; codifiche dei dati.
Cenni su tecniche e tecnologie di acquisizione dati per la CN e i SIT: laser a scansione da aereo e terrestre, veicoli ad alta produttività, fotogrammetria.
Dati raster: risoluzione spaziale e radiometrica. Georeferenziazione dei
dati raster. Operazioni sui dati raster. Modelli digitali del terreno. Ortofoto digitali.
Dati vettoriali: primitive, codifica delle entità; primitive topologiche. I formati più diffusi per i dati vettoriali. Georeferenziazione dei dati vettoriali. Operazioni sui dati vettoriali.
Cenni ai Data Base ed alle modalità di archiviazione e interrogazione (linguaggio SQL). I Data Base Topografici.
I Sistemi informativi territoriali: definizioni e contenuti. Funzioni di inserimento, conversione, selezione e interrogazione spaziale e tematica, visualizzazione, elaborazione di dati raster e vettoriali. I metadati.
Cenni alla progettazione di un SIT: modello concettuale e modello logico dei dati.
Presentazione ed utilizzo dei software GIS ArcGIS e QGIS con elaborazione di dati in laboratorio informatico.

Bibliografia

Testi consigliati.
F. Migliaccio, D. Carrion. Sistemi informativi territoriali. Principi e applicazioni. UTET 2016. ISBN 978-88-6008-475-0. – Non ancora disponibile in Biblioteca
politecnica di Ingegneria e Architettura. -- Non esaurisce gli argomenti del
corso.
Slides del corso, dati per elaborazione con programmi, tutorial: disponibili
sulla piattaforma http://elly.dicatea.unipr.it sotto SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI,
accesso previa registrazione.

Metodi didattici

Lezioni frontali, esercitazioni con software per generazione di DTM e
software GIS.

Modalità verifica apprendimento

Colloquio orale con domande ed esecuzione di semplici esercizi di
elaborazione, visualizzazione, interrogazione di dati tramite programmi
Surfer, QGIS e ArcGIS.