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Premessa

Benvenuti nel meraviglioso mondo dei Sistemi Informativi Geografici (GIS)!

Quantum GIS (GIS) è un Sistema Informativo Geografico Open Source. Il progetto è nato nel maggio 2002 ed è stato costituito come progetto su Source Forge nel giugno dello stesso anno. Abbiamo lavorato sodo per rendere i GIS (software tradizionalmente costosi e soggetti a licenze proprietarie) una prospettiva accessibile a chiunque abbia un accesso basilare a un personal computer. Attualmente QGIS funziona su diverse piattaforme Unix, Windows e OS X. QGIS viene sviluppato utilizzando il tookt Qt (http://qt.digia.com) e il linguaggio C++. Questo significa che QGIS trasmette una senzazione di utilizzo brillante, con un’interfaccia grafica (GUI) piacevole e semplice da usare.

QGIS punta ad essere un GIS dotato delle più comuni funzioni e caratteristiche, e facile da usare. L’obiettivo iniziale era quello di fornire un viewer per dati GIS. QGIS ha raggiunto quel punto nella sua evoluzione in cui viene utilizzato da molti utenti per le loro esigenze di visualizzazione di dati geografici. QGIS supporta molti formati vettoriali e di tipo raster, il supporto a nuovi formati può essere facilmente ampliato usando l’achitettura dei plugin.

QGIS è rilasciato sotto licenza GNU General Public License (GPL). Questo significa che potete analizzare e modificare il codice sorgente, e garantisce che voi, i nostri felici utenti, possiate sempre aver accesso ad un programma GIS gratuito e che può essere modificato liberamente. Dovreste avere ricevuto una copia completa della licenza insieme alla vostra copia di QGIS, e potete sempre trovala nell’Appendice GNU General Public License.

Suggerimento

Documentazione aggiornata

La versione più aggiornata di questo documento è disponibile nell’area documentazione del sito web QGIS, all’indirizzo http://documentation.qgis.org

Introduzione al GIS

Un Sistema Informativo Geografico (GIS) (Mitchell 2005 Literature and Web References) é un insieme di software che permette di creare, visualizzare, interrogare ed analizzare dati geospaziali. Con dati geospaziali ci si riferisce ad informazioni sulla posizione geografica di un oggetto. Questo comporta spesso l’uso di coordinate geografiche, come i valori di latitudine o di longitudine. Un altro termine comunemente usato é dati spaziali, come lo sono anche: dati geografici, dati GIS, dati di posizione, dati di coordinate e dati di geometria spaziale.

Le applicazioni che usano dati geospaziali eseguono una varietà di funzioni. L’applicazione più facilmente comprensibile é la produzione di carte geografiche. I programmi di questo genere ricevono i dati geospaziali e li elaborano in un formato visualizzabile, di solito sullo schermo di un computer o su una pagina stampata. Le applicazioni possono generare carte statiche (una singola immagine) o carte dinamiche, che possono essere personalizzate dalla persona che le visualizza tramite un programma o una pagina web.

Molte persone pensano erroneamente che le applicazioni geospaziali si limitino a produrre carte geografiche, ma un’altra delle loro funzioni principali é l’analisi geospaziale. Alcune tipiche forme di analisi includono:

  1. distanza fra punti geografici

  2. il calcolo dell’area della superficie (ad es. in metri quadri) racchiusa entro una certa regione geografica

  3. quali forme sono sovrapposte ad altre forme

  4. il calcolo dell’area di sovrapposizione fra due forme

  5. il numero di punti contenuti entro una certa distanza da un altro

  6. e così via...

Questo può sembrare semplicistico, ma può essere applicato a molte discipline in ogni sorta di modo. I risultati di un’analisi possono essere mostrati su una mappa, ma sono spesso riportati in forma tabellare, come supporto alle decisioni.

Il recente fenomeno dei servizi basati sulla geolocalizzazione promette di introdurre ogni sorta di altre caratteristiche, ma molte di queste saranno basate su una combinazione di mappe e analisi spaziale. Per esempio: il vostro telefono cellulare, che è in grado di tracciare la vostra posizione geografica. Col software appropriato a disposizione, il vostro cellulare può indicarvi i ristoranti raggiungibili a piedi dal punto in cui vi trovate. Pur essendo un’applicazione relativamente nuova della tecnologia della geolocalizzazione, essenzialmente non fa altro che analizzare dati geografici e comunicarvi il risultato dell’analisi compiuta su di essi.

Perché è tutto così nuovo?

In realtà non lo è. Ci sono molti nuovi dispositivi hardware che consentono servizi geospaziali in mobilità. Sono disponibili molte applicazioni geospaziali open source, ma l’esistenza di hardware e software dedicati non è nulla di nuovo. I ricevitori per il Sistema di Posizionamento Globale (GPS) stanno diventando comuni, ma sono diffusi in vari ambiti professionali da più di un decennio. Parimenti, anche gli strumenti desktop per l’analisi e la mappatura hanno costituito un mercato primario in ambito commerciale, concentrandosi principalmente su industrie come quella della gestione delle risorse naturali.

Quello che è nuovo è il modo in cui l’hardware e il software più recenti sono stati applicati. Gli utenti tradizionali degli strumenti di analisi e mappatura erano analisti GIS altamente addestrati, o tecnici della cartografia digitale esperti nell’uso di strumenti CAD. Ora, la potenza di calcolo degli home PC e dei pacchetti software open source (OSS) ha reso capaci eserciti di hobbysti, professionisti, sviluppatori web, ecc, di interagire coi dati geospaziali. La curva di apprendimento si è appiattita. I costi sono scesi. Il livello di saturazione della tecnologia geospaziale è cresciuto.

Come vengono conservati i dati geospaziali? In poche parole, al giorno d’oggi, vengono usati due tipi di dato. Questo in aggiunta al dato tabellare tradizionale, anch’esso ampiamente usato nelle applicazioni geospaziali.

Dati Raster

Un tipo di dato geospaziale è chiamato dato raster, o più semplicemente “un raster”. La forma di dato raster più facile da riconoscere è costituita dalle immagini satellitari o dalle foto aeree. L’ombreggiatura altimetrica o i modelli di elevazione del terreno sono anch’essi timpicamete rappresentati da dati raster. Qualunque tipo di caratteristica cartograrica può essere rappresentata da un dato raster, ma ci sono delle limitazioni.

Un raster è una griglia regolare costituita da celle o, in caso di immagini, da pixel. C’è un numero prefissato di righe e colonne. Ogni cella ha un valore numerico e ha una certa dimensione geografica (ad es. 30x30 metri).

Diversi raster sovrapposti vengono usati per rappresentare immagini che hanno più di un colore (ad es. un raster per ogni valore rosso, verde e blu, combinati per ottenere un’immagine a colori). Anche le immagini satellitari rappresentano dati in “bande” multiple. Ogni banda è essenzialmente un raster separato, sovrapposto spazialmente, che contiene una certa lunghezza d’onda della luce. Come potrete immaginare, un raster di grandi dimensioni occuperà molto spazio in memoria.

Un raster con celle più piccole fornisce un maggior dettaglio, ma occupa più spazio. Il trucco sta nel trovare il giusto equilibrio fra la dimensione della cella ai fini dell’archiviazione e la dimensione della cella ai fini della mappatura o dell’analisi cartografica.

Dati vettoriali

Nelle applicazioni geospaziali sono usati anche i dati vettoriali. Se siete rimasti svegli durante le lezioni di trigonometria e sui sistemi di coordinate, sarete già abituati ad alcune qualità dei dati vettoriali. Nella loro definizione più semplice, i vettori sono un modo di descrivere un punto tramite un insieme di coordinate. Ogni coordinata fa riferimento a una posizione geografica usando un sistema di valori x e y.

Lo si può immaginare facendo riferimento a un piano cartesiano - i diagrammi con gli assi x,y che si vedevano a scuola. Potreste averli usati per rappresentare la diminuzione dei risparmi da metter da parte per la pensione, o l’aumento degli interessi composti del mutuo, ma il concetto è essenziale per la cartografia l’analisi dei dati geospaziali.

Ci sono diversi modi di rappresentare questo tipo di coordinate geografiche, in base al vostro scopo. Questa è un’intera area di studio che riserveremo per un’altra volta - le proiezioni cartografiche.

I dati vettoriali hanno tre forme, ognuna progressivamente più complessa e che è costruita partendo dalla precedente.

  1. Punti - Una singola coppia di coordinate (x y) rappresenta un singolo punto geografico

  2. Linee - Diverse coppie di coordinate (x1 y1, x2 y2, x3 y3, ... xn yn) unite in un certo ordine, come se si disegnasse una linea dal Punto (x1 y1) al Punto (x2 y2) e così via. Le parti fra un punto e l’altro sono considerate segmenti di una linea. Questi hanno una data lunghezza e la linea viene definita dalla sua direzione in base all’ordine in cui si susseguono i punti. Tecnicamente, una linea è una singola coppia di punti connessi l’un l’altro, mentre una spezzata è una serie di linee connesse fra di loro.

  3. Poligoni - Quando diverse linee sono unite da più di due punti, con l’ultimo punto che ha la stessa posizione del primo, si parla di poligono. Un triangolo, un cerchio, un rettangolo, ecc. sono tutti poligoni. La caratteristica principale dei poligoni è che racchiudono una definita area.