Convegno “Sicurezza informatica e strumenti GIS Free e Open Source per l’Ingegneria”

Overview sul software libero GRASS GIS e applicazioni per l’analisi di dati territoriali ed ambientali.

Dr. Ing. Margherita Di Leo

Matera, 4 Maggio 2012Convegno “Sicurezza informatica e strumenti GIS Free e Open Source per l’Ingegneria”

GRASS (Geographic Resources Analysis Support System)

● Sviluppato dal 1984 al USArmy CERL come sistema di supporto alla gestione territoriale, evolutosi poi in GIS.

● Dal 1999 e` sviluppato da un team internazionale e rilasciato sotto licenza GPL.

● Attualmente il centro di sviluppo del software ha sede a San Michele all'Adige (TN), presso la Fondazione Edmund Mach, ma si avvale prevalentemente di collaboratori volontari esterni.

● Il coordinatore del progetto è Markus Neteler.● Piu` di 400 moduli a disposizione per la gestione,

elaborazione, modellazione spaziale e visualizzazione di dati geografici.

● Add-ons (moduli scritti dagli utenti).

GRASS : dove trovare cosa

● URL del progetto: http://grass.osgeo.org/● Download: http://grass.osgeo.org/download/● Add-ons (estensioni degli utenti):

http://grass.osgeo.org/wiki/GRASS_AddOns● Wiki: http://grass.osgeo.org/wiki/● Manuali: http://grass.osgeo.org/gdp/manuals.php● Trac per bugs: http://trac.osgeo.org/grass● IRC: server: freenode , channel: #grass● Mailing Lists inglese - italiano:

http://grass.osgeo.org/community/support.php

OSGeo (Open Source Geospatial Foundation)

● L'idea nasce alla fine del 2005 dall'esigenza di selezionare ed organizzare piu` di 200 progetti FOSS4G.

● Progetti fondatori (Febbraio 2006):

GDAL/OGR, GeoTools, GRASS, Mapbender, MapBuilder, MapGuide Open Source (Autodesk), MapServer, OSSIM

● Mission: Supportare lo sviluppo di software geografico open source e promuoverne la diffusione.

Progetti OSGeo ● Web Mapping: deegree, geomajas, GeoServer, GeoMoose, MapBuilder,

Mapbender, MapFish, MapGuide Open Source, MapServer, OpenLayers● Desktop Applications: GRASS GIS, Quantum GIS, gvSIG● Geospatial Libraries: FDO (feature data objects), GDAL/OGR, GEOS,

GeoTools, MetaCRS, OSSIM, PostGIS, rasdaman● Metadata Catalog: GeoNetwork

Incubation: Piccoli problemi di licenza nel codice.

Community

Supporto● GFOSS.it: Associazione Italiana

per il software geografico libero

www.gfoss.it

Sviluppo● GSoC: Google Summer of Code● GRASS Community Sprint

GRASS Community Sprint Prague 2011

Tipi di dato

Vettoriali 2D, raster 2D, immagini satellitari, LiDAR, vettoriali 3D e raster 3D

Screenshots: M.Neteler, H.Mitasova, H.Bowman

Gestione dei dati

● GRASS data:

E` la cartella contenente le location.

● Location:

Contiene i mapset.● Mapset:

Contiene le mappe e i dati.

Ogni LOCATION e` definita da una proiezione, e puo` contenere uno o piu` MAPSET. Ogni location contiene sempre un mapset speciale, denominato PERMANENT, che serve per conservare la cartografia di base.

Comandi

I comandi di GRASS hanno normalmente un prefisso che caratterizza la classe della funzione che espletano.

● g.: general – gestione generale dei dati;● d.: display – output grafico;● r.: raster – processing dei dati raster;● v.: vector – processing dei dati vettoriali;● i.: imagery – processing di immagini;● db.: database – gestione dei database;● r3.: voxel – processing di raster 3D;● ps.: postscript – creazione di mappe in formato postscript.

Interfaccia grafica (GUI)

Percorso GRASS data set

Location

Mapset

Avvio

Interfaccia grafica (GUI)

Map Display

Layer Manager

TerminalMap Layers

Command console

Search module

Python shell

Interfaccia grafica (GUI)

Layer Manager

Ricerca dei comandi per argomenti

Linea di comando (CLI)

Visualizzazione dei dati

Add new vector layer

Show attribute table Display mapQuery

Zoom Analyze map (profilo, misure)

Add new raster map

Pan

Visualizzazione 3D (nviz)

Strumenti graficiDigitizer

Strumenti graficiMap algebra

Screenshot: L.Delucchi

Strumenti graficiGraphical modeler

Screenshot: L.Delucchi

Strumenti graficiCartographic composer

Screenshot: L.Delucchi

Strumenti graficiCartographic composer

Screenshot: L.Delucchi

Strumenti grafici Cartographic composer

Screenshot: M.Neteler

Strumenti graficiGeorectifier

Screenshot: M.Neteler

Esempi di applicazione

● Analisi idrologica● Mappe di pericolosita` (sismico, idraulico, idrogeologico)● Piani di protezione civile ● Reti (viarie, impianti di comunicazione, linee elettriche,

acquedotti, fognature)● Analisi territoriale (es. Definizione di aree di piano paesistico

interessate da aree urbanizzate in espansione, calcolo delle percentuali di aree abitate interessate da rischio idrogelogico)

● Pianificazione territoriale ● Piani urbanistici● Analisi di impatto ambientale● Analisi di visibilita`● Interpretazione dei vincoli paesaggistici● Analisi del paesaggio (patrimonio naturalistico)● Energia (insolazione)

Analisi idrologica La caratterizzazione morfometrica del bacino: r.basin

Analisi idrologica La caratterizzazione morfometrica del bacino: r.basin

Delimitazione del bacino idrografico

Mappe prodotteRaster...

Delimitazione del bacino idrografico

Mappe prodotte… e vettoriali

Analisi idrologica La caratterizzazione morfometrica del bacino: r.basin

Delimitazione del bacino idrograficoGrafici....

… e statistiche

Analisi idrologica La caratterizzazione morfometrica del bacino: r.basin

-Rettangolo contenente il bacino

-Baricentro del bacino

-Area

-Perimetro

-Quote caratteristiche

-Lunghezza del vettore di orientamento

-Orientamento prevalente

-Pendenza media

-Lunghezza dell'asta principale

-Pendenza media dell'asta principale

-Longest Drainage Path Length LDP

-Fattori di forma (Rapporto di circolarità,

Rapporto di allungamento, Coefficiente di

compattezza, Fattore di forma)

-Magnitudine

-Diametro topologico

-Numerazione di Horton-Strahler

-Rapporti di Horton

-Lunghezza complessiva delle aste

-Densità di drenaggio

Analisi idrologica La caratterizzazione morfometrica del bacino: r.basin

Calcolo dei parametri morfometrici:

Mappe di pericolosita` idraulica

Per determinare le aree esposte al pericolo di inondazione sono necessari studi idrologico-idraulici:

● Complessi (richiedono una diffusa conoscenza dell'area, il rilievo delle sezioni fluviali, ecc.)

● Non sempre possibili (esempio: zone non facilmente raggiungibili)

● Costosi

Perimetrazione delle aree inondabili del fiume Arno, contenuta nel Piano stralcio per l'Assetto Idrogeologico (PAI)

Obiettivo prioritario del Piano stralcio per l’Assetto Idrogeologico è la riduzione del rischio idrogeologico entro valori compatibili con gli usi del suolo in atto, in modo tale da salvaguardare l’incolumità delle persone e ridurre al minimo i danni ai beni esposti.

Mappe di pericolosita` idraulica

Presso l'Universita` della Basilicata abbiamo messo a punto una procedura speditiva per determinare le aree soggette a pericolo basandosi solo sull'uso di DEM, che sono facilmente disponibili (es. SRTM, ASTER GDEM).

La procedura e` basata su un indice topografico che tiene in conto le caratteristiche topografiche intrinseche della morfologia del territorio.

La procedura e` stata implementata in GRASS GIS (modulo r.hazard.flood).

Interfaccia r.hazard.floodIndice topografico Pericolosita`

Mappe di pericolosita` idraulica

Applicazione di r.hazard.flood alla provincia di Potenza.

La mappa in formato originale A0 e` stata ottenuta utilizzando il cartographic composer di GRASS.

Domande?