CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE E TECNOLOGIE DELLE

CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE E TECNOLOGIE DELLE PRODUZIONI ANIMALI Tecnologie Informatiche ed Elettroniche per le Produzioni Animali (corso TIE) Massimo Lazzari Scienze veterinarie per la salute, la produzione animale e la sicurezza alimentare – VESPA Università di Milano

CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE E TECNOLOGIE DELLE PRODUZIONI ANIMALI CENNI DI CARTOGRAFIA Dott. ssa Maurizia Sigura - DISA tel 0432/558658 maurizia. sigura@uniud. it Dott. ssa Pasqualina Sacco IIA Milano

CARTOGRAFIA STRUMENTO FONDAMENTALE PER LA RAPPRESENTAZIONE DEL TERRITORIO - rappresenta una modello del mondo reale ovvero dello spazio terrestre - raccoglie oggetti diversi vegetazione strade fiumi reti tecnologiche manufatti edilizi -raccoglie processi diversi conoidi di deiezione

CARTOGRAFIA DI BASE CARTOGRAFIA TEMATICA CARTOGRAFIA DI SINTESI

Punti fondamentali: cartografia è la rappresentazione della realtà complessa ossia la riproduzione planimetrica e ad una determinata scala di elementi, fenomeni, … esigenze applicative si ricorre alla rappresentazione cartografica più utile (tipologia, scala e dettaglio) per rappresentare una specifica realtà geografica/territoriale la cartografia implica un processo di interpretazione della realtà (semplificazione)

Classificazione dell’informazione territoriale

Prima parte INFORMAZIONE TERRITORIALE DI BASE Predomina la componente geometrica - cartografia IGM: (25. 000 - 50. 000 - 100. 000) -modello digitale di elevazione (DTM) - ISTATsezioni di censimento del 1991 (1: 25. 000) - Regione: carte tecniche numeriche (1: 25. 000, 1: 10. 000, 1: 5. 000)

GEOREFERENZIAZIONE ASSEGNARE AGLI ELEMENTI GEOGRAFICI IN MAPPA LA LORO POSIZIONE CORRETTA SULLA SUPERFICIE TERRESTRE SISTEMA DI COORDINATE • sferoide • datum • proiezione • unità di misura

… PERCHÉ LO DEVO SAPERE ? cos’è il DATUM? ? ? cosa sono queste sigle? ? Perché prima o poi lavorando con un G. I. S. troverò una finestra di dialogo simile a questa ed INSERENDO I PARAMETRI ERRATI L’ANALISI CHE SEGUE RISULTERÀ DEL TUTTO COMPROMESSA ? cosa si intende per PROIEZIONE?

SISTEMI DI COORDINATE GEOGRAFICHE (sferiche) CARTESIANE (o piane) Y XY+ X+ Y+ X XYS. R. più comune, in cui la superficie terrestre è assimilata ad un elissoide di rotazione. Le misure sono espresse in Longitudine e Latitudine (angoli misurati dal centro della terra in DMS) e permettono di caratterizzare l’ubicazione di qualsiasi punto sulla superficie terrestre. Latitudine di P = angolo che la normale in P alla superficie elissoidica forma con il piano equatoriale; misurato dal centro della terra in direzione N e S; vale 0° all’Equatore, 90° N e – 90° S; Longitudine di P = angolo formato dal piano meridiano contenente P con il piano meridiano di riferimento (convenzionalmente quello passante per Greenwich); misurato dal centro della terra in direzione E e O; vale 0° al primo meridiano (Greenwich), 180° E e – 180° O. Meridiani = linee di Longitudine, si estendono tra i poli Paralleli = linee di Latitudine, circondano il globo con anelli paralleli. X+ Y- Per semplicità i dati geografici vengono proiettati in sistemi di coordinate piane, o cartesiane. Le ubicazioni sono identificate da una griglia di coordinate x, y (X X specifica posizione orizzontale, Y quella verticale) verticale con l’origine al centro della griglia.

GEOIDE E SFEROIDE FORMULAZIONI MATEMATICHE UTILIZZATE PER RAPPRESENTARE LA SUPERFICIE TERRESTRE IN MODO DA POTERLA PROIETTARE SULLE MAPPE GEOIDE Superficie equipotenziale di gravità che meglio approssima la superficie terrestre, identificata come il livello medio del mare https: //it. wikipedia. org/wiki/Geoide superficie terrestre • la quota s. l. m. è riferita al geoide • i sistemi GPS fanno riferimento all’elissoide SFEROIDE Superficie matematica di rotazione (intorno all’asse minore), biassiale, che meglio approssima la forma della terra.

DATUM IL DATUM DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTO È COSTITUITO DA UN PRECISO SFEROIDE E DA IL SUO ORIENTAMENTO • • la superficie terrestre deve essere rappresentata in un sistema regolare (elissoide) elissoide di coordinate geometriche • la superficie di riferimento (geoide) geoide è irregolare il DATUM identifica l’elissoide che meglio approssima localmente - il geoide Un DATUM è costituito da 8 parametri dell’elissoide locale - 2 di forma e 6 di posizione ed orientamento - e da una rete compensata di punti, estesa sull’area di interesse, che lo materializza • datum diversi: trasformazioni approssimate che necessitano di un numero sufficiente di misure che legano i punti tra i due sistemi • stesso datum e diversi sistemi di coordinate: trasformazioni puramente matematiche tra essi

… PERCHÉ LO DEVO SAPERE ? cos’è il DATUM? ? ? cosa sono queste sigle? ? Perché prima o poi lavorando con un G. I. S. troverò una finestra di dialogo simile a questa ed INSERENDO I PARAMETRI ERRATI L’ANALISI CHE SEGUE RISULTERÀ DEL TUTTO COMPROMESSA ? cosa si intende per PROIEZIONE?

ELISSOIDE LOCALE area di interesse locale punto di emanazione punto in posizione centrale rispetto all’area di interesse in cui viene imposta la tangenza dell’elissoide al geoide elissoide locale geoide elissoide geocentrico centro di massa della terra Il punto di emanazione del sistema geodetico locale italiano, basato sull’elissoide internazionale, è individuato in Roma-Monte Mario con orientamento Monte Soratte. Il punto di emanazione del sistema europeo ED 50 (European Datum 1950), basato sull’elissoide internazionale, è a Potsdam in Germania

ELISSOIDE LOCALE

ELISSOIDE INTERNAZIONALE a b Elissoide internazionale di Hayford (1924) a = 6. 378. 388, 000 m b = 6. 356. 911, 946 m f = (a-b)/a = 0, 003367003 (schiacciamento) usato nei sistemi di coordinate UTM e Gauss-Boaga

ELISSOIDE GEOCENTRICO Il sistema globale WGS (World Geodetic System) è stato sviluppato dal dipartimento della difesa degli Stati Uniti. Nasce dalla necessità di unificare il sistema di riferimento per uniformare le coordinate, anche molto diverse tra loro, utilizzando i sistemi geodetici locali. centro di massa della terra a b Elissoide WGS 84 (1984) a = 6. 378. 137, 000 m b = 6. 356. 752, 310 m f = (a-b)/a = 0, 0033528113303 (schiacciamento) usato nei sistemi di posizionamento GPS Geometricamente è costituito da una terna cartesiana con l’origine nel centro della Terra, l’asse Z parallelo all’asse di rotazione terrestre e l’asse X passante per il meridiano di Greenwich. L’asse di rotazione dell’elissoide coincide con l’asse Z.

ELISSOIDI E DATUM IN ITALIA CATASTO Elissoide di Bessel orientamento Genova IIM ROMA 40 GAUSS-BOAGA Elissoide di Hayford orientamento Roma Monte Mario ED 50 UTM Elissoide di Hayford orientamento Postdam medio europeo WGS 84 Elissoide GRS orientamento coincidenza centro geoide

PROIEZIONI: DEFINIZIONE CORRISPONDENZA BIUNIVOCA TRA LA SUPERFICIE DELL’ELISSOIDE ED IL PIANO DELLA RAPPRESENTAZIONE CARTOGRAFICA CARTESIANA trasformazione coord. geografiche in cartesiane x = f ( , ) y = g ( , ) param. elissoide • proiez. geometriche sul piano o su superfici intermedie • proiez. da algoritmi per minimizzare deformazioni Datum Y XY+ X+ Y+ XY- X+ Y- X

PROIEZIONI E DISTORSIONI LE PROIEZIONI PROVOCANO DISTORSIONI IN UNA O PIÙ PROPRIETÀ SPAZIALI • forma • area • distanza • direzione A A B B

PROIEZIONI GEOMETRICHE PIÙ COMUNI I tre tipi di proiezioni danno una forma differente ai paralleli: paralleli CILINDRICA • cerchi eccentrici per la piana • cerchi concentrici per la conica • rettilinei per la cilindrica CONICA PIANA

PROIEZIONI PROSPETTICHE il quadro di proiezione è un PIANO • polari: polari piano tangente ad un polo • meridiane: meridiane piano tangente all’equatore • azimutali: azimutali piano tangente ad un punto qualsiasi normale ortografica • gnomoniche: gnomoniche centro di proiezione (V) nel centro dell’elisse • stereografiche: stereografiche V sulla superficie dell’elisse nel punto opposto a quello di tg • scenografiche: scenografiche V fuori dalla superficie sulla normale al quadro • ortografiche: ortografiche all’infinito nella direzione della normale al quadro stereografica

PROIEZIONI CONICHE il quadro di proiezione è un CONO TANGENTE ALL’ELISSOIDE • diretta: diretta l’asse del cilindro coincide con l’asse di rotazione • inversa: inversa l’asse del cilindro è posto sul piano equatoriale • obliqua: obliqua l’asse del cilindro è posta in altre direzioni diretta inversa obliqua

PROIEZIONI CILINDRICHE il quadro di proiezione è un CILINDRO TANGENTE ALL’ELISSOIDE • diretta: diretta l’asse del cilindro coincide con l’asse di rotazione • inversa: inversa l’asse del cilindro è posto sul piano equatoriale • obliqua: obliqua l’asse del cilindro è posta in altre direzioni diretta inversa obliqua

PROIEZIONE DI MERCATORE PROIEZIONE CILINDRICA DIRETTA CONFORME usata per la navigazione poiché la distanza tra due punti è data da un segmento che mantiene costante l’angolo con i meridiani normale di Mercatore

PROIEZIONE DI GAUSS PROIEZIONE CILINDRICA INVERSA CONFORME è considerata la stessa proiezione di Mercatore, con la differenza che il cilindro è orizzontale in Italia è detta anche di Gauss-Boaga

PROIEZIONE UTM (1) Universale Trasversa di Mercatore • Terra divisa in 60 FUSI di ampiezza 6° • applicare ad ogni fuso la PROIEZIONE CONFORME DI GAUSS (Trasversa Mercatore) intorno al meridiano centrale fascia zona • fuso limita il problema delle deformazioni della proiezione di Gauss • non è applicata a latitudini superiori a 80°

PROIEZIONE UTM (2) Universale Trasversa di Mercatore • la superficie terrestre è divisa in 60 FUSI DI 6° e 20 FASCE PARALLELE DI 8° • i FUSI sono numerati da 1 a 60 in senso antiorario partendo dall’antimeridiano di Greenwich • le FASCE sono identificate da lettere • l’incrocio di un fuso ed una fascia identifica una ZONA • l’ITALIA è situata nei fusi 32, 33 ed in parte 34 e nelle fasce T ed S • ogni zona di 6° x 8° viene divisa in quadrati da 100 km di lato identificati da 2 lettere fuso zona fascia

PROIEZIONE UTM (3) le coordinate di un punto sono espresse in METRI e sono sempre positive, esse sono riferite ad un sistema cartesiano con: asse X = equatore asse Y = meridiano centrale del fuso quindi P(x, y): X = coord. EST = distanza dal meridiano centrale del fuso Y = coord. NORD = distanza dall’equatore il “Northing” è 0 per l’emisfero boreale e 10000 km per quello australe per avere sempre valori positivi al meridiano centrale del fuso viene assegnata una falsa origine (“Easting”) di 500 km

PROIEZIONE UTM E GAUSS-BOAGA in Italia matematicamente sono uguali (proiezione conforme di Gauss) stesso elissoide di riferimento: elissoide internazionale (Hayford) cambia il sistema geodetico di riferimento Datum Rapp. cartografica UTM Gauss-Boaga European Datum 1950 – ED 50 (Potsdam) Origine longitudine da Greenwich Roma M. Mario 1940 Lat. 41° 55’ 25, 51’’ Long. 0° 0’ 0’’ (12° 27’ 08, 400’’ da Greenwich) UTM, comprende i fusi 32 e 33 di ampiezza 6° con merifdiani centrali a 9° e 15° di long. E fatt. contrazione = 0, 9996 falsa origine coord. Est: 500 km falsa origine coord. Nord: 0 km (emisfero boreale) Gauss con 2 fusi O ed E di ampiezza 6° con meridiani centrali a – 3° 27’ 08, 400’’ e 2° 32’ 51, 600’’ di long. fatt. contrazione = 0, 9996 falsa origine coord. Est: 1500 km fuso O e 2520 km fuso E

DIFFERENZA SISTEMI DI RIFERIMENTO Coordinate di Monte Mario Datum Latitudine Longitudine Roma (< 40) 41° 55’ 24, 399” 0°=12° 27’ 06, 840” Roma 40 41° 55’ 25, 510” 0°=12° 27’ 08, 400” ED 50 41° 55’ 31, 487” 0°=12° 27’ 08, 933”

I DUE FUSI DEL SISTEMA GAUSS-BOAGA I due fusi corrispondono ai FUSI 32 E 33 DEL SISTEMA UTM a meno delle differenze tra i due Datum la differenza è dell’ordine di qualche decina di metri

SISTEMA WGS 84 è un sistema elissoidico internazionale Datum Rapp. cartografica l’elissoide è geocentrico ed unico per tutta la superficie terrestre ufficialmente nessuna in pratica utilizzata UTM, comprende 60 fusi di ampiezza 6° numerati verso E partendo da quello con meridiano centrale a 177° di long. O (Oceano pacifico) fatt. contrazione = 0, 9996 falsa origine coord, . Est: 500 km falsa origine coord. Nord: 0 km (emisfero boreale) falsa origine coord. Nord: 10000 km (emisfero australe)

TIPI DI PROIEZIONI IN ITALIA CATASTO Soldner-Cassini (sferica, policentrica) Gauss-Boaga dal 1980 circa problema di sovrapposizione tra fogli adiacenti Samson-Flamsted (sinusoidale, policentrica) IGM utilizzata fino al 1942 per 1: 100. 000, 1: 50. 000, 1: 25. 000 con rif. elissoide di Bessel Gauss-Boaga Mercatore Lambert CTR Gauss-Boaga IIM Mercatore Cambiano tipo di proiezione e/o rappresentazione (es. da Lambert a Mercatore) e lasciando inalterato il sistema di riferimento (es. ED 50) le coordinate geografiche di un punto non variano. Cambiando il sistema di riferimento (es. da ED 50 a WGS 84) la variazione delle coordinate geografiche può essere notevole.

Seconda parte INFORMAZIONE TERRITORIALE TEMATICA La carta tematica è una rappresentazione che evidenzia, graficamente, aspetti e caratteristiche degli elementi territoriali che vanno oltre la semplice rappresentazione geometrica della realtà fisica si riferisce ad un particolare ambito applicativo, ad un argomento, cioè ad uno SPECIFICO TEMA

CARTOGRAFIA DI BASE CARTOGRAFIA DI TEMATICA • Cartografia di base privilegia – Visione d’insieme; – Inventario; – Localizzazione degli elementi costituenti la realtà rappresentata • Cartografia tematica – Deriva da analisi specifica – Implica classificazione dei dati – Considera soprattutto variabili qualitative/quantitative rispetto a schemi di riferimento spaziali

Classificazione dei dati nella carta tematica • 3 requisiti 1. Esaustività delle categorie - tutte le osservazioni devono essere collocate all’interno delle classi previste 2. Esclusività delle categorie – la stessa osservazione ( poligono) non può comparire in più classi (NON sovrapposizione) 3. Sistematicità delle unità di osservazione – l’attribuzione alle categorie deve basarsi su un criterio logico e metodologico chiaro e definito

Esempio cartografia TEMATICA USI E COPERTURE DEL SUOLO

Elaborazione di carte tematiche da carta tecnica

Rilievo di viabilità

Esempio cartografia TEMATICA quota

Elaborazione di carte tematiche da ortofoto Utilizzo dell’ortofoto come base per il rilievo dell’uso del suolo Carta dell’uso del suolo ottenuta dall’interpretazione a video dell’ortofoto utilizzata come base per l’analisi dell’impatto delle politiche di sviluppo agricolo sulla complessità del paesaggio

Approccio operativo

Approccio operativo

CARTOGRAFIA TEMATICA DA INTEGRAZIONE DI DATI DA FONTI DIVERSE SALDO DEMOGRAFICO

cartografia tematica da integrazione di dati cartografici ed ambientali ARPA distanza fonti inquinamento

cartografia tematica da integrazione di dati socio-economici Gemona Lusevera Montenars Nimis Povoletto Reana del R. Taipana Tarcento SALDO DEMOGRAFICO 145 94 128 129 165 148 81 131 ISTAT

CARTOGRAFIA TEMATICA - Ha carattere descrittivo, estrapola informazione dalla cartografia di base e l’arricchisce di ulteriori contenuti -Deve essere finalizzata ed il processo di costruzione della legenda codificato, tuttavia esistono legende guida -Corine Land Cover -Corine Biotopes SALDO DEMOGRAFICO -Dal punto di vista grafico può essere realizzata seguendo diverse tecniche di rappresentazione

CARTOGRAFIA DI SINTESI - E’ il risultato della elaborazione delle informazioni derivate da cartografia di base e cartografia tematica - Descrive un fenomeno o un processo che si conosce in termini di componenti e di relazioni tra le stesse - Esprime il modello del fenomeno o processo considerato poiché implica l’utilizzo di algoritmi che esprimono le relazioni tra le diverse componenti IL PROCESSO DEVE ESSERE BEN CONOSCIUTO

Esempio: CARTA APPORTO DI AZOTO DI ORIGINE AGRICOLA -un eccesso di azoto nel terreno può provocare inquinamento delle falde percolazione -l’apporto di azoto avviene mediante fertilizzanti chimici -l’apporto di azoto avviene mediante spandimento di liquami di origine zootecnica (N organico)

USO SUOLO CORINE LAND COVER CARICO AZOTO SU BASE COMUNALE DA FERTILIZZANTI CHIMICI (PAC) CATEGORIE AGRICOLE ALTRE CATEGORIE Seminativi in aree non irrigue Superfici artificiali Vigneti Foreste e veget. naturale Frutteti e frutti minori Zone umide Oliveti Corpi d’acqua Prati stabili Sistemi colturali complessi Colture agrarie miste a veget. naturale Kg / ha di N

CARTA CARICO DI AZOTO DA FERTILIZZANTI CHIMICI USO SUOLO CORINE LAND COVER

Uso del suolo da CORINE LAND COVER Produzione azoto di origine animale calcolata a livello comunale CATEGORIE AGRICOLE ALTRE CATEGORIE Seminativi in aree non irrigue Superfici artificiali Vigneti Foreste e veget. naturale Frutteti e frutti minori Zone umide Oliveti Corpi d’acqua Prati stabili Sistemi colturali complessi Colture agrarie miste a veget. naturale Kg / ha di N ORGANICO

CARTA CARICO DI AZOTO DI ORIGINE ZOOTECNICA

CARTA APPORTO DI AZOTO DI ORIGINE AGRICOLA

Esempio: CARTA DELLA QUALITA’ AMBIENTALE Il valore naturalistico di un’area è dato dalla somma di -Valore degli habitat -Valore della fauna SALDO DEMOGRAFICO

MAP OF ENVIRONMENTAL QUALITY FAUNA 30 SPECIES BIARDS, MAMMALS, AMPHIBIANS REPTILES VALUE OF FAUNA HABITAT 44 TYPES 5 PRIORITY VALUE OF HABITAT MAP OF ENVIRONMENTAL QUALITY

MAP OF HABITATS (1: 25. 000)

MAP OF FAUNA (es. COTURNICE ) BASE OF DATA SURVEY: GRID, 1 KM SQUARE WE JOINED THE DATA (PRESENCE OF SPECIE) AT THE GRID LEVEL AND THE EXTENSION OF THE SUITABLE HABITAT OF THAT SPECIE

MAP OF COTURNICE THE FINAL MAP GIVE INFORMATIONS ABOUT THE SUITABLE HABITAT WITH INSIDE THE SPECIE

EVALUATION SYSTEM: Es. Amb. I (Estimo Ambientale Intrinseco) 1) To define a set of parameters: - rarity - endemic - fragmentation of presence area - fidelity to the habitat …. . 2) To impute a value to each parameter on the base of a fixed range of values (0 -5) ES: RARITY only process at regional scale rare process at regional scale 3 common process at regional scale 1 common process 0 3)To join the values by the Storie-Villa Index (modified) the reasult is a number that show the quality of : fauna, habitat Storie-Villa Index (modified) 5

CARTA QUALITA’ HABITAT CARTA QUALITA’ FAUNA CARTA DELLA QUALITA’ AMBIENTALE

MAP OF ENVIRONMENTAL QUALITY 1 5