Analisi geografica con software free and open source (FOSS). Andrea Pogliaghi e Anne Ghisla. Presentazione lipu torino.

1. Il software libero per le
analisi geografiche
LIPU Torino
Andrea Pogliaghi andrea.pogliaghi@gmail.com socio GFOSS.it
Anne Ghisla a.ghisla@gmail.com membro OSGeo
Torino, 23 gennaio 2011

2. L' associazione
Geospatial Free and Open Source Software
GFOSS.it
Associazione di volontariato nel campo dei Sistemi Informativi
Territoriali e delle tecnologie informatiche free
“Promuovere gli standard aperti per l'informazione
Geografica, il libero accesso ai dati geografici, la diffusione del
software gfoss, ...”

3. Geospatial Free and
Open Source Software
GFOSS = software Free + software Open Source
Free Software Foundation → software free
Open Source Initiative → software open-source
Le definizioni hanno differenze “di ideologia”, ma
operativamente sono molto simili
●
Redistribuzione libera
●
Codice sorgente
●
Modifica e opere derivate
●
Sviluppo collaborativo (community)

4. Peculiarità dell' informazione
geografica
L'IG è
• preziosa

• persistente
• complessa
• costosa

5. L'informazione geografica è
preziosa
Ruolo chiave

• pianificazione
• analisi / studi / report

• valorizzazione
• aspetti commerciali
• location-based services
• social networks
• diffusione GPS
80% dell'informazione
è geografica

6. L'informazione geografica è
complessa
• Formati (raster, vettori, grid, …)
• Sistemi riferimento (datum, proiezioni, …)
• Metadati (autore, descrizione, …)
• Topologia (es: grafo stradale)
• Dimensioni
• Interoperabilità

7. L'informazione geografica è
persistente
• Le mappe hanno sempre valore storico
• cambiamenti nel tempo, analisi, predizioni,
…
•

8. L'informazione geografica è
costosa
• Da produrre
• satelliti, voli, rilievi a terra, digitalizzazione, …
• Da gestire (sw, hw, …)
• Il software proprietario è molto costoso

9. GIS
(Geographic Information System)
Sistema Informativo Territoriale
Cos'è ? Sistema informativo computerizzato
per l'acquisizione, la visualizzazione, la
conservazione, l'analisi e la restituzione
di informazioni derivanti dai dati
georiferiti
A cosa serve? Modellizzare la realtà allo scopo di
fare analisi ed elaborazioni

10. GIS
(Geographic Information System)
Sistema Informativo Territoriale
Software GIS si articolano su quattro
aree principali:
Visualizzazione e Analisi geografica e
interattività “Desktop” geostatistica
Immagazzinamento e WebGIS
gestione dei dati (DB)
• proprietario
• FOSS

11. Software proprietario
• Molto costoso
• Limita l’uso da parte di privati, associazioni
e ditte
• Drena risorse importanti dalla PA
• Sistema chiuso (bugs, release, modifiche, ...)
• Formati proprietari
• shapefile (aperto, documentato)
• problemi: DWG, DWF, ECW, ...
• geodatabase (mdb…)

12. Infrastruttura spaziale GFOSS
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati (DB) interattività web
E’ possibile liberarsi delle
applicazioni proprietarie?
Esistono sostituti liberi per ogni
applicazione gis:
• prestazioni equivalenti e
spesso superiori
• adesione agli standard OGC
• migrazione facilitata
• esempi importanti

13. GIS “Desktop”
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
Consultazione dei dati e funzionalità GIS “di base”:
Molte soluzioni:
• QuantumGIS
• gvSIG
• Udig
• Altri ...

14. GIS “Desktop”
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
QuantumGIS:
●
Semplicità
●
Geobrowser
●
Stampa
●
Digitalizzazione
●
Molti plugin (Postgis, gps, conversioni,
mapserver, python, ...)
●
Interfaccia grafica per GRASS

15. Analisi geografica
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
Elemento cruciale in un SIT
 produzione del dato geografico
GRASS: Geographic Resources
Analysis and Support System
• molto potente
• complesso (come tutti i programmi di analisi)
• ben integrato con l'altro GFOSS
Anche altri programmi (Ilwis, Jgrass, ...)

16. Analisi geografica - GRASS
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
Punti forti
•raster
•vettori
•analisi spaziali
•elaborazione
immagini
•topologia
•gps
•motore 3D
•COMPLETO

17. Analisi geografica - esempi
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
Valutazione impatto acustico

18. Analisi geografica - esempi
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
Applicazioni geomorfologiche

19. Analisi geografica - esempi
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
Viewshed analysis (impatto di un’antenna)

20. Analisi geografica - geostatistica
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
GRASS + R
• Le funzioni di R sono
richiamabili da GRASS
• Struttura aperta
dà un vantaggio
strutturale rispetto
a sistemi
proprietari

21. Analisi geografica - esempi
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
Carta precipitazioni
(interpolazione
geostatistica
considerando
andamento delle
quote)

22. Analisi geografica - esempi
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
Altri esempi di analisi geografica:
• Modelli previsionali (es: faunistici, mappa danni
animali selvatici, stima dell’ homerange, …)
• Analisi ambientali (inquinanti, mappa rumore, …)
• Superfici di costo (es: miglior percorso, …)
• Analisi topografiche (geomorfologiche, analisi di
terreno, gradiente, esposizione, curvature)
• Modellazione idrogeologica, bacini imbriferi, …
• Calcolo radiazione solare
• View Analysis (es: impatto ambientale edifici, …)
• Image processing (ortorettifica, DEM + DTM,
satelliti…)
• Visualizzazioni tridimensionali e modellazione 3D

23. Gestione dati
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica e gestione dei dati interattività web
Caratteristiche del modello geografico:
• formati
• proiezioni
• topologia
• dimensioni
Necessario:
• gestione delle peculiarità dati geografici
• geodatabase, cuore di un vero SIT

24. Gestione dati
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica e gestione dei dati interattività web
Soluzioni GFOSS
• PostGIS: geodatabase
• modello relazionale
• definisce struttura dato geografico
(geom,coords, ref sys)
• funzioni manipolazione spaziale
• affidabilità (anche con grandi banche dati)
• gruppi di lavoro
• gestione sicurezza e privilegi
• SpatiaLite: alternativa lightweight
• OGR / GDAL: Formati, proiezioni, topologia
• ...

25. WebMapping
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
Pubblicazione e consultazione dei dati tramite web
• Diffusione dati geografici (es: geoportali)
• Valorizzazione del territorio (mappe interattive)
• Direttiva INSPIRE
“Motori server”:
• UNM Mapserver
• GeoServer
Webmapping framework:
• p.mapper
• OpenLayers

26. WebMapping: esempi
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
PCN – Portale Cartografico Nazionale

27. WebMapping: esempi
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
Autorita bacino fiume adige – piano idrologico

28. WebMapping: esempi
Visualizzazione e Analisi geografica e Immagazzinamento e Visualizzazione e
interattività desktop geostatistica gestione dei dati interattività web
WebGIS LIPU Cesano Maderno

29. Vantaggi soluzioni GFOSS
• Interoperabile, conforme a tutti gli standard
• Possibilità di modificare il codice / adattamento
• Affidabilità anche in caso di progetti complessi
• Frequenza di aggiornamento
• Multipiattaforma
• Risultato equivalente
• Limitate barriere in ingresso
- ArcInfo (- Grass) > 30 k€
- Oracle Spatial (- PostGIS) > 30 k€

30. Vantaggi soluzioni GFOSS
In Italia il settore dei GIS liberi è fortissimo
Sviluppo di:
• GRASS
• QuantumGIS
• GeoServer
• GeoNetwork
• PostGIS
• SpatiaLite
• ka-map
• OpenLayers
Supporto commerciale diffuso

31. GIS open source nel mondo
reale
Corsi universitari di GIS open source:
●
Università di Cagliari: Cartografia Numerica e GIS
(gvSIG), Giannina Sanna
●
Università dell'Insubria, Varese: Sistemi
Informativi Territoriali (QGIS, GRASS) - Damiano
Preatoni
●
Università di Palermo: Sistemi Informativi
Territoriali (QGIS, GRASS) - Andrea Scianna
●
Politecnico di Milano - Campus Como:
Geographic Information Systems, (GRASS,
Openjump, Mapserver, p.mapper), Maria A. Brovelli
●
Università di Trento: Cartografia Numerica e GIS
(Digital Cartography and GIS) GRASS, Mapserver,
PostgreSQL/PostGIS, QGIS - Paolo Zatelli

32. GIS open source nel mondo
reale
Meeting annuali GRASS-GFOSS in Italia:
molti esempi, sia in campo di ricerca sia
applicativo:
- impatto visivo degli impianti eolici
- studio del posizionamento di oggetti
presenti in scavi archeologici
- studio del pericolo di frane
- modelli di inondazione da diga
- ...

33. GIS open source nel mondo reale:
QGIS,GRASS,PostGIS
- Canton Solothurn, Svizzera: uso di
QGIS+GRASS per accedere al
geodatabase PostGIS in modo intuitivo –
personalizzazione di QGIS

34. GIS open source nel mondo reale:
QGIS,GRASS,PostGIS
- Portogallo: QGIS e GRASS nella ricerca
biogeografica, distribuzione di lontra, lince e lepre
nella penisola iberica – libertà di uso del software

35. GIS open source nel mondo reale:
QGIS,GRASS,PostGIS
Gestione
forestale
in Svizzera:
Unificazione
dei dati,
pianificazione,
monitoraggio

36. GIS open source nel mondo reale
Più esempi su:
http://grass.fbk.eu/press.html
http://www.qgis.org/en/community/qgis-case-studies.html
http://postgis.refractions.net/documentation/casestudies/
http://gallery.osgeo.org/
Una panoramica di link in italiano e inglese, che
include tutti quelli citati finora, è disponibile su:
http://urli.st/ytu

37. OpenStreetMap
Cos'è ? Una mappa “libera” della Terra
Perchè? Molti dati geografici hanno restrizioni
che ne limitano uso
Es: foto aeree, tomtom / teleatlas, ...
●
dati sorgenti non disponibili
●
non modificabili / copiabili / …
●
no usi commerciali
Libertà dei dati geografici
Mappe finanziate da enti pubblici ma non restituite ai
cittadini e coperte da copyright

38. OpenStreetMap
Progetto collaborativo di cartografia “libera” per realizzare
una mappa dell'intero pianeta
Flessibile, libero, completo, ...

39. Grazie per l’attenzione
Anne Ghisla a.ghisla@gmail.com
Andrea Pogliaghi andrea.pogliaghi@gmail.com
Il presente documento è rilasciato con la licenza Creative
Attribution-NonCommercial 3.0 Unported License e contiene
contributi in CC-SA di
Paolo Cavallini
Torino, 23 gennaio 2011