Geographic Information System (GIS)

Tipologia di dati geografici

I dati possono essere correlati alla loro posizione geografica in due tipi principali: vettoriali e raster.
I dati vettoriali sono costituiti da elementi semplici quali punti, linee e poligoni, codificati e memorizzati sulla base delle loro coordinate.
Un punto viene individuato attraverso le sue coordinate reali (x1, y1); una linea o un poligono attraverso la posizione dei suoi nodi (x1, y1; x2, y2; …). A ciascun elemento è associato un record del database che contiene tutti gli attributi dell’oggetto rappresentato.
Il dato raster permette di rappresentare il mondo reale attraverso una matrice di celle, generalmente di forma quadrata o rettangolare, dette pixel.
A ciascun pixel sono associate le informazioni relative a ciò che esso rappresenta sul territorio.
La dimensione del pixel (detta anche pixel size), generalmente espressa nell’unità di misura della carta (metri, chilometri, etc.), è strettamente relazionata alla precisione del dato.
I dati vettoriali e i dati raster si adattano ad usi diversi.
La cartografia vettoriale è particolarmente adatta alla rappresentazione di dati che variano in modo discreto (ad esempio l’ubicazione dei cassonetti dei rifiuti di una città o la rappresentazione delle strade o una carta dell’uso del suolo), la cartografia raster è più adatta alla rappresentazione di dati con variabilità continua (ad esempio un modello digitale di elevazione o una carta di acclività del versante).

GIS: cenni storici

Per comprendere realmente cosa sia il GIS, possiamo mettere da parte tutte le nozioni informatiche, poiché la sua origine risale al 1854, quando nel quartiere londinese di Soho si era diffusa un’epidemia.
Fu allora che un dottore di nome John Snow fece uno studio che localizzava sulle cartografie della città di Londra i vari casi di contagio, mettendo quindi in relazione la distribuzione geografica ed il numero dei contagiati. Monitorandone l’andamento nel tempo, il dottore capì che alcune zone rappresentavano punti di innesco dell’epidemia: nasceva così l’idea di georeferenziare una determinata caratteristica, in modo da poter trarre conclusioni su come operare.  È questa una delle prime applicazioni reali del GIS.
Il GIS quindi è un sistema che mette in relazione delle informazioni geografiche con altre informazioni presenti in un database (demografiche, ambientali, urbanistiche, ecc.).

GIS: dagli anni ’60 ai giorni nostri

• Anni ’60: nascono in Canada (Canada Geographic Information System – CGIS,1963 -1994) sviluppati dalle amministrazioni locali per individuare le risorse del territorio e le potenzialità di utilizzo, consentendo di gestire una grande quantità di dati ed effettuare il calcolo automatico delle superfici. Vengono poi utilizzati in USA come strumento di supporto al censimento popolazione e per l’informatizzazione della rete viaria.
• Anni ’70: si ha il vero grande impulso nello sviluppo dei GIS. Sono impiegati per l’informatizzazione delle basi cartografiche, parallelamente all’incremento di nuove tecnologie impiegate nel settore militare, come immagini digitali, GPS (Global Positioning System), ecc.Anni ’80: si assiste a una massiccia diffusione legata principalmente al parallelo sviluppo della tecnologia hardware, che vede lo sviluppo della “logica informatica individuale” (personal computer) prima, l’istaurarsi della filosofia client-server poi (anni ’90), e infine la nascita e diffusione della tecnologia di rete.
• Anni ’90: si sviluppano una serie di iniziative di standardizzazione per consentire ai diversi sistemi di scambiarsi informazioni come Open GIS Consortium (1994), ISO/TC 211, ecc. Accanto allo sviluppo di una nuova generazione di prodotti, di uso più semplice e finalizzati ad un utilizzo per utenti di basso-medio livello, si è avuta la diffusione di banche dati commerciali. Un impulso importante è stato dato dalla tecnologia dei servizi mobili: verso la metà degli anni 90, accanto alle applicazioni tradizionali, si diffondono applicazioni più orientate al business, come geomarketing, logistica e trasporti, studi demografici per analisi di mercato, gestione immobiliare, supporto alla navigazione, diffusione del sistema di rilevamento della posizione GPS. La crescente diffusione di dispositivi mobili ha reso possibile lo sviluppo di servizi basati sulla localizzazione (Location based services), applicazioni per consentire l’accesso a servizi personalizzati in base alla posizione in cui si trova, attraverso un terminale mobile, ad esempio il cellulare.

GIS: definizioni

• un potente insieme di strumenti utilizzati per raccogliere, memorizzare, richiamare, modificare e visualizzare dati spaziali (Burrough, 1986);
• un sistema con avanzate capacità di modellazione dei dati geografici (Koshkriov, 1986);
• un insieme di strumenti ottimizzati per raccogliere, archiviare, recuperare a piacimento, trasformare e visualizzare dati spaziali e dati non spaziali (Parker, 1988);
• un sistema di sostegno alle decisioni, basato sulla integrazione di dati spazialmente riferiti in un ambiente orientato alla risoluzione dei problemi (Cowen, 1988);
• sistemi informatici utilizzati per memorizzare, registrare e manipolare dati geografici (Aronoff, 1989);
• l’aggettivo “geografico” indica che le informazioni immesse hanno sempre un riferimento spaziale, una georeferenziazione; “informativo” significa che ai dati è possibile associare una serie d’informazioni. Il sostantivo “sistema” sta a indicare un’integrazione fra l’utilizzatore dei software e l’hardware, in modo da ottenere informazioni che siano di supporto all’analisi, alla gestione dei dati e alla messa in atto di strategie. Un sistema include immagini digitali elaborabili, un database, software geostatistici e tabelle con funzioni associate. Senza questi elementi il sistema sarebbe molto limitato nelle sue capacità di analisi (Meijerink, 1994).