Sunday 13 December 2009

Visualizzazione di meccanismi focali in ArcGis

In questo caso il software principale non è libero, ma è uno dei principali - e più costosi - software commerciali GIS.
Quella che viene illustrata è invece una estensione free per ArcScene, che è il modulo per visualizzazioni 3D di ArcGis.
L'estensione si chiama 3D Focal Mechanisms (3DFM), si trova all'indirizzo http://pubs.usgs.gov/ds/2007/241/ e permette di visualizzare meccanismi focali e piani nodali in tre dimensioni, accompagnandoli con altri elementi geologici e geografici, come la topografia, tracce o superfici di faglia.
Questo permette di cogliere in maniera più intuitiva e ricca le caratteristiche di una sequenza sismisca o volendo anche di dati di mesofaglie campionati sul terreno in studi di geologia strutturale.

L'estensione è disponibile in un progetto ArcScene personalizzato, 3DFocalMech.sxd, all'interno del quale possiamo importare i nostri dati e quindi visualizzarli tramite le beach-balls, oppure come piani nodali, o come piano di faglia principale, o gli assi cinematici principali P, T e B (denominati nel programma, in maniera apparentemente impropria, principal stress axes). I dati possono essere simboleggiati e scalati in base a caratteristiche come la magnitudine.

Nelle immagini sottostanti sono visualizzati i dati della sequenza sismica dell'Umbria-Marche del 1997 - derivati dal CD distribuito dall'INGV in occasione del convegno a Roma nel decennale del terremoto - assieme a tracce di faglia dedotte dalla letteratura e alla topografia derivata dai dati SRTM.

La zona interessata dagli eventi sismici è al centro dell'immagine, attorno alla piana di Colfiorito.




La finestra che permette di definire i parametri per la visualizzazione dei dati sismici.




La visione di insieme - in 3D - degli eventi rappresentati come beach balls.




Un dettaglio con i piani principali degli eventi, rappresentati al di sotto della topografia (semitrasparente) e delle tracce di faglia.




Visione di dettaglio dei piani principali - i piani interpretati come piani di faglia -. Possono essere confrontati con l'andamento delle faglie principali, di cui sono visibili le tracce.




Ed infine, i dati rappresentati come assi cinematici, P, T e B, come usuale in sismologia.


Wednesday 25 November 2009

SpatiaLite - rilasciata la versione 2.4.0

Pagina release: http://www.gaia-gis.it/spatialite-2.4.0/index.html
Sviluppatore: Alessandro Furieri - a.furieri@lqt.it
User group in Google gruppi: http://groups.google.com/group/spatialite-users

Due righe per introdurre SpatiaLite. Si tratta di una estensione spaziale per SQLite, che consente di gestire geodatabase, archiviati come un singolo file, e di effettuare facilmente query - anche geografiche - usando il linguaggio SQL. Questi file sono trasportabili senza problemi tra varie piattaforme, Windows, Linux, MacOS, a quanto scrive lo sviluppatore. Molto pratica è la sua capacità di importare, interrogare ed esportare shapefile, uno dei più diffusi ed utilizzati formati dati vettoriali.

La nuova versione, rilasciata il 25/11/2009, non è stabile, ma presenta delle migliorie interessanti rispetto alla precedente versione, descritte in dettaglio nella road map.
Novità che mi attraggono in particolare sono il supporto ora introdotto per i dati 3D, sia come geometrie di base sia come shapefile. Per ora il supporto è a livello di importazione ed archiviazione dei dati: le elaborazioni infatti ignorano l'informazione sull'asse verticale.

Le funzioni SQL matematiche disponibili sono abbastanza ricche, con funzioni statistiche di base la deviazione standard e la varianza. Le funzionalità di tipo "GIS" sulle geometrie di base (ridimensionamento, rotazione, determinazione del centroide, etc.), come anche per le poiezioni e le operazioni di sovrapposizione spaziale, sono molto ricche e potrebbero rivaleggiare con quelle fornite da software GIS classici anche di medio-alto livello.

Un programma a corredo della "suite" rilasciata è un GIS "minimalistico" ma interessante in prospettiva.

Il tutto è ben introdotto e spiegato da vari tutorial in inglese.

Complimenti allo sviluppatore....

Tuesday 24 November 2009

ArcView, e dopo?

ArcView, sviluppato dalla ESRI, rappresenta per chi lo conosce e lo ha usato, il prototipo del software GIS facile da usare e nello stesso tempo sufficientemente potente e versatile da permettere di realizzare la quasi totalità delle operazioni GIS. Questo grazie anche alle numerose estensioni disponibili, sia della stessa ESRI - come Spatial Analyst e 3DAnalyst, che permettono di lavorare con dati vettoriali 2 e 2.5D, e con dati raster (immagini, grid, DEM) - sia create da sviluppatori indipendenti e distribuite quasi sempre liberamente.

Di suo ArcView vanta la capacità di elaborare dati tabellari anche in numero di milioni (avete provato a creare un coverage con Arc/Info che ha centomila o più records e controllato gli identificativi?) e in maniera estremamente potente grazie al linguaggio di scripting Avenue.
Avenue è il linguaggio di ArcView. E' un linguaggio di scripting, quindi agevole nei test di funzionamento, e ad oggetti, quindi evoluto da un punto di vista informatico. Dispone inoltre di una vasta scelta di funzioni GIS ed anche di database. L'ideale quindi per elaborare i dati geografici, e per creare delle estensioni che rendano disponibili a tutti le nuove funzionalità create dai singoli sviluppatori. Inoltre può dialogare con moduli creati in linguaggi compilati come C++ , sfruttando quindi la maggiore velocità dei moduli compilati, aspetto che costituisce un handicap dei moduli sviluppati in Avenue, linguaggio di scripting e quindi lento nella esecuzione.

Per chi deve lavorare con dati GIS, l'interfaccia intuitiva, la possibilità di programmare direttamente nel programma, anche all'interno delle tabelle, e di sfruttare le centinaia di estensioni libere create dagli sviluppatori rappresenta un vantaggio apprezzabile.

Ovviamente per alcune elaborazioni, soprattutto quelle di base come le riproiezioni, o la creazione di livelli gis da dati numerici, o la georeferenziazione, ci si rivolge altrove, ad esempio a Arc/Info o ad ArcGis. Anche per la creazione di figure e mappe ArcGis è nettamente più versatile e i suoi prodotti finali di qualità migliore. Ma queste operazioni spesso prendono meno del 10% del tempo totale dedicato ai GIS, e quindi ArcView spesso e volentieri rappresentava il compagno di viaggio abituale nel mondo GIS.

Da alcuni anni però la ESRI ha deciso che ArcView non sarebbe più stato ulteriormente sviluppato e ha puntato tutte le sue carte su ArcGis, molto più complesso, costoso e con una interfaccia meno intuitiva. ArcGis può essere il prodotto più adatto e forse necessario per grandi imprese, con molti utilizzatori GIS che lavorano contemporaneamente sugli stessi dati. Ma in ambiente accademico, e per piccoli studi, ArcView poteva costituire il mezzo più efficace ad un costo accessibile, e magari con funzionalità gratuite ancora non disponibili dal suo fratello maggiore.

Così non sarà più nel momento in cui ArcView diventasse incompatibile con i nuovi sistemi operativi. Per ora con Vista funziona. Non sappiamo con sicurezza nel nuovo sistema 7.

Chiaramente man mano che non vengono create nuove funzioni il software perderà di interesse.
Peccato che non possa trovare una nuova vita nel pubblico dominio, anche perché i software free che potrebbero sostituirlo presentano alcuni handicap. In alcuni casi vi sono complicati e tediosi colli di bottiglia iniziali, apparentemente non strettamente necessari, o una struttura di archiviazione dati che appare rigida quanto una armatura medioevale per chi usa gli altri software GIS. Altre volte sono semplici ma con una gestione della memoria inefficiente o con funzionalità limitate. In alcuni casi promettenti ma ancora non maturi e “polifunzionali” quanto ArcView. Un suo omologo free e user-friendly non sembra essere già disponibile. Occorre usare molti software free per emulare le funzionalità che trovavamo nel solo ArcView assieme alle sue estensioni free e commerciali.

Monday 16 November 2009

Mirone e la visualizzazione di DEM

sito: http://w3.ualg.pt/~jluis/mirone/index.htm
creatore: Joaquim Luis

Mirone è un software free (coffee-right, per la precisione) che presenta delle funzioni molto interessanti per il processamento di DEM (e non solo, come vedremo) accoppiato ad una notevole facilità d'uso. Questo grazie, oltre alle capacità del suo programmatore, Joacquim Luis, anche alla scelta di basarlo su un ottimo software scientifico commerciale, MatLab. Ma non c'è da preoccuparsi di dover reperire MatLab, se non disponiamo di una regolare licenza. Mirone infatti è disponibile anche in una versione stand-alone, che incorpora già legalmente le librerie necessarie di MatLab.

Mirone è un programma eclettico, sui-generis, a cavallo tra la geofisica e il gis: per darvi un'idea, presenta funzioni che vanno dal calcolo del tempo di percorso degli tsunami (mai provato) al calcolatore del movimento delle placche (dato solo un'occhiatina veloce), a funzioni gis avanzate per i raster sino a fornire delle stupende e ricchissime colormap per i raster. Al confronto, sia per le colormap sia per determinate funzioni di elaborazione dei raster, un noto software commerciale zoppica molto. Un software che invece presenta funzioni analoghe, GMT, è nettamente più complicato come uso. Come aspetto negativo, le capacità di Mirone nel gestire i dati vettoriali sono rudimentali: si limitano all'import e loro visualizzazione e pochissimo più. Anche capacità di gestione dei sistemi proiettivi sono marginali nella filosofia del programma, anche se forse verranno ampliati nelle successive versioni.

In questo post tratteremo di come Mirone permette di visualizzare DEM. Useremo la versione 1.4 di questo software (la più recente è la 1.5).

Innanzitutto, quali sono i tipi di dati leggibili e in quale sistema? Partiamo dal sistema proiettivo. Geografico o cartesiano [File - Preferences]. Non è una ampia scelta, perché il cartesiano a questo punto raccoglie tutti i dati proiettati. Ma infatti non è questo il punto di forza di Mirone.
Quali tipi di dato possiamo importare? Tutti i più diffusi tipi grid e raster, dai grid di Arc/Info a quelli di Surfer [File - Open Grid/Image]

Una volta importati i dati, siamo pronti per lavorare....
Vedremo brevi esempi di tre tipi di usi: la scelta delle colormap, lo shading, i profili dinamici e la creazione di mappe delle derivate direzionali.

Le colormap di Mirone: esempi di visualizzazione usando dati SRTM a 90 m di risoluzione

Gli stessi dati, che si riferiscono alla zona ad Est di Foligno-Spoleto, sono rappresentati con differenti colormap.
Come si nota, a seconda della scelta della colormap influenza forle strutture che vengono enfatizzate

ml - hsv



gmt -split




gmt - dem_screen




gimp horizon_1




Applicazione dello shading
Scelta del tipo di shading per una zona dell'Umbria - dati SRTM 90 m




In alto ombreggiato, in basso per confronto senza ombreggiatura.