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Sistemi informativi geografici

Introduzione

Si pensa spesso che i sistemi informativi geografici (di seguito GIS) siano solo software per la raccolta, l’archiviazione, l’elaborazione e la visualizzazione dei dati spaziali. Tuttavia, un GIS nel senso “giusto” è un sistema informativo che simula un determinato territorio reale con i suoi complessi processi dinamici. Semplicemente raccogliendo tutti i dati geografici disponibili di una determinata area in un unico insieme, non otterrai un GIS—otterrai molti dati. Ma quando stabilisci collegamenti tra i diversi componenti del sistema e conduci un’analisi completa che ti fornisce nuove conoscenze qualitative, è allora che puoi dire di avere un sistema informativo geografico efficace. Seguendo una definizione più rigorosa dal punto di vista accademico, possiamo dire che:

Sistema informativo geografico: tecnologia e metodologia basata su computer per raccogliere, archiviare, manipolare, recuperare e analizzare dati spaziali o georeferenziati [1].

Oppure potrei dire:

Sistema informativo geografico: un sistema composto da hardware, software, dati, persone, organizzazioni e accordi istituzionali per raccogliere, archiviare, analizzare e visualizzare informazioni relative alle aree della Terra [1].

Oggi le tecnologie geoinformatiche sono penetrate profondamente nella vita di ogni persona: i servizi di mappa vengono utilizzati negli smartphone, e le tue coordinate vengono costantemente trasmesse ai server di aziende interessate, per estrarre informazioni utili per pubblicità mirata o altri scopi [2]. Basta premere due pulsanti sul telefono, e in un secondo ottieni un percorso dettagliato su come guidare da un punto A a un punto B. E spesso non ci si pensa che quel percorso è stato disegnato da un complesso algoritmo in esecuzione su un modello grafico di rete stradale, mentre la rete stradale stessa è stata creata da un’interpretazione semi-automatica delle immagini provenienti dai satelliti di telerilevamento della Terra (di seguito ERS).

GIS layers stack
Il GIS utilizza un principio strato per strato per modellare territori reali

Trent’anni fa solo le organizzazioni governative potevano permettersi l’uso del GIS—all’epoca i computer erano enormi e costosi, e i programmatori e gli specialisti GIS erano preziosi come l’oro [3] [4] [5]. Il GIS, essendo parte di un vasto campo dell’informatica, si è evoluto con esso. Inizialmente, i GIS erano basati su desktop e lavoravano con file. Poi hanno iniziato a interagire con database relazionali, consentendo a molte persone di connettersi a questi database in rete e lavorare con gli stessi dati contemporaneamente. Successivamente, il GIS è passato al web ottenendo un’interfaccia amichevole. Così, invece di pesanti applicazioni desktop adatte solo a una ristretta cerchia di specialisti, il GIS si è trasformato in servizi web facili da usare e applicazioni per smartphone [6].

L’uso del GIS in Archeologia

Molte persone che non conoscono il GIS, ma che per vari motivi devono effettuare ricerche geografiche, iniziano a lavorare con Google Earth. Questo è un ottimo programma che consente di visualizzare immagini satellitari ad alta risoluzione in un ambiente tridimensionale, ma limita la capacità del ricercatore di creare nuovi dati. Un vero GIS ti consente di derivare nuovi set di dati da quelli esistenti. Nella ricerca archeologica e nei progetti per trovare caratteristiche o processi nascosti nel paesaggio, tali GIS consentono di:

  • Raccogliere dati spaziali di ogni tipo in un unico sistema di riferimento:
    • Mappe cartacee scansionate
    • Dati ERS provenienti da vari sensori
    • Modelli digitali di elevazione
    • Coordinate di oggetti riportati in relazioni di spedizioni o libri
    • Altre informazioni digitali georeferenziate (anche messaggi sui social media con geotag possono essere integrati nel GIS)
  • Creare modelli analitici che rispondano alla domanda “E se…?”:
    • Che succede se troviamo schemi nelle caratteristiche del paesaggio per reperti archeologici già scoperti e applichiamo tali conoscenze per cercare nuovi oggetti?
    • Possiamo verificare se il punto A sul pendio di una montagna è visibile dal punto B su un altro pendio?
    • Quanto è ripido il pendio in luoghi dove le persone creavano insediamenti?
    • È possibile quantificare l’idoneità del territorio per insediamenti?
    • Altro ancora…
  • Creare nuovi dati e mappe. Ad esempio, se hai un’immagine satellitare multispettrale nel tuo progetto GIS, puoi classificare semi-automaticamente il paesaggio in diversi tipi e salvare il risultato come nuovo strato.
  • Mascherare aree irrilevanti per la ricerca—può ridurre significativamente il tempo di lavoro (ad esempio, nascondendo tutte le aree con altitudine superiore ai 3000 m sul livello del mare).
  • Creare materiali cartografici professionali pronti per la stampa: mappe, atlanti, poster ecc.

Ti consigliamo di leggere il libro “Remote Sensing in Archeology” (Wiseman; El-Baz, 2007) [7], che contiene esempi di applicazioni di successo di GIS ed ERS nella ricerca archeologica in varie parti del mondo.


Dove trovare software di geoinformazione gratuito?

Se non vivessimo nel mondo del software open source, sarebbe molto difficile per noi cercare Paititi, poiché altrimenti avremmo dovuto pagare molto per accedere a software professionali con licenza. Fortunatamente, oggi, oltre ai potenti sistemi software proprietari per lavorare con i geodati, esistono numerosi GIS gratuiti che possono essere utilizzati per scopi commerciali e ulteriormente sviluppati per adattarsi alle proprie esigenze. QGIS è uno dei programmi più famosi in questo ambito. Lo utilizziamo per il nostro progetto insieme al sistema di gestione di database relazionali PostgreSQL (con estensione PostGIS) e al server di mappatura GeoServer per trasferire i geodati via Internet. Puoi leggere di più sulla struttura di geoinformazione del progetto Paititi Research—il nostro GIS di ricerca—nell’articolo pertinente “Testing Our Possibilities”.

Di seguito è riportato un elenco dei principali GIS desktop open source, secondo noi, che possono essere utili per la tua ricerca archeologica personale.

  • QGIS è un sistema informativo geografico multipiattaforma gratuito, sviluppato dalla comunità internazionale. Ha un’interfaccia intuitiva e amichevole ed è oggi uno dei GIS open source più popolari.
  • GRASS GIS è uno dei GIS più antichi esistenti (dal 1982). Si tratta di un pacchetto software open source per l’elaborazione di informazioni spaziali e la creazione di sistemi informativi geografici. Sviluppato con la partecipazione del governo statunitense, istituti di ricerca e aziende. Questo software non può essere definito user-friendly, quindi i principianti dovranno impegnarsi molto per padroneggiarlo.
  • SAGA GIS, supportato dalla comunità internazionale di sviluppatori, è un GIS, o meglio un “software per l’elaborazione di informazioni spaziali”, più adatto per l’analisi dei dati piuttosto che per la creazione di sistemi informativi geografici (ad esempio, classificazione di immagini satellitari, analisi morfometrica di modelli del terreno, ecc.).
  • gvSIG è un altro GIS gratuito, sviluppato principalmente dagli spagnoli.

Riferimenti

  1. ELANGOVAN, K. GIS Fundamentals, Applications and Implementations, 2006. ISBN: 81-89422-16-2, p.3
  2. COONEY, Michael. Smartphone tracking apps raise security, privacy and legality questions. Network World, 11.05.2016. Retrieved from https://www.networkworld.com/article/3068627/security/smartphone-tracking-apps-raise-security-privacy-and-legality-questions.html
  3. mbfleming. Data For Decision (part 1 of 3). YouTube, 2007. Retrieved from https://youtu.be/eAFG6aQTwPk
  4. mbfleming. Data For Decision (part 2 of 3). YouTube, 2007. Retrieved from https://youtu.be/3kFYsOHgDSo
  5. mbfleming. Data For Decision (part 3 of 3). YouTube, 2007. Retrieved from https://youtu.be/ryWcq7Dv4jE
  6. PETERS, Dave. The Evolution of GIS Software. Esri Insider, 22.12.2014. Retrieved from https://blogs.esri.com/esri/esri-insider/2014/12/22/the-evolution-of-gis-software/
  7. WISEMAN, James R.; EL-BAZ, Farouk (Eds). Remote Sensing in Archaeology, 2007. ISBN 978-0-387-44455-0, p.238-325