TELERILEVAMENTO E GIS

Anno accademico 2023/2024 - Docente: MICHELE MANGIAMELI

Risultati di apprendimento attesi

Il corso fornisce le nozioni di base sulla gestione del dato a contenuto spaziale e l'utilizzo della tecnologia GIS.

Inoltre il corso fornisce tecniche  per l’interpretazione di immagini satellitari multispettrali, iperspettrali e radar al fine di monitorare il territorio e produrre cartografia tematica anche utilizzando algoritmi di classificazione. 

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

L'insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali con il supporto di slides e prevede lo svolgimento di esercitazioni pratiche, partecipate e cooperative, con l'uso di software free ed open source. Ove possibile e/o necessario, sia le lezioni che le esercitazioni potranno essere svolte in modalità telematica secondo le modalità imposte dal regolamento di Ateneo.

Prerequisiti richiesti

E' richiesta la conoscenza degli argomenti di base di Topografia e Cartografia.

Frequenza lezioni

Lo studente è invitato a frequentare le lezioni del corso. La frequenza non è obbligatoria ma consente, se acquisita per il 70% almeno delle lezioni, di sostenere le prove in itinere.

Contenuti del corso

1.Cenni di Topografia e Cartografia:

  • Superfici di riferimento;
  • Campo Geodetico e Topografico;
  • Cartografia.  

2. Cartografia numerica. Caratteristiche generali della cartografia numerica. Struttura dei dati raster e vettoriali. Georeferenziazione di immagini raster, world file.  Relazioni spaziali tra entità geografiche: relazioni topologiche, di direzione, di vicinanza. Strutturazione topologica dei dati vettoriali. L'informazione geografica in formato GRID, modelli digitali del terreno (DTM-DSM). Carta delle pendenze. Modello TIN per rappresentazioni e analisi 3D del territorio.

2. Telerilevamento.  Principi fisici del telerilevamento multispettrale e radar. Lo spettro elettromagnetico; il telerilevamento nel visibile, nell’infrarosso e a microonde. Tipologie e risoluzione delle immagini acquisibili. Emissione di radiazione naturale: leggi di Planck, Wien, Stefan-Boltzmann. Cenni ai fenomeni di assorbimento e diffusione della radiazione. Sensori di telerilevamento passivi e attivi. Principali applicazioni dei sensori radar e cenni alle tecniche interferometriche. Orbite satellitari. Missioni aerospaziali per l’osservazione della Terra. Problematiche e metodi di elaborazione e interpretazione dei dati telerilevati. Tecniche di classificazione delle immagini telerilevate e produzione di cartografia tematica.

3. Tecnologia GIS. 

  • Architettura e funzionalità della tecnologia GIS. 
  • Ambiti di applicazione ed esempi GIS . 
  • Trasformazioni di coordinate all'interno del datum e tra datum (trasformazione di Helmert).
  •  Funzionalità GIS: editing e gestione dei dati a riferimento spaziale.
  • Funzionalità di selezione: Selezione in mappa e in tabella;
  • Operazioni sui dati spaziali: query builder:
  • Funzionalità di Geoprocessing: overlay, buffering, dissolvenza, fusione, unione, intersezione, taglio. Visualizzazione e output. 
  • Data Base (DB) e Data Base Management System (DBMS); Schema e proprietà di un DB relazionale. Progetto di un DB: modellazione concettuale, logica e fisica dei dati. Il modello Entità-Relazioni: costrutti generali, ristrutturazione e normalizzazione del diagramma E-R. Caratteristiche e architettura di un DBMS (livello esterno, logico e fisico). Descrizione e utilizzo del software free ed open source Quantum GIS.

Testi di riferimento

1. Barzaghi R., Pinto L., Elementi di topografia e trattamento delle osservazioni. Città Studi edizioni, 2014.

2. Federica Migliaccio, Daniela Carrion, "Sistemi Informativi Territoriali. Principi e applicazioni", seconda edizione, UTET 2020.

3. Manuale di QGIS https://qgis.org/it/docs/index.html

4. Maria Antonia Brovelli, Marco Minghini, Rafael Moreno-Sanchez, Ricardo OliveiraFree and open source software for geospatial applications (FOSS4G) to support Future Earth/ International Journal of Digital Earth, Editore: aylor & Francis, Anno edizione: 2017, Fascicolo: 10 (4) https://re.public.polimi.it/retrieve/handle/11311/1009702/169461/Brovelli_Minghini_Moreno_Oliveira_POST-PRINT.pdf

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Elementi di Topografia e Cartografia
2Trattamento e gestione del Dato spaziale

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Valutazioni in itinere in forma scritta (non obbligatorie) e con valutazione finale, riservate solamente agli studenti che avranno seguito almeno il 70% delle lezioni.

Prova d'esame in forma orale per tutti gli appelli ordinari e straordinari. Le 

La valutazione dell'esame si baserà sui seguenti elementi: pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, qualità dei contenuti, capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma, capacità di formulare esempi, proprietà di linguaggio tecnico e capacità espressiva complessiva dello studente.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

primitive raster e vettoriali - georeferenziazione di immagini raster - principi fisici del telerilevamento multispettrale - sensori passivi - firma spettrale - mappatura corologica -  immagini satellitari - architettura e funzionalità GIS - funzionalità evolute di analisi spaziale e geoprocessing- costrutti del diagramma E-R - modellazione logica dei DB