Geomarketing-1 - materiale per preparare al meglio l\'esame PDF

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GEOMARKETING GIS – GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM Un GIS è un sistema informativo computerizzato che permette l'acquisizione, la registrazione, l'analisi, la visualizzazione e la restituzione di informazioni derivanti da dati geografici. I GIS hanno ripreso la nozione di carta integrandone alcuni concetti fondamentali. Tuttavia il modo in cui i GIS gestiscono e analizzano i dati è molto diverso da quello delle carte, nonostante il fatto che molti dei dati derivino da queste ultime. Il modo in cui nei GIS i dati sono strutturati può essere ricondotto al modello tradizionale della carta -gli strati o layers. Ogni layer, chiamato anche coverage, contiene dati specifici diversi suddivisi per:  temi: strade, vegetazione, suoli, ecc.  periodi temporali: 1970, 1980, 1990  livelli: piano terra, primo piano, ecc. I dati geografici includono: • la componente spaziale: riguarda la localizzazione, la forma e le relazioni tra gli elementi geografici • la componente descrittiva o attributo: riguardano le caratteristiche degli elementi geografici MODELLI CONCETTUALI DELL’INFORMAZIONE GEOGRAFICA •Continui, basati sul campo –FIELDS: l’informazione si riferisce a variabili continue non riferibili ad ambiti territoriali ben precisi: altitudine, precipitazioni, temperature, copertura vegetale, percentuale di inquinante dell’aria, ecc. •Discreti, basati sull’oggetto –OBJECTS: l’informazione è riferita a variabili discrete che interessano oggetti con confini ben definiti, si adatta a quei fenomeni ben circoscrivibili: tutte le regioni identificate dall’uomo (amministrative, circoscrizioni elettorali, ASL, aree prefissi, terreni, edifici, …) ma anche alcune naturali (fiumi, laghi, isole, …) •Reti, a rete –NETWORKS: l’informazione anche qui è orientata all’oggetto e tratta fenomeni connessi a variabili discrete, ma osserva tali variabili dal punto di vista della connettività e delle relazioni (traffico viario, ferroviario, energia elettrica, gas) I FIELDS È un modello concettuale della variazione geografica nello spazio-tempo. Ad ogni punto dato corrisponde un valore singolo della variabile osservata • temperatura • altitudine (DEM, DTM) La variabile può essere misurata su una scala: • temperatura -gradi Celsius • altitudine –metri sul livello del mare Informazione geografica: • 2 dimensioni spaziali (x,y) • 3 dimensioni spaziali (x,y,z) • Dimensioni e tempo (x,y,t) La variabile field può essere pensata come funzione di queste dimensioni: • z(x) è il valore definito dal vettore x, che avrà tante componenti quante sono quelle dello schema spazio temporale disponibile Un vettore field ha un vettore di valori (direzione e grandezza, ecc.) ad ogni punto dato • superficie: aspetto e pendenza • vento: direzione e forza • flussi: direzione e velocità

E’ possibile pensare alle informazioni geografiche esclusivamente in termini di fields? Singoli valori per un punto sulla superficie terrestre… • land elevation • densità di popolazione • tipo di copertura vegetale • tipo di suolo • geologia • profondità delle acque • pH del suolo • precipitazioni In generale, però è impossibile raggiungere una perfetta rappresentazione delle variabili campo • complessità • enorme quantità di informazioni Poiché la rappresentazione delle variabili campo è per forza approssimata • lo spazio disponibile su un PC è limitato • catturano solo gli aspetti più evidenti delle variazioni (rilevazione campionaria, interpolazione) • il dettaglio o gli elementi ad alta risoluzione non possono essere catturati • causano incertezza nella rappresentazione I due tipi di dati –field-based e object-based–sono implementati in due modelli di dati geografici: • Raster – immagazzina lo spazio “attorno”agli oggetti (features) • è fatto di pixels (picture elements) in un immagine o celle in una griglia • è più adatto a rappresentare dati continui, field-based • Vector – immagazzina gli oggetti nello spazio • gli oggetti sono rappresentati da punti, linee e poligoni • è più adatto a rappresentare dati object-based NB. I modelli di dati possono essere usati indifferentemente per dati field-based o object-based data. Entrambi sono una discretizzazione degli elementi –features (celle nella grido oggetti vettoriali). Elementi continui sono rappresentati in maniera discreta.

GEOREFERENZIAZIONE Georeferenziare: assegnare una localizzazione ad una unità di informazione E’ essenziale nei GIS, in cui tutte le informazioni devono essere relazionate alla superficie terrestre Il metodo di georeferenziazione deve essere: o Unico: relazione tra l’informazione e l’esatta localizzazione o Condiviso: utenti diversi comprendono il significato della georeferenziazione o Persistente nel tempo: la georeferenziazione fatta oggi avrà significato anche domani Alcune georeferenziazioni sono metriche cioè definiscono la localizzazione per mezzo di misure di distanza da punti fissi, ad esempio la distanza dall’Equatore e dal meridiano di Greenwich. Altre sono basate su un ordine, ad esempio gli indirizzi stradali ordinano le case lungo le strade. Altri ancora sono solo nominali, ad esempio i toponimi non prevedono ordinamenti o misure. Georeferenziazione metrica: è essenziale per la costruzione di mappe e la rappresentazione cartografica nei GIS, fornisce le potenzialità per una perfetta transcalarità, permette la misurazione di distanze fra i diversi punti. Sistemi di georeferenziazione:

Toponimi: è la prima forma di georeferenziazione ed anche la più usata ogni giorno; molti toponimi sono universalmente riconosciuti mentre altri li possono comprendere solo i locali. I toponimi funzionano a scale differenti, dai continenti ai piccoli villaggi e cambiano nel corso del tempo. Indirizzi postali (numeri civici): ogni residenza o ufficio è una possibile destinazione di una lettera. Residenze ed uffici sono allineati lungo le strade e numerati. Le strade hanno nomi, unici all’interno di un centro abitato e i centri abitati hanno nomi, unici entro una regione. Se è vero tutto ciò, l’indirizzo è un valido strumento di georeferenziazione.

Dove non è possibile utilizzare l’indirizzo postale:  In alcune aree rurali  Per la localizzazione di oggetti non antropici (laghi, monti, ecc.)  Nel caso di numerazione civica non sequenziale (Venezia, le città giapponesi)

Sistemi di riferimento lineare (Linear Referencing): è un sistema di georeferenziazione su una rete di strade, ferrovie o fiumi ecc. E’ simile alla georeferenziazione per indirizzi, ma si basa su misure di distanza oggettiva e non sulla posizione ipotetica del numero civico. Combina il nome della strada con la distanza da un punto fisso (l’inizio della strada o un’intersezione). Gli utenti del linear referencing possono essere gestori di traffico e trasporti, polizia, ecc. I problemi riguardanti questo tipo di sistema sono:  Localizzazione in aree rurali molto distanti da intersezioni o altri punti zero  Coppie di strade che si intersecano più volte  Misurazioni spesso non accurate (es. contachilometri delle auto) Latitudine e longitudine: è il metodo più completo e potente di georeferenziazione; esso permette diverse risoluzioni (transcalarità), permette il calcolo di distanze tra punti ed è adatto per numerosi tipi di analisi spaziale. Utilizza un sistema di riferimento ben definito basato sul reticolo di coordinate geografiche della Terra. Latitudine: è la distanza angolare, in gradi, minuti e secondi, di un punto a nord o sud dell’Equatore. Le linee di latitudine sono definite paralleli. Longitudine: è la distanza angolare, in gradi, minuti e secondi, di un punto a est o ovest del Meridiano di Greenwich. Le linee di longitudine sono definite meridiani. La Terra: è leggermente schiacciata ai Poli; la distanza tra i Poli è minore del diametro all’Equatore di 1/300. Il modello geometrico più accurato della Terra è uno sferoide, o ellissoide: lo sferoide è formato dalla rotazione di un’ellisse intorno all’asse minore, l’ellissoide ha raggi di misura variabile. La storia dell’ellissoide: la Terra non ha una forma perfettamente ellissoidale; inizialmente ogni stato si è dotato, per la sua propria cartografia, dell’ellissoide che meglio approssima la sua porzione di superficie terrestre. In mancanza di uno standard internazionale le carte dei diversi paesi, basate su diversi ellissoidi, non possono essere allineate. E’ stato adottato uno standard internazionale conosciuto come WGS 84 (World Geodesic System del 1984). Latitudine e longitudine definiscono la localizzazione sulla superficie terrestre in termini di distanze angolari rispetto a riferimenti ben definiti:  L’Osservatorio Reale di Greenwich  L’asse di rotazione terrestre  Il piano dell’Equatore Costituiscono il sistema di georeferenziazione più completo e permettono un gran numero di analisi spaziali. Sono state adottate come standard mondiale nel 1884. Molte tecnologie per il trattamento di dati geografici si basano sul piano in una geometria di tipo cartesiano.

Proiezioni e sistemi di coordinate: ci sono molti motivi che rendono preferibile la proiezione della superficie terrestre su un piano, anziché gestire i dati su una superficie curva:  Le carte prodotte dai GIS e stampate sono piane  Carte piane sono scansionate e digitalizzate per creare dati GIS  I quadrati e rettangoli di un raster sono piani  La Terra deve essere proiettata per poterla vedere interamente  E’ più facile misurare distanze su un piano Distorsioni: tutte le proiezioni riproducono la Terra in modo distorto. Due tipi di proiezione sono importanti nel GIS: 1. Conformi (Conformal) : le forme degli oggetti geografici sono mantenute (le direzioni rispetto agli assi X e Y sono mantenute)

2. Equivalenti (Equal area): le forme sono distorte, ma le aree misurate sulla mappa mantengono la stessa proporzione registrata in realtà Entrambi i tipi distorcono le distanze. Principali gruppi di proiezioni cartografiche: - Cilindriche: analogo ad arrotolare un foglio di carta intorno alla Terra, proiettare gli oggetti della Terra su di esso e srotolarlo. La proiezione di Mercatore è la più conosciuta - Coniche: il foglio viene arrotolato come un cono tangente ad un parallelo. La più usata è la conica conforme di Lambert. E’ utilizzata per rappresentare le medie altitudini (Europa, USA); il cono interseca la Terra in due paralleli standard; i paralleli vengono disegnati come archi di circonferenza mentre i meridiani come linee dritte che originano dal Polo Azimutali o planari: il foglio di carta tocca la Terra in un punto TIPI DI PROIEZIONI CILINDRICHE: Carta non proiettata: conosciuta anche come Plate Carrèe (Piana Quadrata) o cilindrica equidistante; non è conforme né equivalente; i poli diventano linee. La proiezione Trasversa di Mercatore (Universal Transversel Mercator UTM): chiamata così perché il cilindro è tangente ai meridiani e non all’Equatore; usa un sistema di 60 zone da W a E a partire dall’Antimeridiano di Greenwich dove le zone hanno un’ampiezza di 6 gradi di longitudine.

Global Positioning System (GPS): permette una misurazione diretta ed accurata della latitudine e della longitudine. Un’ unità GPS semplice ed economica fornisce un’accuratezza di 10m. Rilevazioni più precise con strumenti più potenti (e costosi) e lunghi periodi di osservazione (facendo la media dei dati ottenuti). Consiste in un sistema di più di 30 satelliti, in orbita intorno alla Terra ad un’altezza compresa fra i 20 ed i 200 Km; trasmettono impulsi radio ad intervalli precisi di tempo. La posizione del ricevitore è determinata dal calcolo dei dati che derivano da:  Il segnale del satellite  La posizione nota dei satelliti  La velocità della luce La posizione nella terza dimensione (altitudine del ricevitore) richiede almeno quattro satelliti sopra l’orizzonte. L’accuratezza dipende dal numero di satelliti e dalla loro posizione. Galileo Positioning System: nel 2013 si prevede la messa in funzione del Progetto Galileo, versione europea del Global Positioning System americano. Il funzionamento è analogo e nella fase iniziale saranno operativi 30 satelliti. Gli scopi di Galileo sono: o Una maggiore precisione di rilevamento (soprattutto nelle aree urbane) o La copertura globale, soprattutto alle alte latitudini o L’interoperabilità con sistema GPS o La garanzia di continuità di servizio, reso indipendente dalle decisioni politico-strategiche del Dipartimento della Difesa USA, gestore del GPS Convertire le georeferenziazioni Le applicazioni GIS richiedono spesso la conversione di proiezioni ed ellissoidi. Nei pacchetti GIS si trovano funzioni standard di conversione (in gvSIG il processo Riproiezione) Il dataset di parametri geodetici EPSG (European Petroleum Survey Group) è un archivio di dati necessari a: - identificare le coordinate geografiche in modo che esse descrivano una posizione in modo non ambiguo; questo grazie ad una definizione precisa del sistema di coordinate di riferimento (CRS) - definire le trasformazioni e conversioni per cambiare le coordinate da un CRS ad un altro Gli indirizzi stradali devono essere convertiti in coordinate per mappature dettagliate e analisi spaziali; molte amministrazioni hanno provveduto a creare layer di numeri civici. I toponimi possono essere associati a coordinate geografiche per mezzo di gazetteers (dizionari geografici).

I DATABASE Un database (DB) è uno strumento per gestire dati in formato digitale; le informazioni sono contenute in uno o più file e devono essere sempre disponibili per verifiche, aggiornamenti e cancellazioni. I database si sono diffusi perché: • occupano meno spazio rispetto agli archivi cartacei • la loro consultazione è più rapida • più semplici da gestire • si commettono meno errori • le informazioni sono aggiornate Caratteristiche dei database: • evitare la ridondanza delle informazioni • consistenza, aggiornamento delle informazioni • condivisione • integrità, correttezza dell’informazione • indipendenza dell’applicazione software rispetto alla struttura Componenti di un database: • dati • hardware: HDD, memoria RAM ecc. • software: DBMS (database management systems); servono alla gestione degli accessi e al mantenimento dei dati; utilizzano linguaggi diversi: esempio SQL (structured query language) • utenti, database administrator, data administrator Modello Relazionale RDBMS (Relational Db Management Systems) E’ costituito da più file i cui record possono avere struttura diversa(campi diversi); le tabelle possono essere messe in relazione se è presente un common record identifier o una secondary (foreign) key (column): le relazioni possono essere fatte senza mantenere dei pointers –“al volo” relate: connessione temporanea di due tabelle join: unione permanente di due tabelle, il risultato è una tabella unica Problemi: tanti join richiedono un’alta capacità di calcolo; tabelle e relazioni devono essere pianificate in maniera efficiente Esempi: ESRI’s INFO, IBM’s DB2, Oracle, Ingress, Sybase, Informix (Unix originariamente, adesso anche MS NT/2000/XP), SQL Server, Access. Tipi di relazioni: • UNO A UNO • UNO A MOLTI • MOLTI A MOLTI I principali operatori SQL in un DB relazionale: Select (or Restrict): restituisce un insieme di record da una tabella in base ad un valore del campo; tale valore può essere anche stabilito da un criterio algebrico e logico Join: unisce orizzontalmente i record di una tabella con quelli di un’altra tabella secondo un campo comune (product + select) Union (Append): unisce verticalmente i record di una tabella con quelli di un altra tabella (o della stessa) Intersection: dà come risultato i record comuni a due o più tabelle relazionali Difference: restituisce i record che appaiono in una tabella ma non nell’altra

LE FONTI DI DATI SPAZIALI Istituzionali: Enti governativi, ministeri, amministrazioni locali, SIT regionali, Istat, Eurostat. ITALIA→ La Pubblica Amministrazione gestisce l’informazione territoriale a diversi livelli gerarchici. I dati pertinenti alle diverse amministrazioni locali vengono in genere riorganizzati dall’Istat che li rende disponibili al pubblico. La fonte primaria di informazione è costituita dai Censimenti che si svolgono ogni 10 anni: Censimento della popolazione e delle abitazioni (l’ultimo è dell’ottobre 2011) Censimento dell’industria e dei servizi (l’ultimo è del novembre 2012)

L’unità territoriale di base per la pubblicazione dei dati è il Comune, ma alcuni dati relativi al Censimento precedente sono disponibili a livello di sezione di Censimento Molte amministrazioni locali, soprattutto le Regioni sono dotate di un Sistema Informativo Territoriale (SIT) organizzato con tecniche GIS. L’accesso ai dati non sempre è aperto e spesso non è agevole. UNIONE EUROPEA→ l’istituto di statistica dell’Unione Europea è Eurostat, una Direzione Generale della Commissione Europea che raccoglie i dati dai Paesi membri e li armonizza rendendoli confrontabili. La ripartizione territoriale dei dati si basa sulla classificazione NUTS (Nomenclature des Unités Territoriales Statistiques). NUTS 0 = 27 Stati membri NUTS 1 = 97 macro-regioni NUTS 2= 271 regioni NUTS 3= 1303 province Commerciali: a) Location Business Service (LBS): Google, Seat Pagine Gialle • grandi database di attività commerciali (e non solo) • servizi di geolocalizzazione, in collaborazione con le imprese produttrici di mappe digitali L’erogazione di informazioni agli utenti passa attraverso motori di ricerca ed applicazioni per diversi supporti informatici. I dati sono di proprietà delle imprese; lo scarico di grandi quantità è soggetto a limitazioni e ha un costo commisurato alla quantità ed all’importanza delle informazioni. b) Produttori di mappe digitali: TeleAtlas, Navteq • grafi di reti viarie costantemente aggiornati • servizi di geolocalizzazione, in collaborazione con le imprese LBS L’utilizzazione dei dati avviene per mezzo di appositi strumenti (es. navigatori istallati sulle auto) che consentono la consultazione del database. Il trasferimento su altri supporti (PC) per altri tipi di utilizzazione è pressoché impossibile, anche perché le aziende usano formati proprietari che hanno scarsa interoperabilità. Open Data: dati disponibili a tutti, senza restrizioni di copyright o altre forme di controllo: OpenStreetMap: mappa liberamente modificabile dell'intero pianeta; è costruita sulla base di rilevazioni effettuate da volontari e su donazioni da parte di enti ed imprese produttrici di informazione geografica. I dati possono essere scaricati liberamente e utilizzati in accordo alla licenza libera. DatiOpen.it: portale degli open data in Italia; raccoglie e distribuisce dati prodotti dalla PA e da enti locali. I dati sono disponibili in formati facilmente utilizzabili anche da parte di utenti non esperti. Informazione geografica accessibile → promuovere l’uso e il riuso dei dati spaziali per scopi diversi da parte della PA e dei cittadini; organizzare i servizi necessari per permettere il reperimento e l’accesso all’informazione geografica da parte della collettività. Interoperabilità→ capacità di un sistema o di un prodotto informatico di cooperare e di scambiare informazioni o servizi con altri sistemi o prodotti in maniera più o meno completa e priva di errori, con affidabilità e con ottimizzazione delle risorse. Crowdsourcing: acquisizione, per mezzo di strumenti di datamining, di dati immessi più o meno volontariamente da utenti di Internet.

MODELLI E AREE DI MERCATO Distribuzione territoriale della popolazione come base di analisi per la localizzazione delle attività economiche (commerciali e di servizio e industriali).

Isocrone: linea luogo dei punti della Terra che si possono raggiungere in un certo tempo da un dato punto di partenza utilizzando la via più breve e il mezzo di trasporto più breve. La forma delle isocrone dipende dalla configurazione della rete stradale. La popolazione residente all’interno delle aree chiuse dalle isocrone costituisce il potenziale turistico della costa mediterranea. I flussi in funzione della distanza Gradiente di distanza: decremento dei flussi all’aumentare della distanza. -b Funzione di pareto: F=aD gli studi hanno 2

rilevato che b=2, quindi F=a(1/D )

Il modello gravitazionale Le leggi della gravitazione universale di Isaac Newton offrono la possibilità ai geografi di interpretare le modalità con cui si...