Istruzioni iniziali per usare il QGIS

0. Generalità

Questo breve corso è stato preparato dal Gruppo Archeologico Ambrosiano per chi si volesse avvicinare alla georeferenziazione e alla mappatura in campo archeologico partendo da zero: non è un testo per esperti, tantomeno per specialisti. E' pensato per chi si avvicina per la prima volta a queste tecniche, e rischia di scoraggiarsi, o quantomeno di perdere molto tempo, di fronte alla ricchezza di possibilità e di scelte alternative (in pratica di icone da cliccare, di menù, sottomenù, schermate di immissione dati, e così via). D'altra parte, gli strumenti software per l'Archeologia stanno moltiplicandosi, ed è bene familiarizzarsi con almeno alcuni di essi.

Chi avesse già familiarità con i concetti e la terminologia di base potrà saltare direttamente al Capitolo 3. Questo corso potrà migliorare grazie alle osservazioni, critiche, segnalazioni e ai suggerimenti che i suoi fruitori indirizzeranno a giovanni.talpone@gmail.com . Li ringraziamo fin d'ora per i loro contributi (G.T.)

LA PRESENTE VERSIONE E' IN FREQUENTE AGGIORNAMENTO
(ultimo: 12/7/2017 su QGIS rel. 2.18.10 (64 bit) e Windows 10)

1. Qualche concetto di base

Nel mondo della grafica, bisogna introdurre una prima distinzione fra immagini raster e immagini vettoriali.

Esempi ben noti di immagini raster sono le normali fotografia prese con le fotocamere o con i cellulari, o anche le immagini ottenute dagli scanner. Tipicamente, sono file con estensione jpg o tif (ma ve ne sono anche altre). Al di là delle specifiche tecniche di codifica, le immagini raster sono sostanzialmente matrici di punti (chiamati pixel), ciascuno caratterizzato da un’intensità di luce (più chiaro o più scuro) e da un colore (se non in bianco/nero, ovviamente). In un’immagine raster, in senso stretto non esistono segmenti o figure geometriche: esistono allineamenti di pixel di colore diverso rispetto allo sfondo che il nostro occhio e soprattutto la nostra mente possono interpretare come segmenti o figure geometriche. Caratteristica tipica delle immagini raster è quella di sgranarsi se ingrandite: questo succede perché le dimensioni dei pixel vengono anch’esse ingrandite fino ad essere ben percepibili ad occhio nudo (analogamente a quanto avviene con le immagini su carta, che sono formate da goccioline da inchiostro, o a quanto avveniva sulle vecchie fotografie a base chimica, con i cristalli di ioduro d’argento che svolgevano una funzione analoga ai pixel di oggi).

Le immagini vettoriali invece si possono realizzare, gestire e vedere solo con elaboratori elettronici come PC o videogiochi (o stazioni di lavoro per le applicazioni più sofisticate). Esse sono costituite da vere e proprie istruzioni di programma, che tradotte in italiano potrebbero essere, per esempio:

PUNTO (nome=”Inizio scavo”; x=”9”, y=”45”)

PUNTO (nome=”Fine scavo”; x=”10”, y=”46”)

SEGMENTO (nome=”Trincea di scavo”; x=”9”, y=”45”; x=”10”, y=”46”)

E altre più complesse, che definiscono le linee curve, le aree ecc. (per non parlare delle rappresentazioni tridimensionali, come quelle dei CAD).

Ci deve essere poi un’applicazione (come il QGIS, ma ce ne sono tante altre per gli usi più disparati, la progettazione, la grafica ecc.) che disegna al momento sullo schermo quanto rappresentato dalle istruzioni. Come si vede, qui i pixel non esistono nella memoria del PC (in cui invece ci sono le istruzioni), per cui le immagini non sgranano mai: se aumento l’ingrandimento, vedrò il segmento "Trincea di scavo" dell’esempio allungarsi e i punti estremi potranno anche finire fuori dallo schermo, ma l’immagine sullo schermo sarà sempre nitida e ben definita, perché generata al momento dall’applicazione e non preesistente come nel caso dell’immagine raster. Inoltre, nel caso delle immagini vettoriali, punti, segmenti e altre figure geometriche come cerchi, aree ecc. sono davvero definite in quanto tali, e possono essere individuate con un Find o Cerca sulle istruzioni (Find "Scavo" (con 3 occorrenze) o Cerca "Trincea", nel nostro esempio; cosa che non si può fare all’interno di un’immagine raster).

Fra gli esercizi che seguono, si segnala l’1.3, in cui un’applicazione di Google che serve a familiarizzarsi su concetti e funzioni che poi si ritroveranno in modo simile in QGIS.

ESERCIZIO 1.1

Guardare con una lente una qualsiasi immagine su carta, in modo da osservare le singole goccioline di inchiostro. Se possibile, ripetere la stessa operazione con una vecchia foto prodotta in camera oscura e non da una stampante (i punti saranno distribuiti in modo irregolare, anche se uniforme, e non allineati come quando prodotti da una stampante).

ESERCIZIO 1.2

Copiare una qualsiasi immagine in formato jpg o tif in modo da avere una copia di prova e non rischiare di danneggiare l’originale.

Aprire l’immagine di prova con applicazioni tipo Paint o Photo Viewer o Photoshop o simili, e ingrandirla fino a notare la sgranatura.

ESERCIZIO 1.3

Scaricare il file zippato esercizio_1_3.zip e salvarlo in una cartella in cui sarà facile ritrovarlo anche in futuro; estrarre il file esercizio_1_3.html e salvarlo nella stessa cartella.

Aprire il file e portare il mouse sulla mappa (mentre si lavora sulla mappa deve essere sempre disponibile il collegamente con Internet). Si dovrebbe vedere qualcosa del genere:

  • in alto a sinistra c'è la scala dell'ingrandimento, che sull'applicazione si può variare
  • in basso a destra ne vediamo gli effetti, sulla barretta di riferimento delle distanze (in questo immagine, 5 km)
  • in alto a destra ci sono le mappe disponibili (in questa immagine, è selezionata la OpenStreetMap); nell'applicazione, scendendo ulteriormente col cursore, appaiono ulteriori mappe, tra cui quelle dell'OGMI)
  • in basso a sinistra vengono mostrate le coordinate WGS84 del mouse in gradi decimali (in questa immagine, 45.47265 di latitudine e 9.18457 di longitudine) e analogamente quelle del centro dell'immagine. L'iconcina del metro immediatamente a destra permette di accedere, sull'applicazione, a uno strumento per misurare le distanze.

Dopo aver visto sull'immagine statica dove e cosa guardare, si passi a usare l'immagine dinamica dell'applicazione.

Provare cambiare la scala dell’immagine usando la rotella del mouse (il centro di ingrandimento è dove è posizionato il cursore)

Osservare come cambiano le coordinate mouse nel quadratino in basso muovendo il mouse

Osservare come cambiano le coordinate centro nel quadratino in basso muovendo l’intera immagine tenendo premuto il tasto sinistro del mouse e poi rilasciando

Scegliere vari tipi di mappe nel rettangolo in alto a destra, cercando di capire quali sono raster, quali vettoriali, quali ibride (OpenStreetMap e Google map sono vettoriali, Google aerial è raster (e l’ingrandimento viene bloccato un attimo prima della sgranatura), Google hybrid è una sovrapposizione di raster e vettoriale, le altre… sono lasciate come esercizio. Si segnala che in fondo sono disponibili anche le vecchie carte al 25000 e al 100000 dell’Istituto Geografico Militare Italiano; bisogna avere un po’ di pazienza, arrivano a dorso di mulo…); si suggerisce anche di provare Google terrain su di un’area montuosa (senza ingrandire troppo).

Cliccare sul rettangolo in alto a destra con i tre trattini orizzontali; compare una finestrella in cui è disponibile uno strumento per misurare le distanza e le aree; provare a impratichirsi un po'.

Per capire meglio cosa significa "immagine vettoriale", si apra Nominatim e si cerchi (per esempio) Duomo di Milano Battistero.
Entrando in details si può vedere quante informazioni possono accompagnare un'immagine vettoriale.
In particolare, notiamo la voce Centre Point con le coordinate WGS84 del punto centrale del Battistero, e scopriamo che questo punto è il node 4894217727 per OSM.
Il Nodo (cioè il punto) costituisce, per così dire, la struttura atomica di OSM. Ne possiamo trovare molti altri entrando in Relation, Percorso o Way. All'inizio si rimane un po' sconcertati, nel navigare in codesto labirinto. Si tenga presente che è il risultato dell'impegno di molti volontari che hanno inserito le informazioni geografiche (a partire dalle coordinate WGS84 dei nodi) lavorando con navigatori satellitari, carte geografiche e altri strumenti di georeferenziazione.
All'archeologo possono servire come punto di partenza per definire un'area su cui vuole lavorare (a meno che non possieda strumenti di georefenziazione migliori di quelli usati dai contributori di OSM).




2. Le coordinate

Finora, abbiamo dato per scontato che ci sia “qualche modo” per indicare il punto "Inizio scavo": una rappresentazione i cui punti siano coordinate geografiche. Dal momento che la Terra è (approssimativamente) sferica, i sistemi di coordinate geografiche normalmente utilizzano l'angolo rispetto l'Equatore per definire la latitudine e l'angolo rispetto a un meridiano arbitrario per definire la longitudine. Su piccola scala, spesso si preferisce utilizzare coordinate piane (per esempio in metri), ottenuto proiettando la sfera su superfici cilindriche locali scelte in modo da minimizzare l'inevitabile distrorsione.

Sembrerebbe tutto relativamente semplice; ma in realtà, nel corso degli ultimi secoli sono stati introdotti numerosi sistemi locali, e solo negli ultimi decenni si è avuta una forte convergenza verso poco rappresentazione riconosciute da tutti. La storia della rappresentazione della superficie terrestre inizia in qualche momento nella preistoria, ma solo negli ultimi decenni gli standard geografici mondiali si sono consolidati in poche rappresentazioni riconosciute da tutti (in precedenza vi erano molte convenzioni nazionali, a volte ancora usate, che creavano problemi di trasformazione delle coordinate fra sistemi di Paesi differenti).

Le tre principali rappresentazioni della superficie terrestre sono: la Proiezione diretta di Mercatore (TM), la Proiezione Universale Trasversa di Mercatore (UTM), e il Sistema Geodetico Mondiale (WGS84) con coordinate angolari.

 

La Proiezione diretta di Mercatore proietta ogni punto della superficie terrestre su di un cilindro il cui asse passa per i poli e la cui superficie è tangente l’Equatore terrestre. Questa rappresentazione deforma fortemente la superficie terrestre: i poli, che dovrebbero essere dei punti, diventano linee lunghe quanto l’Equatore, e le terre equatoriali risultano fortemente sottodimensionate. E' una rappresentazione molto usata dalle compagnie aeree per mostrare in modo schematico le loro rotte.

Proiezione diretta di Mercatore

 

La Proiezione Universale Trasversa di Mercatore (UTM) ha lo scopo di permetterci di operare con coordinate piane, cioè in metri e chilometri, ed è ottenuta ponendo orizzontalmente il cilindro ideale di proiezione, in modo di poter rappresentare in modo abbastanza fedele strisce di superficie terrestre sempre diverse, facendo ruotare il cilindro perpendicolarmente all’asse polare. (Quindi, mentre la Proiezione diretta di Mercatore utilizza un solo cilindro posto verticalmente e con l’asse coincidente con l’asse terrestre, la rappresentazione UTM usa più cilindri (60) posti orizzontalmente).
Nella proiezione UTM la corrispondenza fra la superficie della sfera e quella del cilindro viene realizzata con riferimento a un meridiano di tangenza, detto anche meridiano centrale. Per convenzione, un fuso UTM si estende per 3° a Est e Ovest del meridiano centrale, per un totale di 6°. Ne segue che vi sono in totale 60 fusi UTM per ricoprire l’intera superficie terrestre. Viene definita la zona UTM come un’area di estensione di 8° in latitudine e 6° in longitudine.
Per quanto riguarda l'Italia, la zona 32T, che racchiude l’Italia nord-occidentale, comprende le longitudini Est fra 6° e 12°, e le latitudini Nord fra 40° e 48°; a sud, la 32S copre la Sardegna meridionale. Il resto dell’Italia è racchiuso nella zone 33T e 33S, e una piccola area intorno a Santa Maria di Leuca, nella 34T e 34S (qui la lettera S è convenzionale e non ha nulla a che vedere con il Sud).
Le coordinate piane vengono introdotte col riferimento al meridiano centrale per la coordinata Est, e al circolo equatoriale per la coordinata Nord. Se dunque la coordinata Nord rappresenta la distanza dall’Equatore, alle latitudini padane (circa 45°) assume valori dell’ordine dei 5000 km, che difatti compaiono nelle tavolette al 25000 dell’IGM o nelle Carte Tecniche Regionali. La coordinata Est potrebbe essere positiva o negativa, a seconda che il punto considerato si trovi a Est o a Ovest del meridiano centrale. Per evitare numeri negativi, il sistema UTM introduce una falsa origine, che consiste nell’assegnare il valore arbitrario di 500 km alla coordinata Est del meridiano centrale. In questo modo, si trova che i punti dell’estremo Ovest avranno valori di circa 300 km, e quelli dell’estremo Est di circa 700 km.

Reticolato UTM

 

Il Sistema Geodetico Mondiale (WGS84) utilizza le coordinate angolari: la latitudine misura l’angolo che ci separa dall’Equatore (che ha per definizione latitudine 0°) e corrisponde all’altezza del Sole a mezzogiorno durante gli equinozi. E’ quindi, da sempre, il valore più facile da misurare. Indicativamente, Milano e buona parte della Lombardia ha una latitudine superiore a 45° Nord (che grossolanamente è la latitudine del fiume Po). Sulla superficie terrestre, le fasce tropicali e le calotte polari sono definite dalla latitudine (anche se le condizioni locali possono modificarne molto la temperatura media e le altre caratteristiche climatiche). La latitudine del Tropico del Cancro è circa 23 ° 26 ' 16 " .

La longitudine è calcolata per convenzione internazionale dal meridiano di Greenwich (o meridiano 0) e l’intera circonferenza terrestre misura 360°. Per avere un’idea, Milano e buona parte della Lombardia giacciono oltre i 9° di longitudine Est (che passa sul fiume Ticino). In base alla longitudine sono anche definiti i Fusi Orari, fasce di 15° che si contano sempre a partire da quella centrata sul Meridiano 0. E’ facile vedere che i 15 fusi orari, coprendo le 24 ore del giorno su tutto il globo, coprono anche l’intero angolo giro delle latitudini: 15° x 24 = 360°. I Fusi Orari effettivamente adottati dai vari Paesi differiscono sensibilmente da quelli teorici per ragioni politiche e per il numero di fusi orari diversi all’interno dello stesso Paese. Indicativamente, la Penisola Iberica condivide con il Regno Unito il fuso centrato sul meridiano di Greenwich (dopo la recente riforma adottata in Spagna, che ha cancellato l’artificioso “spostamento a Est” voluto da Franco in omaggio a Hitler), mentre buona parte dell’Europa occidentale continentale, Italia compresa, adotta il primo fuso a Est, e quindi “è un’ora avanti” rispetto agli orologi di Londra.

Prima di poter applicare quanto sopra, è però necessario compiere alcuni ulteriori passaggi, alcuni banali, altri meno.

Per quanto riguarda la punteggiatura scientifica, purtroppo l’Italia adotta una convenzione opposta a quella internazionale (anglosassone); è più veloce spiegarla con un esempio. Se in Italia scrivo 1.234,56 intendo un numero superiore a 1000 (cosa che evidenzio con il punto facoltativo delle migliaia) e con 2 cifre decimali dopo la virgola. Secondo la convenzione internazionale, devo invece scrivere 1,234.56 (cosa peraltro più logica, perché il punto è un simbolo più “forte” della virgola, ed è quindi giusto che rappresenti l’informazione più importante, cioè la distinzione della parte decimale). Il mio suggerimento è quello di impostare su tutti i sistemi sempre la convenzione internazionale e convertire sempre in essa tutti i numeri scritti in quella italiana. Si evitano tanti problemi…

Per quanto riguarda le frazioni di grado, purtroppo la situazione è complicata da un certo numero di rappresentazioni differenti, che ovviamente non alterano il contenuto, ma rendono più difficile la lettura e i confronti. Anche qui, è più facile spiegare con un esempio che a parole.

Prendiamo le coordinate del Duomo di Milano, così come sono riportate da Wikipedia:

http://tools.wmflabs.org/geohack/geohack.php?language=it&pagename=Duomo_di_Milano&params=45.464167_N_9.191389_E_type:landmark

Già qui possiamo vedere tre diverse rappresentazioni delle coordinate: le Sessagesimali (45° 27′ 51″ N, 9° 11′ 29″ E), le Decimali (45.464167°, 9.191389°) (notare l’uso della convenzione internazionale per la parte decimale), e la Proiezione Universale Trasversa di mercatore UTM (5034533 514962 32T). Consideriamo le prime due: per passare dalla Sessagesimale alla Decimale, si fa questo conto:

45° (gradi) diventa 45

27′ (primi) diventa 27:60 = 0,45

51″ (secondi) diventa 51:3600 = 0,0141666

Coordinate decimali: 45 + 0,45 + 0,0141666 = 45,464166° in convenzione italiana = 45.464166° in convenzione internazionale

Con formula sintetica: 45 + 27/60 + 51/3600

Si provi a farlo con una calcolatrice o con un foglio di calcolo, tenendo conto che il risultato può differire leggermente per errori di arrotondamento se non si fissa il numero di cifre decimali a 6.

Per la trasformazione dalle coordinate angolari a quelle UTM e viceversa, è necessario affidarsi ad applicazioni specializzate; ma in pratica il problema non si pone, perché è QGIS a operare tutti i calcoli necessari. L’essenziale è tenere presente questo: quando si parla di Coordinate Geografiche, si parla di dati angolari (sia in gradi decimali sia in gradi sessagesimali) che si basano sull’idea che la Terra sia quasi esattamente sferica, e si usano normalmente sulle lunghe distanze; quando si parla di Coordinate Metriche o Proiettate, si parla di coordinate espresse in metri: tipicamente la Proiezione Universale Trasversa di Mercatore (UTM). Il vantaggio di queste coordinate piane (cioè che si basano sull’approssimazione di considerare piana una piccola porzione di superficie terrestre, come quella occupata da una città) è quello di permettere di calcolare in modo diretto e naturale le distanze, o di misurarle su di una mappa tenendo conto della scala (per esempio, quando si legge su di una carta “scala 1:25000” significa che 1 cm sulla mappa corrisponde a 25 mila centimetri nella realtà, cioè 250 metri).




3. Un po’ di riassunto e di pratica con le coordinate

L’obiettivo è quello di inserire punti, e poi, in base a queste, linee e aree che avranno un significato topografico o archeologico e che permetteranno di descrivere siti, edifici, aree ricognite, ipotesi di lavoro, e molto altro, con una rappresentazione vettoriale. Le  coordinate dei punti potranno giungere da varie fonti (mappe cartacee o elettroniche di vario genere, letteratura, comunicazioni personali, lettura di strumenti quali GPS o Stazioni Totali, o anche dai GPS inclusi negli smartphone recenti e in alcune fotocamere); in generale queste coordinate giungeranno con formati e convenzioni diverse, ed è per questo che è importante riconoscere e distinguere almeno le principali:

WGS84 UTM32 Nord (coordinate metriche, codice EPSG 32632 in QGIS) utilizzato soprattutto per i dati regionali e quelli scaricabili dal Geoportale Nazionale)

ED50 UTM32 (coordinate metriche, codice EPSG 23032 in QGIS), utilizzato per gran parte della cartografia dell'Istituto Geografico Militare italiano (IGM)

WGS84 (coordinate geografiche, codice EPSG 4326 in QGIS) utilizzato per dati internazionali, per esempio quelli ricavati dai satelliti Landsat, e usato dai GPS, da Google Earth ecc. Infatti, sono ormai disponibili sistemi di posizionamento satellitari sempre più efficienti e utilizzabili con ricevitori di costo contenuto, spesso inclusi in sistemi antifurto e di navigazione per veicoli e natanti, telefoni cellulari, fotocamere eccetera. I due sistemi attualmente in funzione sono il GPS statunitense e il GLONASS russo, a cui, nei prossimi anni dovrebbe aggiungersi il GALILEO europeo (limitatamente all'Estremo Oriente, è disponibile anche il BeiDou cinese). I migliori ricevitori combinano i segnali del GPS e del GLONASS per determinare la posizione più rapidamente e con un margine di errore più ridotto (da qualche decina di metri a qualche metro, a seconda della superficie di cielo disponibile, e quindi del numero di satelliti da cui ricevere i segnali). Il sistema A-GPS, o GPS Assistito, disponibile sui cellulari più recenti, utilizza la rete telefonica per ottenere informazioni sulle posizione dei satelliti e ridurre così i tempi di localizzazione.

 

Per incominciare a prendere confidenza almeno con le Coordinate Geografiche WGS84 che si scaricano dal GPS, bisogna innanzitutto sapere cosa concretamente registra il GPS quando si prende un punto. Nella sua memoria esso crea (o aggiorna) un file con estensione .gpx che è leggibile con un normale editor di file come Notepad o Notepad++ (evitare di usare editor di testi come Word o simili). (In realtà il file .gpx non è proprio immediatamente leggibile, perché si presenta come un’unica lunga riga (record);  c’è un trucco per inserire opportunamente gli “a capo” che lo rendono leggibile, ma non sarà esposto qui per non perdere il filo del discorso).

All’interno il file è strutturato così [fra parentesi quadre ci sono le mie spiegazioni che sono ovviamente estranee al file effettivo]:

<gpx> [dichiara che il file ha un contenuto in formato gpx, come anticipato dall’estensione del file]

<wpt lat="nn.nnnnnn" lon="n.nnnnnn"> [inizia la descrizione di un waypoint (punto); la latitudine e la longitudine sono dati essenziali senza quali il punto non esiste]

<ele>nnn</ele> [l’altezza in metri sul livello del mare; ai nostri fini può essere omesso, e in tutti i casi il dato sarà preso dalla cartografia di base]

<name>xxxx</name> [il nome del punto; non indispensabile, ma molto utile]

<cmt>yyyyyyyyyy</cmt> [spazio per commento; non indispensabile, ma è meglio aggiungere più informazioni possibile sui motivi della presa di un punto; ciò che sembra ovvio oggi, non lo sarà più fra giorni o mesi]

<sym>z</sym> [Icona presente sul GPS; purtroppo la simbologia è diversa in ogni strumento e ambiente, e quindi in ogni trasferimento va perduta, per cui si può trascurare]

</wpt> [chiusura del waypoint; la struttura <wpt>......    ......</wpt> può essere ripetuta quante volte si vuole per inserire più punti, purché tutti i waypoint siano all’interno di un’unica dichiarativa <gpx>.... </gpx>]

</gpx>

Notare che ogni comando deve avere un suo corrispettivo di chiusura indicato dalla barra /, e che ogni parentesi angolare aperta < deve essere seguita, dopo il comando, dalla parentesi angolare di chiusura >, pena il non funzionamento del file. Si noti che lat e lon NON sono comandi, ma parametri del comando <wpt ... > che si chiude con </wpt>.

Il numero di cifre decimali è libero, ma metterne più di 6 o 7 non ha senso data la precisione (buona, ma non eccelsa) degli strumenti che abbiamo a disposizione.

ESERCIZIO 3.1 - GPX

a) Aprire un nuovo file con Notepad (o analogo che non formatti la scrittura)

b) Copiarvi le seguenti istruzioni:

<gpx>

<wpt lat="45.425618" lon="9.808146">

<ele></ele>

<name>Dove?</name>

<cmt></cmt>

</wpt>

</gpx>

c) Salvarlo con un nome ben riconoscibile e estensione .gpx (per esempio: esercizio.gpx; se l'editor vuole a tutti i costi salvarlo come .txt, rinominarlo successivamente) e ricordarsi la cartella dove lo si è messo.

d) Aprire Google Earth

e) Andare in File – Open scegliendo la cartella in cui si è posto esercizio.gpx

f) Non lo si vedrà.

g) Scegliere nella finestrella in basso a destra la terza lista di estensioni.

h) Aprire esercizio.gpx e vedere dove porta (chi partecipa ai nostri scavi dovrebbe riconoscere il luogo: è la zona della “montagnola” presso Gallignano).

In questo modo si è simulato di aver importato un punto dal GPS e averlo controllato con Google Earth prima di caricarlo in QGIS.

ESERCIZIO 3.2

Finora si è parlato del GPS come fonte dei dati; ma è anche possibile trasferirvi dei file .gpx preparati per facilitare una ricognizione. Per esempio, se uno ha individuato dalle foto satellitari dei desert kites (trappole per antilopi e gazzelle usate nel Neolitico) può inserirle in un file in previsione di una spedizione futura. Ecco un esempio:

<gpx>

<wpt lat="34.68492" lon="38.38178">

<ele></ele>

<name>Kite 1</name>

<cmt>Palmyra</cmt>

</wpt>

<wpt lat="34.68341" lon="38.38855">

<ele></ele>

<name>Kite 2 </name>

<cmt>Palmyra</cmt>

</wpt>

</gpx>

In questo modo si vede anche come inserire più punti nello stesso file (occupano così poca memoria che in pratica non c’è limite). Il commento appare cliccando sul punto.

ESERCIZIO 3.3

Aprire il file esercizio_1_3.html con un browser come Internet Explorer o Firefox o analoghi

Scegliere un punto qualsiasi di proprio interesse indicandolo col Mouse

Copiare (a mano) le coordinate del Mouse

Inserirle nel file esercizio.gpx e controllare in Google Earth che il punto sia lo stesso (e notare come cambiano le rappresentazioni della superficie a seconda dello strumento, della scala ecc.)




4. La Carta Tecnica Regionale

Anticipando un argomento che sarà svolto più oltre, incominciamo a dire che il QGIS, più che come contenitore di dati geografici, deve essere visto come un aggregatore di dati geografici: i dati “stanno fuori” dal QGIS, che li “mette insieme” (secondo le indicazioni dell'utente) quando serve. Molti dati vengono quindi dall’esterno: nei capitoli precedenti abbiamo visto che aspetto hanno i dati proveniente dal GPS o da altre fonti. Ora passiamo alla cartografia di base, cioè quella enorme massa di dati “già pronti” che provengono da varie fonti istituzionali o private. Incominciamo dalla Carta Tecnica Regionale (CTR) disponibile al sito Geoportale della Regione Lombardia:

http://www.geoportale.regione.lombardia.it/

si va al rettangolo marrone verso il basso DOWNLOAD DATI, e così si accede alla pagina “Servizio Download Dati”.

Su di essa si imposta “Filtra per... Raster” e “Canali tematici... Cartografia di base e ortofoto”. Dovrebbe comparire fra le prime posizioni “Carta Tecnica Regionale 1:10000 aggiornata dai Database Topografici”. A questo punto si può passare da una delle due icone beige sulla destra.

Se si sceglie la freccia verso il basso, si può inserire il nome del Comune (obbligatoriamente TUTTO MAIUSCOLO) o il codice della sezione (se lo si conosce già). Si suggerisce di usare questa via, perché l’altra carica molto di più il PC.

Se si sceglie il mondo, bisogna poi scegliere l’icona azzurra con l’ovale. Il servizio è un po’ lento, talvolta bisogna cliccare più volte, ma in questo modo si può fare una scelta guardando la carta della Regione Lombardia.

In entrambi i casi, si scaricherà un gruppo di file zippati insieme (un file zippato per sezione della carta). In generale non sarà necessario scaricare tutti i file della CTR, ma solo quelli riguardanti le località che ci interessano.

Fra questi, quelli più importanti sono due: quelli che hanno estensione tif e tfw. L'estensione tif indica un file di immagine raster, visibile con qualsiasi browser di immagini (provare). Ciò che rende possibile il raccordo con il mondo vettoriale delle applicazioni geografiche come il QGIS è il file con estensione tfw (provare ad aprirlo con Notepad, senza alterarlo).

Ecco un esempio (è il file B6C3.tfw, che si riferisce alla sezione B6C3 della pianta di Milano):

0.6350000000
0.0000000000
0.0000000000
-0.6350000000
515973.3220000000
5034980.4670000002

Può sembrare un po' criptico, ma in realtà è molto semplice da leggere, e anche logico. Dal momento che si sta collocando nello spazio proiettato UTM l'immagine collegata B6C3.tif (che qui non è stata fornita, ma che è presente nel file zippato di sezione che si scarica dalla CTR come indicato), bisogna partire dalla convenzione di "piazzare" l'angolo in alto a sinistra dell'immagine, e poi "estenderla" nello spazio geografico. Ed ecco come si leggono i dati:

0.6350000000 rappresenta la dimensione in metri di un pixel in orizzontale; in questo caso, poiché la mappa è piuttosto dettagliata, ogni pixel corrisponde a un po' più di 60 cm.

0.0000000000 e

0.0000000000 servono a indicare eventuali rotazioni dell'immagine; per immagini non ruotate (come sono molto spesso), sono entrambi 0

-0.6350000000 rappresenta la dimensione in metri di un pixel in verticale; in questo caso, essendo in valore assoluto uguale al primo dato, significa che i pixel sono quadrati (non sempre è così, per esempio alcuni scanner producono pixel rettangolari); il segno meno (-) indica che, essendo partiti dall'angolo in alto a sinistra, l'estensione dell'immagine avviene verso il basso

515973.3220000000 indica la longitudine in coordinate metriche UTM dell'angolo in alto a sinistra dell'immagine (attenzione: qui viene prima la longitudine, cioè l'asse X)

5034980.4670000002 indica la latitudine in coordinate metriche UTM dell'angolo in alto a sinistra dell'immagine (l'asse Y; le cifre decimali sono decisamente sovrabbondanti, visto che la terza rappresenta già i millimetri...).

ESERCIZIO 4.1 - Carta Tecnica Regionale

Guardando l'immagine B6C3.tif, si vede che l'angolo in alto a sinistra corrisponde all'isolato a Nord Ovest di piazza del Tricolore a Milano. Verificare se Google Earth conferma.

Innanzitutto bisogna convertire le coordinate UTM in coordinate geografiche (meglio se decimali). Ci sono varie risorse in rete; una delle più semplici è il Geographic/UTM Coordinate Converter. Quello che manca è l'indicazione della zona e dell'emisfero, ma noi sappiamo che quasi tutta l'Italia è nella zona 32 e comunque nell'emisfero Nord, per cui non è difficile completare l'immissione.

Ora si tratta solo di rifare l'esercizio 3.1 con i nuovi valori.




5. Il QGIS (Quantum Geographic Information System)

Ci sono molti sistemi per realizzare della documentazione basata sulla geografia; noi abbiamo scelto il QGIS perché è considerato uno dei migliori e perché siamo in contatto con persone e organizzazioni che lo usano.

Il QGIS è un sistema di gestione delle informazioni geografiche che è utilizzato da numerosi utenti ed è un free software, il che significa che può essere scaricato e utilizzato gratuitamente. E' realizzato da volontari che lavorano per correggerlo e migliorarlo e, poiché nulla al mondo è realmente gratuito, essi gradiscono un piccolo contributo volontario, di tanto in tanto, da noi che lo usiamo. E' una colletta fra utenti (crowdfunding) affinché il sistema possa continuare a esistere e svilupparsi. L'utilizzo da parte di molti utenti dà una certa garanzia che eventuali errori e problemi siano individuati e risolti rapidamente (e in effetti, rilasci e versioni sono resi disponibili ogni poche settimane).

Un altro vantaggio di una larga base di utenti è che ha generato una vasta offerta di guide, tutorial e così via; la maggior parte è in inglese, ma si può trovare qualcosa anche in italiano. Per esempio: QGIS User Guide (in italiano), QGIS Esercitazioni e Suggerimenti (non aggiornatissimi, e quindi da non prendere per oro colato). Il presente testo introduttivo non si propone certo di sostituirsi a essi, anzi, si suggerisce proprio di ricorrere sistematicamente alle numerose fonti in Rete ogni volta che si ha un problema o si vuole estendere le proprie capacità operative. Però, anche le guide più semplici danno quasi sempre per presupposto che il lettore abbia già un'idea di cosa aspettarsi da un GIS. Se invece si parte proprio da zero, come è successo a me, qualche cenno introduttivo può essere utile.

Prima di iniziare, segnalo che esiste una comunità di utenti italiani di QGIS, a cui ci si può iscrivere inviando le richieste di iscrizione alla lista QGIS-it-user all'indirizzo qgis-it-user@lists.osgeo.org. Le discussioni possono risultare un po' criptiche per il neofita (e comunque lo sono per me), ma fra un acronimo sconosciuto e un problema incomprensibile, c'è sempre qualcosa da imparare.

Da QGIS si esce andando in alto a sinistra in Project e poi, in fondo Exit QGIS. Molto spesso esce malamente e va in Minidump. E' un problema storico di QGIS, ben conosciuto e non ancora risolto. Pertanto è essenziale non uscire mai con dei Layer (vedi qui sotto) in aggiornamento, ma sempre chiusi e salvati; analogamente, SALVARE SEMPRE I PROGETTI prima di uscire da QGIS (e comunque spesso, anche durante il lavoro, perché qualche crash è sempre in agguato, anche se meno frequentemente nelle ultime versioni). Con queste precauzioni, i Minidump non danno particolari problemi, e QGIS può essere riattivato senza perdite.

5.1. Un termine essenziale: Layer

Layer in inglese significa Strato, ma nei sistemi GIS la parola non viene quasi mai tradotta in italiano e ha assunto un significato tecnico particolare, che deve essere ben compreso perché è la base di tutto il sistema.
Immaginiamo di sovrapporre tanti fogli perfettamenti trasparenti quanti vogliamo. Su ciascun foglio possiamo disegnare pochi o tanti elementi a nostro piacimento: punti, linee, figure geometriche, strade, campi ecc. . In generale, sarà buona cosa dedicare ciascun foglio (Layer) a un tipo di struttura diverso: le conformazioni naturali del suolo, gli edifici recenti, le evidenze archeologiche ecc.; ma questo è un'organizzazione dei materiali che decide l'utente. Una prima funzionalità interessante è quella di poter modificare a piacimento l'ordine con cui i Layer si sovrappongono, per esempio mostrando le immagini dei ponti sopra i fiumi e non sotto. Un'altra è quella di poter modificare la trasparenza dei vari Layer, così da mettere in evidenza gli elementi che più interessano e sfumare gli altri, o addirittura "spegnerli" per esaminare meglio i contenuti degli altri Layer.

QGIS salva i Layer creati o modificati dall'utente come file particolari, chiamati shapefile. Tali shapefile sono esterni a QGIS, per cui non vanno persi se si disinstalla QGIS o si cambia versione.

Quando si incomincia a lavorare con QGIS, se crea un Progetto; esso è sostanzialmente un raccoglitore di Layer. Esattamente come se si avesse una cartella di cartone (il Progetto), si può copiare spostare o copiare i fogli trasparenti (Layer) da un progetto all'altro (ovviamente la cosa ha senso solo se hanno elementi in comune perché riguardano lo stesso territorio). Quindi, nel progettare un Layer, è bene chiedersi fin dall'inizio in quali modi si pensa di utilizzarlo, non solo nell'immediato ma anche preventivando sviluppi futuri.

5.2. Scaricare e installare QGIS

E' venuto il momento di prendere contatto con lo strumento: si deve andare sul sito di QGIS. Questo manuale è basato sulla versione in inglese, perché nei prodotti informatici non ci sono traduzioni standard in italiano di certi termini che ormai si sono fissati nella forma inglese (quando si trova tradotta "password" spesso bisogna pensare un attimo prima di capire di cosa si tratti, e nessuno traduce "mouse"); comunque nella finestrella in alto a destra si possono scegliere altre lingue, tra cui l'italiano. Premendo sul tasto verde Download Now si arriva a una schermata in cui sono proposte varie versioni di QGIS per vari sistemi operativi e utilizzi. Supponendo di avere un sistema operativo Windows (possibilmente di una versione non vecchissima, meglio dalla 7 in poi), e tenendo conto che questo è un corso introduttivo, si è praticamente limitati alle prime due scelte QGIS Standalone Installer per PC a 32 o 64 bit. Normalmente le macchine più recenti sono a 64 bit ; per esserne sicuri, bisogna andare su "System" e cercare le informazioni sul sistema installato (sotto "About" o qualcosa del genere). Anche se in teoria potrebbe essere installato un sistema operativo a 32 bit su di una macchina a 64 bit (ma mai viceversa), in pratica se si segue questa indicazione (sistema operativo a 32 o 64 bit) non si sbaglia.

Una volta installato QGIS, c'è un sistema vuoto, senza Layer: non c'è nulla da vedere. Però ci sono un paio di cose che si possono fare subito: andare sulla linguetta View e scegliere Decorations sul menù a tendina, e attivare Scale Bar (il righello con la scala) e North Arrow (la rosa dei venti). Da questo momento, tutti i Progetti mostreranno la Barra di Scala l'indicazione del Nord (nelle Decorations c'è anche la possibilità di inserire un logo sull'immagine e una griglia di linee (Grid)per suddividere il territorio, la cui utilità verrà discussa in seguito.

ESERCIZIO 5.2.1 - Progetto

Si tratta di aprire un primo Progetto: in alto a sinistra: Project -> New ). Anche se non contiene nulla, è meglio incominciare a salvarlo decidendo in quale cartella metterlo e che nome dargli. Se si esce, lo si riaprirà con Open.

Sulla riga in fondo, compaiono due campi particolarmente importanti: le Coordinate e la Scala.
(La Scala comparirà solo quando saranno inseriti i primi elementi nel Progetto). La Scala ha lo stesso significato delle carte geografiche cartacee; vale comunque la pena di scegliere un rapporto di scala "tipico" per il lavoro che si sta facendo; es.: 1:25000, 1:5000 e così via.
Per quanto riguarda le coordinate, bisogna osservare due cose:
1) per default vengono rappresentate in formato UTM e non nei gradi di Latitudine e Longitudine a cui in genere si è abituati
2) Per questa ragione, al contrario della convenzione normale, il primo numero rappresenta la Longitudine (l'asse X) e il secondo la Latitudine (asse Y).
Per vedere i gradi abituali, bisogna andare su Project -> Project Properties -> Coordinates Display. E' bene a questo punto NON impostare la rappresentazione in Degrees - Minutes - Seconds ma in Decimal degrees), perché è la stessa mostrata dal navigatore GPS e così si può avere un controllo immediato.

5.3. La Cartografia di base in QGIS: i servizi Web

In genere, non ha molto senso creare tutto il mondo geografico da zero, visto che la geografia esiste già da molto tempo... e da un po' anche quella digitale.
Per questo, la prima cosa da fare è attivare dei Layer di Cartografia di base.Sono forse quelli di comprensione più immediata, perché presentano le stesse immagini geografiche già viste con altre applicazioni.
Si cerca la linguetta Web sulla prima riga.

Se non la si trova, o se non apre nulla, bisogna installare l'apposito Plugin.

I Plugin sono funzionalità che si possono aggiungere all'installazione di base; una volta installati, rimangono disponibili almeno finché viene utilizzata la versione corrente di QGIS; se nel cambio di versione vanno persi, sono facilmente reinstallabili. (Un certo numero di Plugin sono già installati per default fin dall'inizio).

Per installarlo, si va sulla linguetta Plugins e si controlla che OpenLayers Plugin sia fra quelli NON installati (se fosse fra quelli installati, dovrebbe vedersi la linguetta Web). Lo si installa (QGIS fa tutto da sé, basta aspettare con pazienza). Dopo l'installazione, vale la pena andare sull'icona che rappresenta un obsoleto Floppy Disk e salvare il progetto (non si sa mai).

Quindi si può cliccare sulla linguetta Web e poi su OpenLayers Plugin. Compare una lista di servizi Web, che vale la pena di provare tutti, prima o poi.
Fra i più utili ci sono OpenStreetMap -> OpenStreetMap (talvolta indicato come OSM; vettoriale) e soprattutto Google Maps -> Google Satellite (raster).

Si possono scegliere i servizi Web che si vogliono, uno o più, e magari rimuoverli successivamente senza danno. Essendo online, richiedono la connessione a internet.

Se se ne sceglie più di uno, si deve tener conto che si "coprono" l'un l'altro, in base all'ordine alto-basso (ciò che sta in alto copre chi gli sta sotto).
Andandi sulla linguetta Web si può decidere quali Layer di Cartografia di base Web aggiungere al progetto.
Sulla sinistra dello schermo, dovrebbe essere visibile una sottofinestra chiamata Layers Panel in cui compaiono i vari Layers scelti; se non c'è, si va sulla linguetta View, poi nel menù a tendina ci si posiziona verso il fondo su Panels e poi si sceglie Layers Panel.
Nel Layers Panel compaiono quindi i Layer che l'utente ha scelto dal Web.

Sulla finestra verticale di sinistra, dovrebbero vedersi tutti i Layer connessi. Possono essere semplicementi spostati sopra o sotto l'un l'altro scegliendoli col tasto sinistro del mouse e spostandoli con il cursore.
Cliccando col tasto destro, si aprono alcune possibilità; per il momento, l'unica che interessa è remove. Si usa quando si è certi che quel Layer non servirà più. Normalmente ci si limita a spegnerlo deselezionandolo (e in questo modo si possono far comparire gli eventuali Layer sottostanti). Il tutto è molto intuitivo ed è più facile capirlo provando che leggendo una spiegazione.

Per inserire un Layer da Shapefile (magari rimosso precedentemente) bisogna andare sulla linguetta Layer e poi Add Layer -> Vector Layer. File è già selezionato, si sceglie lo Shapefile (estensione shp) desiderato. Purtroppo non mantiene l'impostazione del colore originaria.

ESERCIZIO 5.3.1 - Layer

Innanzitutto, riapriamo il Progetto creato con l'ESERCIZIO 5.2.1 o creiamone uno nuovo allo stesso modo.

E' bene, a questo punto, provare a creare più Layer, attivandoli e disattivandoli (mettendo una X nella casella a fianco), modificando il loro ordine cliccando su di uno e tenendo premuto il tasto di sinistra, e anche rimuovendoli.

Quasi sempre, si vedrà solo quanto mostrato dal primo della lista; ma, spegnendolo, si vedrà il secondo Layer e così via.

Ponendo il puntatore del mouse nella grande finestra di destra, è possibile spostare l'intera mappa verso le aree che interessano premendo il tasto di sinistra, o cambiare la scala ruotando la rotella del mouse.

Si scopre che ci sono alcuni Layer interessanti e altri molto meno; è bene rimuovere questi ultimi per non avere una lista troppo lunga e poco chiara.

ESERCIZIO 5.3.2 - Trasparenza

Finora si è potuto visualizzare solo un Layer alla volta. E' però disponibile una funzione molto utile: la trasparenza.

Si attivi più di un Layer e si scelga il Layer attivo più in alto nella lista del Layers Panel.

Cliccando sul tasto destro del mouse, si può accedere a un menù a tendina; verso il fondo, scegliere Properties e cliccare indifferentemente con uno dei due tasti.

Compare una finestra in cui si può scegliere Trasparency. Ciò permette di muovere il cursore di Global trasparency che è impostato a None (totale opacità: è il motivo per cui i Layer sottostanti non si vedono).
Inoltre, si tenga presente che vi sono dei Layer senza questa proprietà; per esempio Google Satellite. Tutto quello che si può fare è spostarlo verso il basso, e poi lavorare sulla trasparenza degli altri, o spegnerlo del tutto quando non serve. In alcuni Layer, per gestire la trasparenza bisogna seguire il percorso Properties -> Style -> Trasparency

Provare a spostare il cursore su qualche valore intermedio fra None e Full, poi cliccare su Apply e OK.

Il Layer superiore dovrebbe essere diventato parzialmente trasparente e permettere di vedere quello sottostante. E' utile impratichirsi a usare le giuste trasparenze e i giusti "impilamenti" di Layer per ottenere le evidenze desiderate.

ESERCIZIO 5.3.3 - Misure di distanza, area e azimut

Si suggerisce di installare, come mostrato più sopra, il Plugin Azimuth Measurement. Compare in riga comandi con icona che, purtroppo, dipende dal tipo di misura scelta; comunque compare o un righello o un compasso stilizzato. Quando lo attiva, il puntatore diventa una croce; col tasto sinistro si inizia la misura, col destro la si termina. Il resto è abbastanza intuitivo. Se ne esce cliccando sulla solita manina bianca. La determinazione dell'Azimut è utile in Archeoastronomia (vedere anche: Bussola).

5.4 La Cartografia di base in QGIS: i servizi WMS (Web Map Service)

Questi servizi forniscono una grande quantità di dati, anche molto specializzati, ma purtroppo non sono uniformemente disponibili sul territorio italiano. Questo è un elenco parziale delle fonti migliori, verosimilmente soggetto a variazioni nel prossimo futuro; si tenga presente che i tecnici informatici amano tantissimo modificare le URL dei servizi, per vedere quanto ci mettiamo a ritrovarle (fra parentesi alcuni esempi di risorse potenzialmente interessanti per un uso archeologico):

Geoportale Nazionale (Carta geolitologica d'Italia, Carta geologica d'Italia, Cartografia di base - IGM 25.000, varie Ortofoto)

Punti fiduciali (vedi Esercizio 5.4.1)

Regione Basilicata

Regione Campania

Regione Emilia-Romagna

Regione Liguria (ricca documentazione geologica sotto "carte tematiche" -> "informazioni geoscientifiche")

Regione Lombardia (Immagine aerea da Volo GAI 1954, Mappe catastali [visibili solo alle scale 25000 e 50000])

Regione Molise

Regione Piemonte

Regione Puglia

Regione Sardegna

Regione Sicilia

Regione Toscana

Regione Veneto

Regione Umbria

Per accedere a uno di essi, si opera in questo modo:

- Aprire in QGIS il Progetto su cui si intende lavorare cliccando sulla linguella in alto a sinistra Project e poi Open, se è già stato salvato, o New.

- Consultando l'elenco qui sopra, o una propria fonte, copiare con attenzione la URL della risorsa WMS (a volte è mostrata chiaramente, a volte bisogna cercarla)

- Cliccare sulla linguella Layer in alto a sinistra e scegliere Add Layer nel menù a tendina

- Cliccare su Add WMS/WMTS Layer nel successivo menù a tendina

- Compare una finestrella Pop-up; cliccare su New

- Compare un'altra finestrella Pop-up; inserire la URL copiata nel campo URL; inserire un nome nel campo Name; si consiglia vivamente di inserire un nome il più possibile simile a quello originale, eventualmente aggiungendo ulteriori specifiche: se il nome originale fosse "Ortofoto 2004" sarebbe meglio scrivere "Ortofoto 2004 - Lombardia"; si tenga presente che questo inserimento di Layer sarà facilmente richiamabile per nome da tutti i Progetti, senza dover ripetere questa procedura

- Cliccare su Close

- Ricompare la prima finestrella Pop-up, mostrando il nome appena inserito; cliccare su Connect

- Compare una lista di risorse; in genere si sceglie la prima, talvolta bisogna sceglierne più d'una

- Cliccare su Add e poi Close

- A questo punto, sul Layers Panel dovrebbe comparire il nuovo Layer; anche l'immagine principale a destra dovrebbe cambiare; se non succede, bisogna controllare: a) la posizione del nuovo Layer nell'elenco; affinché sia visibile, il nuovo Layer deve essere sopra e non sotto la lista dei Layer opachi attivi; se non è così, bisogna spostarlo in cima per esaminarlo (cfr. ESERCIZIO 5.3.1; b) alcuni Layer WMS si attivano solo a certe scale e non altre; nella banda inferiore della schermata, al centro, dovrebbe essere visibile Scale; provare a cambiare, anche notevolmente, la scala.

- Ricordarsi di salvare il Progetto: Project - Save.

ESERCIZIO 5.4.1 - Punti fiduciali

Si applichino le istruzioni appena viste alla risorsa WMS "Punti fiduciali", arrivando fino alla lista di risorse che compare dopo Connect.
Si scelga quella con nome "Punti fiduciali" e poi si clicchi su Add e poi Close come sopra.
Il Layer dovrebbe mostrare dei punti con delle sigle, se posto in alto sul Layers Panel, e coprire tutto il resto.
Può essere utile, a questo punto, modificare la Trasparenza come mostrato nell'Esercizio 5.3.2.
Come tutti i Layer, può essere deselezionato per evitare confusione quando non serve.
Ricordarsi di salvare il Progetto: Project - Save (Repetita iuvant).

5.5 La Cartografia di base in QGIS: La Carta Tecnica Regionale della Lombardia in versione scaricabile

Finora è stata mostrata la Cartografia di base da Web e da WMS; entrambe queste risorse hanno il limite di richiedere una connessione Internet (e abbastanza buona) per essere disponibili. Senza collegamento con la Rete, sono inutilizzabili.

Ma nel Capitolo 4 è stato spiegato come scaricare delle porzioni raster georeferenziate della Carta Tecnica Regionale della Lombardia. Si tratta di ripetere la stessa procedura scaricando in una cartella tutte le sezioni che interessano: rimarranno disponibili anche se si è disconnessi dalla Rete.

Per esempio, se si è interessati alla Carta Tecnica di Milano, si può creare una cartella chiamandola "Milano" (o come si preferisce) e scaricare in essa le sezioni relative. Per comodità, questo è l'elenco per l'area centrale: B6A1, B6A2, B6A3, B6B1, B6B2, B6B3. Le sezioni si presentano come file zippati; bisogna aprirli e mettere nella cartella TUTTI i file, perché dovranno esserci tanto le immagini raster (estensione .tif) quanto i file di georeferenziazione delle immagini (estensione .tfw).

Per aprire le sezione della CTR si procede così:

- Aprire in QGIS il Progetto su cui si intende lavorare cliccando sulla linguella in alto a sinistra Project e poi Open, se è già stato salvato, o New.

- Cliccare sulla linguella Layer in alto a sinistra e scegliere Add Layer nel menù a tendina

- Cliccare su Add Raster Layer nel successivo menù a tendina

- Compare una finestrella Pop-up che permette di navigare fra le cartelle del proprio PC fino a quella in cui sono stati scaricati i file usciti dalle sezioni zippate.

- Scegliere come file la prima immagine raster (estensione .tif); QGIS si occuperà di agganciare gli altri file ad essa relativi

- Ogni sezione crea un Layer diverso; può sembrare strano, ma poi si rivela molto comodo per varie ragioni: attivando solo i Layer delle sezioni su cui si sta lavorando, si migliorano le prestazioni del PC; inoltre, in questo modo è possibile "trattare" ogni Layer in modo differente: trasparenza, impilamento nel Layers Panel e così via. Le scale migliori per esaminare le sezioni sono quelle fra 1:10000 e 1:1000.

- Poiché ogni immagine raster di sezione viene inserita come Layer, bisogna ripetere le operazioni precedenti per quante sezioni si vogliono inserire in QGIS.

- Ricordarsi di salvare il Progetto: Project - Save.

Naturalmente è possibile trovare in Rete altre risorse di immagini raster georeferenziate, non solo la CTR Lombardia; è stato scelto questo esempio perché è il più familiare a chi scrive.

5.5 La Cartografia di base in QGIS: Google Earth in QGIS

Si ottiene facilmente installando il Plugin GErth View.
Compare in riga comandi un'icona con il ben noto simbolo di Google Earth.
Cliccandovi sopra e con un po' di pazienza, Google Earth diventa lo sfondo del lavoro in corso. L'uso è intuitivo, ma purtroppo Google Earth non diventa mai un Layer vero e proprio; rimane una specie di corpo estraneo (questo problema è affrontato nelle considerazioni operative di cui al punto 6.8.




6. Lavorare in QGIS

6.1 Inserire punti

Ora non si tratta più di guardare aree geografiche tramite il QGIS, ma di costruire qualcosa di nostro.

E' bene partire lavorando sull'oggetto più semplice: il Punto. E' un elemento vettoriale, che richiede, per essere definito, tre dati essenziali: un identificativo, che in QGIS si chiama id ed è obbligatoriamente numerico, e due coordinate: Lat e Long. Vedremo che si potranno aggiungere molti altri dati di nostro interesse.

Come sempre, dobbiamo riaprire un Progetto creato come spiegato nell'ESERCIZIO 5.2.1 o crearne uno nuovo allo stesso modo.
Per essere sicuri di dove inseriamo il Punto, e a che scala, è necessario aver creato almeno un Layer Web tipo Google Satellite o Open Street Map come spiegato nell'ESERCIZIO 5.3.1 e/o ricorrendo ai servizi WMS (Web Map Service) come spiegato nel Capitolo 5.4.

Ora dovrebbe essere comparsa la riga della scala. Con una scala elevata (tipo 1:500,000) ci si può posizionare su di un luogo conosciuto (per esempio, Piazza Duomo a Milano, o qualsiasi altro), e poi si può scendere di scala fino a 1:1,000. Notare come cambiano le coordinate in basso nella schermata al muovere del cursore.

A questo punto inseriamo qualcosa di nostro. Ciò significa creare un Layer che conterrà uno o più elementi di nostra costruzione (all'inizio, punti; ma poi anche Layer di linee e Layer di poligoni). Ogni Layer dovrà essere salvato come file di tipo Shapefile e rimarrà presente anche se lo spegniamo o addirittura lo rimuoviamo dal Progetto. L'unico modo per eliminarlo è andare nella cartella in cui l'abbiamo salvato e cancellarlo. Ogni Shapefile che abbiamo creato (e non cancellato, ovviamente) potrà essere richiamato in altri progetti. La cosa essenziale da tenere presente è questa: a ogni Layer che compare nella lista nel Layers Panel corrisponde in una cartella del PC uno e un solo Shapefile con lo stesso nome.

Sulla riga dei comandi in alto: Layer -> Create Layer -> New Shapefile Layer. Si apre una schermata con la scelta Point già impostata. Limitiamoci per il momento a scegliere OK. QGIS ci chiederà di salvare lo Shapefile dandogli un nome (è bene decidere fin dall'inizio in quale cartella salvare gli Shapefile); lo stesso nome comparirà nella lista dei Layer sul pannello di sinistra; per esempio Prova punti. Sarà possibile cambiargli nome in qualsiasi momento.
Con questo abbiamo creato un Layer vettoriale vuoto, che può contenere punti (e solo punti, ma quanti ne vogliamo). Ora si tratta di inserire un punto.

Selezionare il Layer Prova punti col cursore e cliccare con tasto destro. La striscia di Prova punti dovrebbe cambiare colore. A questo punto, cliccare sulla matita gialla inclinata in alto a sinistra. Si dovrebbe notare dei colori leggermente più vividi su vari comandi. Ora clicchiamo sulla linguetta Edit in alto a sinistra. Siamo in Edit sul Layer Prova punti.

Scegliamo Add Feature (una Feature è un elemento di un Layer vettoriale. In un Layer di punti, sarà un punto, in un Layer di linee, una linea, in un Layer di poligoni, un poligono. Non so perché in italiano si considera di genere femminile, l'ho vista sempre considerata così).
Il cursore si trasforma in una sorta di centro di mira. Possiamo scegliere una posizione qualsiasi e, cliccando sul tasto sinistro, creare un punto. E' obbligatorio assegnargli un id (identificativo) NUMERICO.

Abbiamo quindi già uno strumento per segnare punti di interesse; ma questa rappresentazione è ancora molto povera. Si può arricchirla cambiando l'aspetto del punto, o anche aggiungendo campi, come vedremo in seguito. Queste possibilità, però devono essere accompagnate da chiare scelte sul significato delle Feature che vogliamo inserire. Per esempio, se vogliamo segnalare in un'area ricognita dove abbiamo trovato reperti preistorici, etruschi, celtici, romani o medievali dobbiamo riflettere se inserirli tutti in uno stesso Layer di punti o in cinque Layer di punti differenti. Non c'è una risposta univoca, dipende per esempio se pensiamo di creare gli stessi campi per documentarli o no (come vedremo fra poco), in che modo pensiamo di condividere gli Shapefile con altri progetti, e così via.

ASPETTO DEL PUNTO: selezionare sul Layers Panel sulla sinistra, e cliccare con il tasto destro del mouse. Anche senza entrare in Edit sul Layer, è possibile scegliere in Properties -> Style: dimensioni (Size), colore, icona (Marker), trasparenza e altri moltre altre caratteristiche da provare in momenti successivi.

6.2 Inserire linee

Ci si comporta esattamente come per inserire Punti, con l'unica differenza che quando si opererà per creare il Layer andando sulla riga dei comandi in alto: Layer -> Create Layer -> New Shapefile Layer, bisognerà modificare la scelta Point già impostata con Line.
I Punti si creano allo stesso modo, solo che ora sono uniti da una linea, come ci si aspetta: in questo Layer, la Feature è la linea, non il punto.

Tanto le Linee quanto i Poligoni si usano per scontornare delle aree che vediamo sui Layer raster o di Cartografia di base non scaricabili direttamente. Si tenga presente che i Layer Linea possono essere esportati come file GPX e poi letti (ed eventualmente aggiornati) da un navigatore, MENTRE I LAYER POLIGONO NON POSSONO ESSERE ESPORTATI COME FILE GPX. Nulla vieta di tracciare una linea spezzata in cui il primo e l'ultimo punto coincidano; però, anche se all'occhio essa appare come un poligono, per il sistema è stata creata in un Layer Linea e linea rimarrà sempre: per esempio, il sistema non calcolerà l'area inclusa e non ne evidenzierà la superficie con un colore, a differenza di quanto il sistema fa per le Feature di un Layer Poligoni.

Creare e modificare linee richiede un minimo di pratica, ed è consigliabile esplorare i vari strumenti a disposizione. Uno dei più utili è il Node Tool (iconcina con un angolo e un martello e forse un cacciavite), che permette di selezionare i vertici (Node), cancellarli (col tasti Canc), spostarli (tenendo premuto il tasto sinistro). Selezionando un segmento, si può aggiungere un nuovo vertice cliccando due volte col tasto sinistro. Dopo un po' di pratica, tutto diventa abbastanza intuitivo. Il Node Tool permette anche di aggiornare manualmente le coordinate, ma solo relative al sistema WGS 84. Per aggiornare manualmente le coordinate nel sistema del Progetto, bisogna installare e utilizzare il Plugin Numerical Vertex Edit.

6.3 Inserire poligoni

Anche qui, ci si comporta esattamente come per inserire Punti, con l'unica differenza che quando si opererà per creare il Layer andando sulla riga dei comandi in alto: Layer -> Create Layer -> New Shapefile Layer, bisognerà modificare la scelta Point già impostata con Polygon.
I Punti si creano allo stesso modo, solo che ora sono uniti da segmenti che rappresentano i lati del poligono, e viene evidenziata l'area inclusa: in questo Layer, la Feature è l'area poligonale.
La manipolazione di lati e vertici è analoga a quella vista per i Layer linea.

I Poligoni si usano tipicamente per rappresentare piante di edifici, muri, strade, per evidenziare aree ricognite, e così via. E' pertanto importante anche per loro valutare se creare più Layer per oggetti diversi, e quali campi aggiungere per avere delle descrizioni più complete e ordinate. Per esempio, per caricare sul sistema Raptor usato da alcune Soprintendenze, è richiesto di creare uno Shapefile per ogni campagna di ricognizione (di durata annuale, per esempio), al fine di agevolarne l'inserimento sull'apposita scheda (come si vedrà meglio in seguito).

6.4 Selezionare una Feature

Che si stia lavorando su di un Layer Point, Line o Polygon, si ha a che fare con delle Feature. Per lavorare su di esse, ci sono alcuni comandi importanti. Il primo da imparare, è come selezionare una Feature.

Per prima cosa, bisogna selezionare il Layer a cui appartengono le Feature su cui si vuole lavorare, e permetterne l'aggiornamento cliccando sull'icona della matita gialla in alto a sinistra (Toggle Editing).

Per selezionare una Feature, si clicca sulla linguetta View (sì, è un po' illogico) e poi Feature -> Select Feature(s) (Il comando inverso è View -> Feature -> Deselect Features from All Layers).
Il cursore cambia aspetto, diventa una freccetta con un quadratino. A questo punto, si può selezionare una Feature e cancellarla. ATTENZIONE! Le Feature selezionate rimangono tali finché non le si deseleziona esplicitamente. Succede che si crede di lavorare in un'altra area, ma poi ci si trova di fronte sempre i dati delle Feature rimaste selezionate. Suggerimento: deselezionare spesso per evitare problemi.

E' anche possibile intervenire manualmente sulle coordinate di un Punto o di un Nodo di una Linea o di un Poligono (analogamente al Node Tool). Bisogna installare il Plugin Numerical Vertex Edit.
Il Plugin è rappresentato da una V che rimane grigia finchè non si va in Edit su di un Layer.
A questo punto la V diventa verde; cliccandovi sopra, il cursore diventa un "mirino".
Scegliendo un Punto o un Nodo del Layer in Edit, compaiono le sue coordinate che possono essere modificata manualmente.

6.5 Duplicare un Layer

In certi casi, può essere utile duplicare un Layer: per esempio, se si ha sbagliato qualche impostazione, ma si vuol essere sicuri di non perdere le informazioni già inserite, può essere comodo avere davanti contemporaneamente la vecchia e la nuova versione.

Cliccando col tasto destro su di un Layer, compare il comando Duplicate.
Compare un nuovo Layer. ATTENZIONE! Questo non è ancora la duplicazione del Layer di partenza, è solo una nuova entrata che punta agli stessi file del Layer di partenza.
PER DUPLICARLO EFFETTIVAMENTE bisogna selezionare la nuova entrata e cliccare col tasto destro.
Scegliere Save as...
Compare il box Save vector layer as...
Nel primo campo Format bisogna scegliere ESRI Shapefile
Nel campo Filename bisogna scegliere con cura il nome dello Shapefile (possibilmente uguale a quello che si intende dare al nuovo Layer, per evitare confusioni)
In Browse, al solito, bisogna navigare fra le cartelle per scegliere quella più ragionevole per ospitare il nuovo Shapefile (e ritrovarlo più facilmente un domani, magari per caricarlo in un altro Progetto).
Solo dopo aver dato OK il nuovo Layer esiste davvero, indipendentemente dal primo.

C'è anche la possibilità di duplicare un Layer procedendo manualmente.
Si è detto che un Layer si salva come file di tipo Shapefile. In realtà, un Layer è rappresentato in cartella da un quintetto di file con estensioni .dbf .prj .qpj .shp .shx, tutti con lo stesso filename associato al Layer (qualche volta, ce n'è un sesto, .cpg; non è detto che, modificando il Layer e salvando, si aggiornino sempre tutti e cinque o sei, e quindi mostrino in cartella la stessa data).
E' necessario selezionare tutti i file e copiarli; se i file originali si chiamano per esempio pippo.dbf, pippo.prj ecc., e se si copiano nella stessa cartella, compariranno dei nuovi file pippo - Copy.dbf, pippo - Copy.prj ecc. .
Ovviamente varrà la pena di cambiare i nomi dei file: tutti i file pippo - Copy.dbf, pippo - Copy.prj ecc. diventeranno pluto.dbf, pluto.prj ecc. che verranno augurabilmente spostati in una nuova cartella "pluto".
Il nuovo Layer pluto potrà essere caricato nel Progetto con i comandi mostrati più sopra.

Si noterà però che l'aspetto estetico differisce significativamente dal primo (colori, evidenza dei nomi ecc.); questo perché la procedura indicata non copia lo Stile. Basta però andare sul Layer originario, cliccare con destro e selezionare Styles -> Copy Style e poi analogamente cliccare con destro sul Layer copiato e selezionare Styles -> Paste Style e salvare il Progetto.
Si può anche salvare lo stile in un qualsiasi file di testo (usando Notepad o Notepad++) e dando poi al file estensione .qml (come sempre, bisogna decidere una struttura logica per le cartelle, e non salvarlo dove capita).
Lo Stile si ricarica selezionando il Layer e NON andando in Styles (come ci si aspetterebbe) ma in Properties -> Style; il fondo al box, verso sinistra, c'è anonimo pulsante Style che permette di caricare uno Stile salvato in un file, per esempio, pippo.qml .

Anche se non è tecnicamente richiesto, si suggerisce di tenere ogni quintetto di file in una specifica cartella con lo stesso nome dello Shapefile (che quasi sempre lo definiremo uguale a quello del Layer relativo). Ciò rende tutto più ordinato, permette di spostare più facilmente i Layer da un sistema all'altro, ed permette di inserire eventualmente nella stessa cartella un file di appunti che ricorda la ragion d'essere del Layer e altri dettagli, senza poi perderlo per strada; si può anche salvare lo Stile associato.

QGIS permette un'ampia scelta di colori presentando varie tavolozze. Rimane però il problema di identificare e magari copiare da un elemento all'altro esattamente lo stesso colore. Per far ciò, bisogna arrivare a una sottoscelta di Colore che si chiama Choose color o Change color. Nel box compare HTML notation e un codice esadecimale tipo "#000000" (il codice è composto dal simbolo "#" seguito da esattamente 6 cifre esadecimali, cioè cifre che vanno da 0 a f (che rappresenta il 15): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f) che codificano i colori base RGB (Red Green Blue). Le prime due cifre codificano la presenza del Rosso, da nulla (00) a massima (ff), e così via per Verde e Blu. #000000 rappresenta il Nero, #ffffff il Bianco, per un totale di 15 x 15 x 15 x 15 x 15 x 15 = 225 x 255 x 255 combinazioni di colori.
Copiando la stringa dei 7 caratteri della HTML notation si può replicare esattamente il colore dove si vuole (anche in una pagina codificata in HTML, dove questo è il sistema standard per rappresentare i colori). In genere il codice RGB non è sensibile al maiuscolo o minuscolo delle lettere.
Ci sono tabelle di conversione con altre convenzioni storiche, come Pantone e RAL.

6.6 Lavorare con i campi

Qui si capisce l'importanza di quanto detto all'inizio del corso a proposito delle immagini vettoriali (punti, in questo caso). Anche se sono visibili come immagini tramite strumenti come QGIS, esse dispongono di una vera e propria struttura di dati analoga alle tabelle di un foglio elettronico. E' proprio questa caratteristica che permette di mettere in relazione il mondo delle immagini geografiche con il mondo dei dati strutturati archiviati nei fogli elettronici o nei Data Base ed elaborabili con programmi e pacchetti statistici
Un Layer può essere salvato (e, in parte, caricato) da un file in formato .CSV (un formato universale per i fogli di calcolo elettronici) installando il Plugin MMQGIS.

Che si stia lavorando su di un Layer Point, Line o Polygon, si ha a che fare con delle Feature a cui possono essere associati dei campi. Anche se non è stato ancora spiegato come inserirli, è necessario sapere subito come accedervi, sia per controllare l'esito delle nostre immissioni, sia per consultare più proficuamente la cartografia di base (vettoriale).

Sulla riga comandi, in alto a sinistra: View -> Identify Feature (se ne esce semplicemente cliccando sull'icona della manina in riga comandi).
Il cursore diventa una freccetta con una i vicino.
Cliccando su di una Feature, si apre a destra una finestra che mostra tutti i campi che si riferiscono a quella Feature (cliccare sui + per aprire tutti i livelli). I campi aggiornabili compaiono sotto (Action) (ma sono effettivamente modificabili solo se il Layer è in aggiornamento). Una volta scritto il nuovo valore, si preme OK e il valore inserito apparentemente scompare; in realtà è conservato, come si può notare riaprendo la Feature.
Purtroppo, la comparsa della finestra di destra cambia la scala; solo chiudendola, si ritorna alla scala di partenza. Il cursore con la i rimane tale finché la finestra di destra è aperta.
Un aspetto interessante di questo comando è che funziona anche per molti Layer di cartografia di base vettoriale: per esempio, in una carta geologica sarà possibile avere la definizione testuale della composizione dell'area selezionata (ovviamente, in questo caso, non si potrà editare nulla).

Per inserire nuovi campi, si opera così:
Creare o riutilizzare un Layer vettoriale (Punti o Linee o Poligoni) costruito da noi e quindi editabile.
Selezionare il Layer vettoriale su cui si vuole intervenire
Cliccare sulla matita per attivare l'Edit.
Scegliere Open Attribute Table. Ciò può essere fatto indifferentemente sulla riga comandi in alto (iconcina che rappresenta una tabella con due colonne diseguali) oppure cliccando col tasto destro sul Layer. Compariranno il punto o i punti creati caratterizzati dal solo id numerico (purtroppo le coordinate non vengono mostrate)
Cliccare su di un'incomprensibile iconcina New Field (per fortuna c'è la via più spiccia di aprirla con Cntr + W).
Scegliere un nome comprensibile anche in futuro Name, il tipo di campo (Type: testo, numero intero, numero decimale ecc.) e la sua lunghezza massima (Length); Comment può essere omesso se non serve.
Ricordarsi di salvare cliccandi sulla matitina in alto a sinistra, altrimenti si perde tutto.

Da questo momento, il nuovo campo può essere compilato per tutte le Feature del Layer.

Un uso particolare dei campi è differenziare il colore fra le Feature di uno stesso Layer in base ai valori contenuti nei campi:
Sul Layer selezionato: Properties -> Style.
Sul primo campo di scelta passare da Single symbol a Categorized.
Essenziale, nella scelta Column, indicare un campo compilato (o che si intende compilare) a valori discreti.
Poi si può cambiare il Symbol, ma per il momento lasciamo il valore di default (cioè il settaggio iniziale).
In Color ramp si può scegliere la tavolozza colori.
Per completare, sotto la tabella Symbol Value Legend premere il tasto Classify
In fondo, Apply -> OK; si vedranno comparire le varie Feature diversamente colorate in Layers Panel sulla sinistra.
Capita la logica, le altre possibilità sono abbastanza intuitive e possono essere esplorate all'occorrenza.

ESERCIZIO 6.6.1 - Geologia

Si crei o si riapra un Progetto di esercizio, con Layer di geografia di base già predisposti (almeno Google Satellite e OpenStreetMaps).
Ci si sposti sulla Liguria
Si aggiunga il servizio WMS Carta Geologica d'Italia come indicato più sopra.
Ci si accerti che nel Layers Panel sulla fascia di sinistra sia posizionato al di sopra degli altri; lo si selezioni sia spuntando il quadratino sia cliccandoci sopra, in modo che sia evidenziato da uno sfondo blu.
Ci si porti a una scala 1:50,000 o 1:100,000 agendo sulla finestrella in basso.
Dovrebbero essere comparse delle aree di diverso colore.
Si selezioni il cursore Identify Feature o andando in View o cliccando direttamente sull'icona con una i cerchiata in azzurro e freccetta.
Cliccando su ciascuna area colorata, compare sulla fascia di destra un box Identify Results con una struttura ad albero.
Cliccando su +, compaiono molte informazioni, tra cui la caratterizzazione geologica della singola area.
Dal cursore i si esce cliccando sulla manina bianca.

ESERCIZIO 6.6.2 - Salvare un Layer in GPX

In questo esercizio si farà un uso un po' particolare dei campi, ma piuttosto utile: si migliora il passaggio dei dati dei Punti verso il formato GPX (vedi sopra).
Infatti, non sempre un navigatore come il Garmin viene usato solo come sistema di input di punti rilevati sul terreno verso un sistema geografico come il QGIS: talvolta è utile fare l'opposto, per esempio individuando, dalla riprese satellitari o dai toponimi, alcuni luoghi che meritano una ricognizione particolarmente attenta. In questo caso chiederemo a QGIS di creare un file GPX in output con i punti che ci interessano. Questo si può fare subito.

Innanzitutto bisogna preparare un file GPX di output, o "a mano", creando un file xxx qualsiasi con Notepad, anche vuoto, che abbia come estensione .GPX, o con i comandi Layer -> Create Layer -> Create new GPX layer xxx.GPX (può essere comodo avere una cartella dedicata a contenere i file GPX in output, per ritrovarli facilmente).

Ora si seleziona il Layer di punti, si clicca col tasto destro e si sceglie Save As; esce una schermata già impostata, in cui bisogna individuare il file xxx.GPX con Browse e deselezionare Add saved file to map per evitare fastidi. Premere OK alla domanda Do you want to override the existing file?

A questo punto si può andare a vedere con Notepad il file .GPX così generato. E' abbastanza misero: a parte le informazioni tecniche di contorno, contiene solo le coordinate dei punti. Può essere sufficiente in certi casi, ma si può fare di meglio.

ESERCIZIO 6.6.3 - Campi esportabili in GPX

Infatti, è possibile aggiungere campi leggibili dallo strumento di navigazione sul campo (es. Garmin).
Selezionare il Layer punti su cui si sta lavorando.
Cliccare sulla matita per attivare l'Edit.
Scegliere Open Attribute Table. Ciò può essere fatto indifferentemente sulla riga comandi in alto (iconcina che rappresenta una tabella con due colonne diseguali) oppure cliccando col tasto destro sul Layer. Compariranno il punto o i punti creati caratterizzati dal solo id numerico (purtroppo le coordinate non vengono mostrate)
Cliccare su di un'incomprensibile iconcina New Field (per fortuna c'è la via più spiccia di aprirla con Cntr + W).

Ora bisogna prestare attenzione, perché vogliamo creare proprio i campi che il navigatore si aspetta di trovare nel file .GPX, sia come nome che come tipo (nessuno è obbligatorio, tutti possono essere omessi o lasciati vuoti).
Comunque, si possono inserire:

I campo:
Name: ele [Elevation; facoltativo, è l'altezza in metri sul livello del mare]
Comment: (blank)
Type: Decimal number (real)
Length: 4
Precision: 1

II campo:
Name: name [Name; è il campo più importante, perché permette di avere gli stessi nomi tanto in QGIS quanto sul navigatore]
Comment: (blank)
Type: Text
Length: 30

III campo:
Name: cmt [Comment; è importante, perché permette di avere lo stesso commento tanto in QGIS quanto sul navigatore]
Comment: (blank)
Type: Text
Length: 80

IV campo:
Name: src [Source; è il meno importante, perché il navigatore non lo mostra; può servire però a ricordare che il file viene dal QGIS e da quale Progetto e Layer]
Comment: (blank)
Type: Text
Length: 80

V campo:
Name: sym [Symbol; se ne parla in seguito ]
Comment: (blank)
Type: Text
Length: 30

Ricordarsi di salvare sempre il lavoro svolto, premendo l'iconcina del floppy disk.

Da questo momento, per ogni ulteriore punto che si aggiunge al Layer, il sistema chiederà di compilare i campi (l'unico obbligatorio è l'id numerico, ma è bene compilare sempre almeno il campo name; è utile utilizzare anche il campo cmt per ricordarsi come e perché quel punto è stato scelto, e qualsiasi altra informazione comunque utile.

Per quanto riguarda il campo sym, bisogna tener conto che, purtroppo, l'iconografia di QGIS e dei navigatori sono molto diverse. Si suggerisce di cercare di mantenere una "coerente analogia" fra i due sistemi. Per esempio, sul navigatore Garmin che usiamo le icone più utili in campo archeologico potrebbero essere:


Anchor
Block, Red 		[oppure Green o Blue]
Cemetery
Church
Crossing
Flag, Red		[oppure Green o Blue] 
Lodge			[casetta]
Mine
Museum
NavaAid, Red		[oppure Amber, Black, Orange, Red, Violet, White, Blue, Green]
Navaid, Red/White
Park
Pin, Red		[oppure Green o Blue] 
Scenic Area		[macchina fotografica]
Skull and Crossbones
Summit			[vetta di montagna]
Tall Tower
Tunnel
Water Source

Fra questi, i simboli più "generici" sono Block (ha l'aspetto di un cubetto), Flag (bandierina), NavAid (tondeggiante, tipo boa), Pin (puntina).

Per completare l'esercizio, bisogna fra comparire il contenuto di Name al posto di id (che in generale non è parlante) accanto ai punti in mappa.
Selezionare Layer e tasto destro: Properties -> Labels
Nel primo campo scegliere Show labels for this layer
e poi nel campo successivo Label with "abc name" (abc serve a ricordare che è un campo testo); poi, nei campi successivi, ci sono moltissime opzioni per modificare le scritte, con cui prendere confidenza successivamente (potrebbe essere utile, a un certo punto, usare provvisoriamente come Label il campo sym, per aiutare a scegliere l'icona più simile in QGIS, come mostrato più sopra).

ESERCIZIO 6.6.4 - Bussola

Lavorare con la bussola: la declinazione magnetica. Com'è noto, l'ago della bussola, anche nelle migliori condizioni, non indica il Nord geografico ma il Nord magnetico. Quest'ultimo, non solo non coincide esattamente con quello geografico, ma pure si sposta lentamente nel tempo, probabilmente in funzione dei movimenti delle masse metalliche nelle profondità del nostro pianeta. La declinazione magnetica, cioè la differenza angolare fra la direzione del Nord magnetico e quello geografico, e la sua variazione nel tempo, sono note, ed erano già riportate sulle migliori mappe cartacee di decenni fa (per esempio, quelle dell'Istituto Geografico Militare Italiano).

In QGIS è possibile conoscere la declinazione magnetica in ogni punto della superficie terrestre. Per far ciò, è però necessario installare preliminarmente, come mostrato più sopra, il Plugin Magnetic Declination avente come icona una stella a cinque punte verde con contorno giallo. Una volta installato, la stella comparirà su di una riga comandi in alto (a me compare sulle terza riga in alto a sinistra).

Per attivarlo, si clicca col tasto sinistro sulla stella verde. Compare un box grigio (ogni tanto con la richiesta di un po' di gratificazione per l'autore); cliccare sul tasto sulla destra del box LON/LAT from map.
Cliccare con il tasto sinistro posizionando la croce del cursore sul punto della mappa di cui si vuole mostrare la declinazione magnetica.
Cliccare in basso a destra del box su Calculate: a sinistra comparirà il valore numerico della declinazione magnetica.
Cliccare su Draw Compass Rose: compare un crocione che serve solo a scegliere la dimensione del cerchio graduato che comparirà (è bene, le prime volte, non sceglierlo troppo piccolo per poter leggere bene le informazioni contenute).
Cliccare col tasto destro per far sparire il crocione e chiudere il box. Comparirà il cerchio graduato con l'indicazione della declinazione magnetica e la sua variazione annuale per il punto scelto. Esso comparirà come un nuovo Layer che potrà essere gestito come tutti gli altri, con le sue Properties.

Si tenga presente che, per ben usare la bussola sul campo, bisogna eliminare ogni causa di perturbazione locale: le auto devono essere parcheggiate ad almeno un centinaio di metri di distanza, e nessuno che operi dalle parti della bussola deve avere addosso cellulari, macchine fotografiche, mazzi di chiavi, collane e braccialetti metallici, portamonete, trowel. Attenzione a paline di ferro, carriole, pali, ringhiere, saracinesche, recinzioni metalliche, tubi, cavi elettrici, rottami e, in generale, a tutti gli oggetti metallici che diamo talmente per scontati da non renderci più conto della loro presenza. Un primo controllo empirico può essere compiuto muovendo di qualche metro la bussola: se l'ago mostra forti oscillazioni, ciò significa che ci sono intorno masse metalliche perturbanti (magari sepolte nel terreno), e le misure non saranno attendibili (vedere anche: Azimut).

ESERCIZIO 6.6.5 - Catasto della Lombardia

Si procede in modo del tutto analogo all' ESERCIZIO 6.6.1 - Geologia. Si crei o si riapra un Progetto di esercizio, con Layer di geografia di base già predisposti (almeno Google Satellite e OpenStreetMaps).
Ci si sposti sulla Lombardia
Si aggiunga il servizio WMS Mappe Catastali come indicato più sopra.
Ci si accerti che nel Layers Panel sulla fascia di sinistra sia posizionato al di sopra degli altri; lo si selezioni sia spuntando il quadratino sia cliccandoci sopra, in modo che sia evidenziato da uno sfondo blu.
Ci si porti a una scala 1:25,000 o 1:10,000 agendo sulla finestrella in basso.
Dovrebbero essere comparse delle aree di diverso colore. Si selezioni il cursore Identify Feature o andando in View o cliccando direttamente sull'icona con una i cerchiata in azzurro e freccetta.
Cliccando su ciascuna area colorata, compare sulla fascia di destra un box Identify Results con una struttura ad albero.
Cliccando su +, compaiono molte informazioni, tra cui i dati catastali Foglio e Particella della singola area.
Dal cursore i si esce cliccando sulla manina bianca.

ESERCIZIO 6.6.6 - Punti fiduciali II

Si ripercorrano gli stessi passi dell' ESERCIZIO 6.6.1 - Geologia ma per il Layer Punti fiduciali.
Invece delle aree, si clicchi sui Punti.
Sarà possibile leggerne le caratteristiche.

6.7 Punti, Linee e Poligoni

Per ragioni didattiche, si è molto insistito sulle differenze fra Layer vettoriali di tipo Punti, Linee e Poligoni.
In realtà, ci sono comandi che permettono di passare da un tipo all'altro; da riga comandi in alto: Vector -> Geometry Tools.
Per esempio, Polygons to lines: può essere utile per generare una Traccia GPX da un Poligono (cosa che non si può fare direttamente).

6.8 Considerazioni operative su GPX, griglie e Google Earth dal punto di vista archeologico

Apparentemente, siamo ora in possesso di vari strumenti utili per la ricognizione archeologica a distanza basata sulle foto satellitari. In realtà, la situazione non è così rosea. Infatti:

- Con la funzione Griglia (Grid) non si può né cambiare il colore né segnare i riquadri ricogniti e neppure cambiare l'inclinazione (come sarebbe utile per studiare la centuriazione o per indagini archeoastronomiche).

- L'immagine di Google Satellite NON ha la funzione di Historical Imagery presente invece come opzione nella View di Google Earth; funzione molto utile per confrontare riprese in periodi e stagioni diverse.

- Se, per ovviare a questo inconveniente, si accede via QGIS a Google Earth ci si rende conto che si può fare ben poco altro oltre che a prelevare manualmente dei dati, perché Google Earth non si comporta come un Layer di cartografia di base.

Per risolvere il problema, suggerisco di usare un file .GPX; non tanto per caricarlo in un navigatore quanto per gestire le stesse geometrie sia in QGIS sia in Google Earth. Fare ciò non è difficile, ma bisogna prendere qualche precauzione, ricorrendo alle conoscenze acquisite in precedenza.
L'idea base è quella di sfruttare le geometrie disponibili in GPX; rappresentano entrambe delle Polyline, cioè delle "Spezzate", una come Track, l'altra come Route. Questi è un esempio di sintassi per una Rotta che rappresenta approssimativamente un quadrato di un chilometro di lato a una latitudine della Valle Padana:

<gpx> <rte><name>Quadrato (rotta)</name><number> 0 </number> <rtept lat="45.420" lon="9.760"></rtept> <rtept lat="45.420" lon="9.773"></rtept> <rtept lat="45.429" lon="9.773"></rtept> <rtept lat="45.429" lon="9.760"></rtept> <rtept lat="45.420" lon="9.760"></rtept> </rte></gpx>

La rappresentazione della Traccia è molto simile ed è quasi indifferente usare l'una o l'altra. Ho deciso di usare la Rotta, perché tipicamente la Rotta è un "input" per il navigatore, mentre la Traccia è un "output". Da essa ho tolto tutti i campi che non "soppravvivono" dal passaggio da QGIS a GPX a ritorno. Ho scoperto che il campo number si conserva nei passaggi: questo può essere molto utile per differenziare i quadrati (per esempio, quelli ricogniti per via satellitare da quelli no), come vedremo in seguito.

Ora, in base a quanto sappiamo, proviamo a impostare una procedura di lavoro per organizzare una ricognizione da immagini satellitari o aeree.

Per prima cosa, bisogna scegliere il punto base da cui pianificare la ricognizione: nel metodo che propongo, è il vertice in basso a sinistra del primo rettangolo; le coordinate devono essere prese da QGIS controllando che la CRS sia impostata a WGS84 - EPSG 4326 (OTF) e prestando attenzione che la finistrella in basso segue la convenzione X,Y per cui fornisce prima la Longitudine e poi la Latitudine.

Per sveltire la "produzione" di rettangoli, ho preparato il foglio elettronico fe_wgs84_gpx.xls (zippato).

Sulla pagina Impostazioni bisogna inserire la Longitudine e la Latitudine in gradi decimali del vertice in basso a sinistra del primo rettangolo, e le misure in gradi decimali di ogni rettangolo che verrà generato. Poichè la Terra è una sfera, la relazione fra misure piane e gradi decimali non è linare; però in questo caso si sta semplicemente ripartendo un'area in sezioni più piccole all'incirca uguali per favorire la ricognizione su immagini aeree e satellitari: è solo di utilità per non riesaminare per sbaglio sezioni già viste, e per non trascurare nessuna parte. Una grande precisione geometrica nel definire la singola sezione non è necessaria. Le larghezze in longitudine e latitudine in gradi decimali corrispondono approssimativamente a un chilometro in misura piana alla latitudine indicata: le sezioni sono quasi quadrate.

Modificando questi valori in modo proporzionale (per esempio, cambiando l'1 in 2 o in 0.5) si possono ottenere rettangoli più grandi o più piccoli (l'effetto "rettangolo" è accentuato dalla proiezione della superficie sferica della Terra sulla superficie piana dello schermo, che oltretutto può non rispettare le relazioni fra dimensioni orizzontali e verticali, come si può verificare facilmente utilizzando il misuratore del QGIS rappresentato dall'iconcina del righello: si può controllare se un chilometro misurato verticalmente abbia la stessa lunghezza visiva di un chilometro misurato orizzontalmente).

Sulla pagina Rettangoli si generano i rettangoli desiderati copiando il pacchetto di righe 2 - 9 nelle righe libere in basso, e poi posizionando il nuovo rettangolo rispetto a quello base inserendo dei valori interi nei campi in rosa.

Bisogna poi prelevare il blocchetto di campi in verde e inserirlo in un file con estensione .gpx.

Si carica il file in QGIS con Vector -> GPS -> GPS Tools -> Load GPX file.

Lo stesso file .gpx potrà essere caricato in Google Earth come già visto, e la sezione rettangolare potrà essere ricognita utilizzando la funzione di Historical Imagery (in View di Google Earth).

Si tenga presente che, partendo da file .gpx, non è possibile creare più di un rettangolo per volta. Però, una volta caricati in QGIS, i vari rettangoli (per esempio, dopo essere stati analizzati) possono essere copiati in un unico Layer GPX (routes), che conterrà l'archivio di tutte le sezioni ricognite. Utilizzando il parametro number, come già visto, si potrà per esempio evidenziare le sezioni già studiate, quelle che sono da riesaminare, quelle che sono da far vedere a un collega, ecc. .

Avendo a disposizione uno Smartphone dotato di GPS (come ormai praticamente tutti), è possibile caricare in esso i file .gpx, purché l'App accetti la codifica di Waypoint e Route. La maggioranza delle App gestisce solo le Trace (e spesso con molte limitazioni).
Per il mio Smartphone (sistema operativo Android), ne ho trovate due che vanno bene: AGPS Tracker e GPS Viewer.
Dopo averle scaricate (gratuitamente) da Play Store, è stato sufficiente creare una dir dedicata ai file .gpx sulla memoria interna (purtroppo queste App non gestiscono la memoria esterna su scheda SD; c'è da dire che in genere i file .gpx sono 100 volte più piccoli delle immagini fotografiche), e poi caricare il file .gpx prescelto nella App.
Parlando di GPS, si tenga presente che, se attiviamo la funzione per tracciare il percorso che stiamo compiendo, la carica della batteria scenderà piuttosto rapidamente.




Note e approfondimenti

QGIS può avvalersi di un pacchetto specifico chiamato GRASS. Questo però è già un uso professionalmente molto avanzato dello strumento, così come il ricorso alla programmazione Python; non si suggerisce di ricorrere a questi strumenti quando si è agli inizi, si citano solo per ricordare che QGIS non è un sistema chiuso, ma che si può considerare come un nodo di una rete di applicazioni, linguaggi e prodotti informatici che si interfacciano l'un l'altro.