Insegnamenti comuni

L’insegnamento intende proporre un percorso di avvicinamento ai fondamenti della geografia della complessità basata sulla trasformazione dello spazio attraverso progetti di territorio transcalari, inclusivi, sostenibili. Oggetti dello studio saranno le relazioni tra spazi territorializzati, i luoghi e i paesaggi intesi come esiti di rappresentazioni sempre parziali, intenzionali, per questo non oggettive, che caratterizzano in ottica evolutiva le trasformazioni dei rapporti tra uomo ed ambiente. Attraverso gli strumenti interpretativi propri delle scienze geografiche: spazio, territorio, luogo, paesaggio ed ambiente si andrà ad indagare i rapporti tra attori e territorio, territorialità e sostenibilità, territorio e paesaggio attraverso l’analisi ed interpretazione di alcuni casi di studio. Obiettivo del corso sarà dunque l’acquisizione di conoscenze e competenze teoriche ed analitico-interpretative relative ai quadri concettuali e agli oggetti specifici della geografia funzionali alla gestione di problematiche territoriali complesse e ad un uso sempre più adeguato e sostenibile della geo-informazione e dei Sistemi Informativi Geografici. Metodi didattici: lezioni frontali attive e di consolidamento e messa a punto del lavoro di gruppo; attività di gruppo; seminari con studiosi e studiose della materia.

Lettura ed interpretazione della cartografia ufficiale IGM, in particolare delle tavolette in scala 1:25.000, con esempi in scala 1:50.000 e 1:5.000/10.000 (Carte Tecniche Regionali). Descrizione della legenda, modalità di rappresentazione, cenni di cartografia, sistemi di coordinate cartografiche, orientamento, concetto di scala, declinazione magnetica. Saranno affrontati vari ambienti morfologici della penisola italiana, dai rilievi alpini alle fasce costiere, esaminando le diverse modalità di rappresentazione cartografica. Saranno descritti in particolare:

1. Ambienti di alta quota, ghiacciai, circhi e truogoli glaciali, valli sospese;
2. Paesaggi intravallivi e di versante, conoidi, frane e paleofrane;
3. Ambienti carsici con paesaggi a doline, valli secche, canyon e piani carsici;
4. Ambienti alpini e prealpini con rilievi strutturali e morenici;
5. Ambienti di alta e media pianura, anfiteatri morenici, coni pedemontani, terrazzi fluviali e fascia delle risorgive;
6. Ambienti fluviali con varie tipologie d’alveo: forre, meandri incastrati, alvei a canali intrecciati, a meandri e wandering;
7. Ambienti di bassa pianura, paesaggio della bonifica, reticolo idrografico di risorgiva, paleolvei;
8. Ambienti di costa bassa, lagune, estuari, delta, lidi e tomboli;
9. Ambienti di costa alta, falesie, baie, promontori, terrazzi sospesi, isole;
10. Paesaggi antropici, reticolato romano, aggregati urbani, industriali, centri storici e altre forme insediative.

1. Introduzione al rilevamento:
   • il rilievo planimetrico ed altimetrico,
   • il rilievo 3-D;
   • le superfici di riferimento in geodesia;
   • geoide ed ellissoide.
2. La strumentazione per il rilevamento classico (stazioni integrate e livelli) e quella per il rilevamento tridimensionale.
3. Introduzione ai sistemi cartografici:
   • proiezioni nazionali ed internazionali;
   • sistemi di riferimento in cartografia.
4. Sistemi di posizionamento 3-D globali: il GNSS (Global Navigation Satellite Systems).
5. Il sistema di posizionamento GPS (Global Positioning System); il segmento spaziale, il segmento di controllo, il segmento utente; equazione della pseudo-distanza GPS; equazione dell’osservabile fase GPS; influenza dei principali tipi di errore sulla precisione finale; posizionamento GPS assoluto, differenziale e relativo; modalità di misura in situ: posizionamento statico, rapido-statico e cinematico; elaborazione dei dati.
6. Sistemi di riferimento GPS, nazionali e internazionali: WGS84 (World Geodetic System 1984), ITRF (International Terrestrial Reference Frame), ETRF (European Terrestrial Reference Frame).
7. Reti internazionali, nazionali e regionali di stazioni permanenti GPS. La rete RDN (Rete Dinamica Nazionale).
8. Equazione fondamentale della livellazione GPS.
9. Quote ortometriche ed ellissoidiche, applicazioni a casi reali.
10. Esercitazioni con strumentazione GPS geodetica.

Obiettivi dell’insegnamento sono:

1. approfondire le questioni ed i concetti chiave relativi alla partecipazione ed ai processi decisionali multi-attoriali relativi al territorio ed alle risorse naturali;
2. gestire differenti approcci teorici e metodologici nella partecipazione; esplorare e migliorare il ruolo della GIScience e delle tecnologie correlate nella decisione pubblica (Public Participation GIS, PPGIS), e nell’empowerment degli attori territoriali attraverso la facilitazione della partecipazione nelle decisioni relative al territorio ed alla risorse naturali (Participatory GIS, PGIS).

L’insegnamento affronterà le seguenti tematiche:

• approcci disciplinari e interdisciplinari alla partecipazione;
• geografie, territori, scale di partecipazione;
• cartografia partecipativa e GIScience;
• approcci estrattivi e partecipativi alle conoscenze geografiche;
• la sostenibilità e il ruolo degli attori territoriali;
• cittadinanza ambientale, principio 10 della Dichiarazione di Rio, la Convenzione di Aarhus e le politiche europee;
• la sfida della multilevel governance ambientale (inclusione, trasparenza, responsabilità);
• strumenti e tecniche di partecipazione (dai piccoli gruppi alle tecniche di interazione per grandi gruppi, MCA partecipativa);
• progettazione e realizzazione di processi partecipativi attraverso la GIScience e tecnologie correlate.

Saranno esaminati diversi casi di studio tra i quali i contratti di fiume e la Carta Europea per il Turismo Sostenibile.

L’insegnamento si propone di fornire le basi teoriche e applicative per svolgere autonomamente analisi e simulazioni spaziali in ambiente GIS desktop: dalla gestione di geo-dataset alla produzione di cartografia tematica. I partecipanti approfondiranno gli strumento-software GIS, dedicando particolare attenzione ai programmi opensource (QGIS) e alla comparazione di funzioni e operabilità con i più comuni software GIS proprietari.

Il corso ha l’obiettivo di introdurre all’analisi spaziale mediante il modello dati Raster-Grid. Verranno impiegati i software GIS più diffusi utilizzando in particolare il pacchetto ArcGIS Pro (estensioni Spatial Analyst e 3D Analyst), verificando poi come le stesse procedure possono essere portate a termine su un pacchetto Open Source (QGIS-GRASS). Programma di massima:

• il formato Raster-Grid;
• raster discreti e continui;
• cenni sul formato Mosaic Dataset in ArcGIS per la gestione efficiente dei raster;
• le estensioni Spatial Analyst e 3D Analyst in ArcGIS for Desktop;
• definizione della finestra di lavoro, definizione di maschera;
• analisi di prossimità, calcolo distanze;
• calcolo di medie pesate da valori puntuali;
• cenni sui metodi di interpolazione;
• metodi di calcolo della densità;
• creazione di istogrammi da grid;
• calcolo di statistiche su zone predefinite;
• utilizzo di Modelli Digitali del Terreno;
• metodi di calcolo della pendenza (algoritmo di Horn);
• calcolo di pendenza ed esposizione;
• calcolo dell’ombreggiatura;
• estensione 3D Analyst;
• navigazione su ricostruzioni 3D (ArcScene);
• tools 3D interattivi (interpolazione 3D di linee, linea di visibilità, percorsi di massima pendenza);
• estrazione di un profilo altimetrico;
• riclassificazione dei valori di un grid;
• Map Algebra e operatori condizionali.

Il funzionamento di GRASS mediante QGIS: impostazione di Location e Mapset, importazione ed esportazione dei dati raster, funzionamento dei tool mediante Processing Toolbox

L’insegnamento offre le conoscenze teoriche e pratiche che permettono di amministrare autonomamente la pubblicazione delle informazioni geografiche, attraverso una piattaforma di gestione dei contenuti Geospatial Content Management System (GeoCMS). Partendo da una riflessione introduttiva sul ruolo dell’informazione nella società della conoscenza e dai diversi usi che se ne posso fare (produzione di valore economico, creazione collettiva di sapere, partecipazione democratica ecc.), verrà presentata una panoramica dei diversi strumenti GeoCMS e WebGIS (open source e non) misurandone punti di forza e di debolezza. Individuati gli strumenti più idonei e funzionali al percorso formativo del Master (Geonode, QGis e Lizmap, Ushaidi), si approfondirà la loro conoscenza tecnica, ponendo particolare attenzione alle diverse tipologie di dati e formati. Il corso si caratterizzerà per un’impronta fortemente applicativa rivolta alla costruzione gestione di un webgis. Contenuti:

• evoluzione della rete, dagli esordi al web semantico;
• banche dati e sistemi di gestione dei contenuti;
• la pubblicazione delle informazioni geografiche su internet;
• direttive e convenzioni che regolano la diffusione, la gestione e la pubblicazione dei dati geografici sul Web;
• panoramica dei diversi GeoCMS e WebGIS.

Sulla base delle piattaforme individuate, per ogni strumento si prevede:

• introduzione;
• configurazione guidata;
• esercitazione di gruppo su una banca dati predefinita.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le basi teoriche e metodologiche per l’utilizzo di immagini telerilevate (foto aeree e immagini satellitari) in ambito geomorfologico e nella gestione territoriale. Il corso si struttura in una parte teorica ed in una parte pratica. Quest’ultima, svolta utilizzando programmi dedicati alla gestione ed elaborazione di dati telerilevati, rappresenta la parte principale del corso. I principali argomenti, affrontati attraverso esercitazioni specifiche, sono:

1. cartografia geomorfologica: individuazione e rappresentazione dei principali aspetti geomorfologici (forme e processi) di un determinato territorio;
2. geomorfologia fluviale: valutazione della qualità morfologica di un corso d’acqua e valutazione della pericolosità connessa alla dinamica fluviale;
3. realizzazione di carte di copertura ed uso del suolo.

Software utilizzati: ENVI e ArcGIS. Tipologia di dati utilizzati:

• foto aeree e ortofoto;
• immagini satellitari a diversa risoluzione geometrica (es. Landsat ETM e WorldView2);
• modelli digitali del terreno (DEM).

1. Componenti di un sistema a pilotaggio remoto; piattaforme terrestri, acquatiche e aeree; ambiti di applicazione e finalità del rilievo; prospettive d’impiego future.
2. Piattaforme terrestri e acquatiche:
   •  caratteristiche tecniche delle piattaforme;
   • principali sensori utilizzati;
   • applicazioni e esempi di rilievo;
3. Piattaforme aeree:
   • elementi di aeronautica;
   • tipologie di piattaforma: aereo, elicottero, multirotore, ala volante;
   • funzionamento e caratteristiche tecniche;
   • parametri di volo e rilievo tecnico;
   • differenti ambiti di utilizzo Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto (SAPR);
4. Sensori per SAPR e metodologie di rilievo:
   • principali sensori utilizzati su piattaforme aeree, camere RGB-VIS, Near Infrared, multi-spettrale, iper-spettrale, termocamere, LIDAR;
   • caratteristiche tecniche e parametri indagati;
   • principali metodologie di rilievo e  applicazioni;
   • tutela del territorio e agricoltura di precisione;
   • prospettive d’impiego di nuovi sensori;
5. Il rilievo:
   • pianificazione, realizzazione e post-processing dei dati;
   • ruolo degli operatori;
   • condizioni di sicurezza;
   • pianificazione del rilievo;
   • georeferenziazione;
   • volo con percorso pre-impostato su coordinate GPS;
   • metodologia di analisi dei dati telerilevati;
   • principali software di elaborazione;
6. Dimostrazione di volo con SAPR da parte di operatori specializzati; pianificazione di un rilievo tecnico (realizzato da operatori specializzati), elaborazione e restituzione dei dati telerilevati.

Dalla cartografia numerica ai geodatabase fino alle strutture complesse di dati geospaziali gestite tramite DBMS (database management systems) open source (OS). Questo insegnamento andrà ad introdurre i seguenti aspetti:

1. nuove tecniche e modelli di rappresentazione degli elementi presenti sul territorio, ovvero le rappresentazioni cartografiche strutturate come geodatabase;
2. esempi pratici di utilizzo di librerie e applicativi OS, come Postgresql/PostGIS, per definire una struttura di gestione di geo-dati;
3. le potenzialità di una gestione dei dati geospaziali centralizzata, tramite una spatial data infrastructure (SDI) dedicata all’integrazione di dati da fonti multiple;
4. modalità di accesso ed analisi dei dati, dalle più semplici (portale WebGIS) alle più complesse (query SQL, creazione di livelli informativi derivati etc…);
5. servizi di accesso ai dati geospaziali via rete, come definiti dal Open Geospatial Consortium (OGC) rispetto alla direttiva Europea INSPIRE;
6. le sfide:
   • “BigData”, velocità e multi-provenienze;
   • interoperabilità mediante formati OS e sfruttando Open Data (OD) esistenti;
   • la standardizzazione del dato geospaziale.