| | |  | Un modello con una griglia | |
Cartografia e dati dal satellite
Introduzione
Una mappa può fornire un quadro generale di un’area geografica estesa. In ogni caso essa fornisce solo un livello di dettaglio generale e limitato dell’area rilevata e tale livello dipende dal punto di vista del realizzatore e/o dallo scopo della mappatura.
Una mappa tematica si limita spesso a illustrare la distribuzione spaziale di un singolo elemento come la temperatura o come la densità di popolazione. Le mappe coroplete sono mappe tematiche speciali con molte analogie con le immagini digitali.
I metodi di mappatura corologica si utilizzano attualmente nell’elaborazione di immagini digitali.
Per illustrare in maniera semplice il concetto, prendiamo come esempio la mappatura di un insediamento abitativo. La densità abitativa si può mappare corologicamente stendendo una griglia su una mappa topografica. Per ogni singolo quadrato della mappa, viene contato il numero di abitazioni presente.
| | Matrice corologica | |
Matrice corologica
Il risultato del calcolo costituisce una matrice corologica che consiste in numeri posizionati in un sistema di coordinate. La distribuzione geografica dell’insediamento abitativo, in un certo senso, è stata digitalizzata, cioè è stata convertita in cifre (= numeri) in modo da utilizzare il computer per gestire i dati. Compilando statistiche della distribuzione di case si potrà ora ottenere una panoramica completa.
| | | Due esempi di classificazione basato su un istogramma |
Istogramma
L’istogramma mostra la distribuzione di dati nella matrice corologica. Sulla base dell’istogramma, i dati di un’immagine si possono dividere in diverse classi.
L’illustrazione mostra due esempi di classificazioni basate sull’istogramma mostrato: una classificazione si basa su quattro classi (agricoltura, paesi, città e altro), un’altra classificazione si basa su due classi (zone rurali e città)
Con un istogramma, si può tracciare il numero di abitazioni in ogni quadrato, per es. (0,1,2,...ecc.). Al modello della mappa è stata sovrapposta una griglia UTM, con il numero di abitazioni in ogni quadrato a costituire la base della matrice corologica. Analizzando la panoramica fornita dall’istogramma si possono definire gruppi significativi: i quadrati con 0 abitazioni potrebbero per esempio essere definiti come aree boschive o ricreative, i quadrati da 1 a 7 abitazioni come zone agricole, i quadrati da 8 a 11 abitazioni potrebbero essere definiti come paesi, mentre i quadrati con più di 11 abitazioni come città.
| | Adatto classificazione dipende dallo scopo della mappa | |
Classificazione
Spetta al cartografo decidere la classificazione appropriata, in base allo scopo che si prefigge la mappa. Le classificazioni sono sempre fonte di discussioni e la stessa matrice corologica può spesso costituire la base di varie mappe diverse. La classificazione scelta viene posta nell’istogramma e a ogni classe si assegnano tratteggi, sfumature di grigio o colori. I quadrati nella griglia vengono tratteggiati in base alla loro classificazione (numero di abitazioni) dando vita a una mappa tematica.
| | | Classificazione spesso richiede compromessi |
Le classificazioni spesso richiedono compromessi – per es. se vi sono quattro classi, un’area suburbana viene contraddistinta con le caratteristiche di paese. Il numero di classi è importante. Se il sistema di classificazione si basa su un numero elevato di classi, si otterrà un grado notevole di dettaglio, con la possibilità di distinguere differenze nette tra i quadrati, mentre se i quadrati sono raggruppati in classi poco numerose (grandi), si perderà in qualità del dettaglio.
Immagini digitali
Un’immagine digitale è una matrice corologica. Le dimensioni dei quadrati nella griglia e la risoluzione spaziale nell’immagine prodotta dal satellite dipendono dal sistema che fornisce i dati. Analogamente il numero di classi è determinato dalla capacità dell’apparecchiatura di distinguere le variazioni. Le immagini digitali spesso contengono una divisione in 256 classi (ognuna delle quali ha un valore numerico accoppiato con il numero di classe), che va esattamente di pari passo con la capacità di 1 byte nel computer.
La matrice corologica viene caricata nel computer e i singoli quadrati nella griglia vengono rappresentati da un punto sullo schermo, un pixel (= elemento dell’immagine). Il valore numerico in ogni quadrato della matrice viene trasferito al pixel corrispondente con le stesse coordinate (x,y). Ogni pixel viene ombreggiato in grigio in base al valore del pixel stesso. A questo punto la matrice verrà visualizzata sullo schermo come un’immagine o una mappa tematica.
| | Un'immagine digitale è una matrice corologica | |
Per molti anni, le mappe si sono basate sulla fotografia aerea, poiché le immagini ottenute potevano funzionare immediatamente come mappe. Attualmente però viene fatto un uso sempre maggiore di scanner a bordo di aeroplani e satelliti in grado di misurare l’entità di radiazione elettromagnetica proveniente dalla superficie di piccole unità d’area (aree di scansione).
Ad ogni area di scansione viene assegnato un numero che corrisponde alla quantità di radiazione emessa. Dato che si conoscono anche le coordinate geografiche di ogni area, si produce una matrice corologica. La matrice può essere sottoposta a calcoli (per es. elaborazione di immagini) e, analogamente, le direzioni si possono manipolare assegnando colori/ombreggiature ai valori dei pixel (la classificazione).
La mappa quindi si può manipolare all’infinito, aggiungendo altre fonti di dati/mappe, moltiplicando, sottraendo, dividendo. Queste tecniche si definiscono elaborazione digitale di immagini e sono impiegate per gestire le grandi matrici corologiche prodotte dal telerilevamento dei satelliti.
Oggi questo tipo di dati è una fonte essenziale per la realizzazione di mappe. Il telerilevamento e l’elaborazione digitale di immagini sono tecniche rapide e poco costose che consentono di ottenere mappe aggiornatissime. Sono quindi strumenti essenziali per creare in tempo reale mappature globali e locali dei cambiamenti ambientali.
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