Lezione 1 - Introduzione a GRASS GIS - corso di Modelli e GIS per l'ambiente, Universita` della Basilicata, 15/12/2011

1. Universita` degli Studi della Basilicata
Dipartimento di Ingegneria e Fisica dell'Ambiente (DIFA)
Introduzione a GRASS GIS
Ing. Margherita Di Leo

2. Introduzione
Cos'e` GRASS GIS?
●GRASS e` l'acronimo di Geographic Resources Analysis
Support System.
URL: http://grass.fbk.eu/
●Si tratta di un Geographical Information System (GIS),
rilasciato come software libero, ovvero sotto la licenza GNU
GPL.
●Piu` di 400 moduli a disposizione per la gestione,
elaborazione, modellazione spaziale e visualizzazione di dati
geografici.
Add-ons (moduli scritti dagli utenti).
●

3. GRASS GIS
● Sviluppato dal 1984 al USArmy CERL come sistema
di supporto alla gestione territoriale, evolutosi poi in
GIS.
● Dal 1999 e` sviluppato da un team internazionale e
rilasciato sotto licenza GPL.
● Portabilita`: su tutti i piu` comuni sistemi operativi.
● Interoperabilita` con altri software: GDAL, Qgis, Sqlite,
PostgreSQL, PostGIS, R ecc..
● Supporto agli utenti mediante una infrastruttura
web-based (SVN con la possibilita` di consultare il
codice online, bug report, manuali per utenti e
sviluppatori, wiki, IRC).

4. GRASS GIS
Funzionalita` di GRASS per:
● Raster: map algebra, analisi DEM, analisi idrologica, buffer,
esposizione alla radiazione solare, statistiche ecc..;
● Vettoriali: buffer, overlay, analisi delle reti, ecc..;
● Immagini: rettifica, analisi multispettrali, riclassificazione, ecc..;
● Database: gestione degli attributi, SQL;
● Trasformazioni: riproiezioni, conversioni raster-vettoriali e
viceversa, interpolazioni, approssimazioni;
● Visualizzazione: display 2D, visualizzazione 3D, generazione
di mappe ps;
● WMS: web map service.

5. Software libero
Cosa significa software libero?
Il principio ispiratore e` che nessuno abbia restrizioni nell'uso del
software. R. Stallman nel 1989 defini` la General Public Licence per
il progetto GNU.
Un software libero garantisce le seguenti 4 liberta` fondamentali:
# 0: Libertà di eseguire il programma per qualsiasi scopo.
# 1: Libertà di studiare il programma e modificarlo.
# 2: Libertà di ridistribuire copie del programma in modo da aiutare il
prossimo.
# 3: Libertà di migliorare il programma e di distribuirne
pubblicamente i miglioramenti, in modo tale che tutta la comunità ne
tragga beneficio.
Quindi dire “open source”=codice aperto, o dire “free”=gratuito non e`
abbastanza per la corretta definizione di software libero.

6. Download
● Dove posso scaricare GRASS?
http://grass.osgeo.org/download/
GRASS GIS e` disponibile per GNU/Linux,
Mac e Windows.
● Altre risorse (estensioni degli utenti):
http://grass.osgeo.org/wiki/GRASS_AddOns

7. Aiuto?!
● Dove posso trovare supporto?
Gli strumenti di supporto agli utenti sono prevalentemente
web-based. Uno strumento e` la mailing list (ML):
http://lists.osgeo.org/mailman/listinfo/grass-user
In italiano:
http://listserv.unipr.it/mailman/listinfo/grass-italia
● Come si fa?
● Prima di porre una domanda, cercare negli archivi tramite
parole chiave, per vedere se e` gia` stata data una risposta al
proprio quesito.
● In caso contrario, iscriversi alla ML e porre la domanda,
indicando sempre la versione di GRASS che si sta usando e
il proprio sistema operativo.

8. Aiuto?!
● Il manuale online:
http://grass.osgeo.org/gdp/manuals.php
● Il wiki:
http://grass.osgeo.org/wiki/
● Il trac per i bug:
http://trac.osgeo.org/grass
● La chat IRC:
server: freenode; channel: #grass

9. La gestione dei dati
● GRASS data:
E` la cartella contenente le location.
● Location:
Contiene i mapset.
● Mapset:
Contiene le mappe e i dati.
● Ogni LOCATION e` definita da una proiezione, e puo`
contenere uno o piu` MAPSET. Ogni location contiene
sempre un mapset speciale, denominato PERMANENT,
che serve per conservare la cartografia di base.

10. La gestione dei dati
GRASS DATA SET GRASSDATA
Gauss-
LOCATION UTM33WGS84 UTM33ED50 BoagaRoma40
FusoEst
MAPSET USER1 USER2 USER1 USER1
PERMANENT PERMANENT PERMANENT

11. I comandi
I comandi di GRASS hanno normalmente un
prefisso che caratterizza la classe della funzione
che espletano.
● g.: general – gestione generale dei dati;
● d.: display – output grafico;
● r.: raster – processing dei dati raster;
● v.: vector – processing dei dati vettoriali;
● i.: imagery – processing di immagini;
● db.: database – gestione dei database;
● r3.: voxel – processing di raster 3D;
● ps.: postscript – creazione di mappe in formato postscript.

12. La regione
Tre tipi di regione:
● La regione computazionale: estensione e
risoluzione sulla quale vengono effettuate tutte
le operazioni.
● La regione del raster: estensione e
risoluzione proprie della mappa raster.
● La regione di visualizzazione: estensione
del display per la visualizzazione delle mappe.

13. Raster: la maschera
● E` possibile ridurre la zona del calcolo, oltre
che impostando la regione, utilizzando un
maschera. Questa viene impostata e rimossa
con il comando r.mask.
● Nuova maschera:
r.mask in=nome_file
r.mask in=nome_file maskcats=valori
● Rimozione:
r.mask -r

14. Raster: import/export
● Importare un raster:
r.in.gdal in=file_gdal out=nome_file
r.in.ascii in=file_ascii out=nome_file
● Esportare un raster:
r.out.gdal in=nome_file out=file_gdal
r.out.ascii in=nome_file out=file_ascii
r.out.png in=nome_file out=file_png
r.out.pov in=nome_file tga=file_pov

15. Raster: import/export
● Importare un raster: Cosa significa?
r.in.gdal in=file_gdal out=nome_file
r.in.ascii in=file_ascii out=nome_file
● Esportare un raster:
r.out.gdal in=nome_file out=file_gdal
r.out.ascii in=nome_file out=file_ascii
r.out.png in=nome_file out=file_png

16. La libreria GDAL
● La Geospatial Data Abstraction Library o GDAL è una
libreria Open Source per leggere e scrivere numerosi
formati di dati geografici, rilasciata dalla Open Source
Geospatial Foundation (OSGeo). Tale libreria e`
utilizzata da GRASS, Qgis, ESRI, Google Earth e
numerosi altri software.
● Formati supportati da GDAL:
http://www.gdal.org/formats_list.html
● OGR fa parte di GDAL e gestisce i formati vettoriali:
ESRI Shapefile, ESRI ArcSDE, MapInfo (tab and
mid/mif), GML, KML, PostGIS, Oracle Spatial, ...

17. Raster: analisi
● Riclassificazione: r.resample,r.resample.rst,
r.resample.interp, r.average, r.category, r.rescale;
● Report e statistiche: r.statistics, r.univar, r.report, r.stats;
● Analisi idrologica: r.basins.fill, r.water.outlet, r.watershed,
r.terraflow, r.lake;
● Analisi di paesaggio: r.li, r.viewshed, r.los;
● Map algebra: r.mapcalc, r.mapcalculator;
● Energia: r.sunmask, r.sun;
● Interpolazione: r.surf.contour, r.bilinear, v.surf.rst, v.surf.idw.

18. Vettoriali: introduzione
● Vettoriale topologico.
● Supporto a diversi database (SQLite, PostgreSQL, MySQL,
DBF, ODBC) per la gestione degli attributi.
● Tipologie di dati supportati
● Point
● Centroid
● Line
● Boundary
● Area (Boundaries + Centroid)
● Face (3D Area)
● Kernel (3D Centroid)
● Volumes (Faces + Kernel)
Immagine by M. Neteler CC-BY-SA

19. Vettoriali: import/export
● Importare un vettoriale:
v.in.ogr dsn=file_ogr out=nome_file
v.in.ascii dsn=file_ascii out=nome_file
v.in.db table=tabella x=col x y=col y out=nome_file
v.in.gpsbabel in=file_gpx format=GPX out=nome_file
● Esportare un vettoriale:
v.out.ogr in=nome_file dsn=file_ogr
v.out.ascii in=nome_file output=file_ascii
v.out.gpsbabel in=nome_file output=file_gpx
v.out.svg in=nome_file tga=file_svg

20. Vettoriali: analisi
● Intersezione e selezione: v.overlay, v.select, v.extract,
v.db.select.
● Report e statistiche: v.qcount, v.sample, v.normal, v.univar,
v.distance.
● Lidar: v.outlier, v.lidar.
● Operazioni su geometrie: v.buffer, v.parallel, v.generalize,
v.segment, v.split, v.voronoy.
● Analisi di reti: v.net.
● Interpolazione: v.kernel, v.surf.rst, v.surf.idw, v.surf.bspline.
● Operazioni alfanumeriche: db., v.db.

21. Il dataset di esempio (North Carolina, USA)
Immagine by
Markus Neteler
CC-BY-SA
Raster, vector and satellite data
# Vector data include administrative boundaries, census data, zipcodes, firestations, hospitals, roads and railroads,
public schools and colleges, bus routes, points of interest, precipitation, hydrography maps, geodetic points, soils
and geological maps.
# Raster data include elevation (NED 3arc-sec, SRTM-V1 30m, lidar derived DEMs at 1m and 6m), slope, aspect,
watershed basins, geology, and landuse. The resolution of raster maps is 500m, 30m, 10m, and 1m.
# Imagery data include 1m resolution orthophoto, several LANDSAT-TM5/7 scenes and a MODIS daily Land
Surface Temperature (LST) time series.
# Also multiple-return lidar data are included

22. Interfaccia utente (GUI)
Percorso
GRASS data set
Location
Mapset
Avvio

23. Interfaccia utente (GUI)
Map Display
Layer Manager
Command console
Python shell
Map Layers
Terminal
Search module

24. Interfaccia utente (GUI)
Layer Manager

25. Visualizzare la regione corrente
g.region -p

26. Visualizzare un raster
Add raster map layer

27. Visualizzare un raster
Zoom to selected map

28. Strumenti di visualizzazione
Show attribute table Display map
Query Zoom Analyze map
Add new vector layer

29. Estrazione del profilo
Analyze map

30. Estrazione del profilo
Profile surface map

31. Estrazione del profilo
Draw transect in map
display window to profile

32. Estrazione del profilo
Save profile data
to CSV file

33. Impostare la regione
g.region -ap rast=elevation@PERMANENT

34. Pendenza e esposizione
r.slope.aspect elevation=elevation@PERMANENT slope=pendenza
aspect=esposizione

35. Pendenza e esposizione
r.slope.aspect elevation=elevation@PERMANENT slope=pendenza
aspect=esposizione

36. Pendenza e esposizione
r.slope.aspect elevation=elevation@PERMANENT slope=pendenza
aspect=esposizione

37. Pendenza e esposizione
r.slope.aspect elevation=elevation@PERMANENT slope=pendenza
aspect=esposizione

38. Pendenza e esposizione
r.slope.aspect elevation=elevation@PERMANENT slope=pendenza
aspect=esposizione

39. License of this document
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http://creativecommons.org/licenses/by­sa/3.0/
2011, Margherita Di Leo, Italy
dileomargherita AT gmail DOT com
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