Questo insegnamento di specializzazione è rivolto agli allievi che manifestino un particolare interesse per la modellazione della città in termini tridimensionali mediante strumenti e tecnologie GIS e lo sviluppo di analisi spaziali complesse. L’insegnamento è finalizzato all'inserimento delle opere edilizie e infrastrutturali, alla pianificazione urbana, all’utilizzazione delle risorse naturali e allo studio di fenomeni ambientali. Si propone di descrivere, analizzare e applicare in modo operativo il processo di progettazione di un GIS di ambito urbano multiscala e interamente tridimensionale a partire da cartografia numerica tridimensionale e nuvole di punti acquisite mediante LiDAR, droni e mobile Mapping System fino alla sviluppo di spèecifiche personalizzazioni te mediante strumenti di programmazione visuale e linguaggio Python.

Gli studenti acquisiranno dimestichezza con: - la cartografia numerica 3D, i data base, i sistemi informativi territoriali (Geographic Information System, GIS), quali caratteristiche hanno, come vengono progettati e prodotti, come si acquisiscono i dati che contengono; - la modellazione 3D in ambito GIS con approccio multiscala per LoD (Livelli di Dettaglio); - la progettazione di un GIS 3D verso i 3DCityModel con strumenti commerciali (ArcGIS Pro). Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di: - costruire un modello 3D di una città in ambiente GIS; - proporre un efficace processo di progettazione di un GIS 3D; - affrontare analisi spaziali complesse; - sviluppare opportune personalizzazioni procedurtali mediante programmazione visuale e linguaggio Python. L’impostazione dell’insegnamento stimola la autonomia di giudizio formando gli studenti alla lettura dei moderni documenti di descrizione dei formati di interscambio dati (interoperabilità). Lo svolgimento delle esercitazioni mediante lavoro di gruppo incoraggia l'interazione con i colleghi e lo scambio di informazioni, costringendo gli studenti ad acquisire proprietà di linguaggio e chiarezza espositiva. Dal punto di vista della capacità di apprendimento, lo studente, al termine dell'insegnamento, sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite ad altri casi applicativi, eventualmente utilizzando altri software commerciali, svolgendo le fasi progettuali descritte nell'insegnamento.

Sono richieste le nozioni di base sui principali sistemi di riferimento terrestri usati in Italia e nel mondo e sulle rappresentazioni cartografiche associate.

Lezioni Introduzione ai GIS definizioni, le componenti di un GIS, i dati vettoriali, raster, alfanumerici e descrittivi, l’importanza della cartografia numerica come base informativa, i metadati. Sistemi di riferimento terrestri e sistemi di coordinate cartografiche superfici di riferimento e rappresentazioni cartografiche in Italia e nel mondo, i sistemi dinamici, le reti geodetiche e la Rete Dinamica Nazionale, la trasformazione tra sistemi di riferimento: le trasformazioni piane, la trasformazione di Helmert, la procedura VERTO. La cartografia numerica 3D dalla carta tradizionale alla carta numerica, il concetto di scala nominale, la discretizzazione delle linee curve, il contenuto planimetrico, altimetrico e tridimensionale, il sistema di codifica, la struttura dei dati, la struttura dei file, le congruenze planimetriche, le procedure di editing, le congruenze altimetriche, i formati dei file e file di trasferimento, le tecniche di acquisizione, la BD3 di Regione piemonte, i capitolati per la produzione di cartografia numerica e di database cartografici, dalla nuvola di punti alla cartografia numerica La progettazione di un GIS I dati descrittivi: i database, la progettazione dei database, il modello esterno, concettuale (formalizzazione E/R), logico e interno, la progettazione dei GIS, la struttura ufficiale italiana di IntesaGIS e INSPIRE Verso i 3D city model I modelli altimetrici, la definizione di DTM e DSM, il contenuto dei modelli altimetrici, l’importanza delle breakline, i modelli densi, le norme CISIS, il GIS 3D, le primitive geometriche utilizzate, la relazione tra GIS 3D e BIM Analisi spaziali uso dei modelli altimetrici mediante interpolazione e approssimazione, i trend, IDW, il natural neighbour, i modelli derivati, estrazione curve di livello, pendenza, esposizione, irraggiamento, modelli idrologici, la funzione di visibilità. La procedura di definizione di una analisi spaziale, una classificazione sintetica delle funzioni di analisi, le funzioni di selezione per attributi e per posizione, l’overlay, la vicinanza, la statistica zonale, la conversione raster vettoriale, il calcolo tra dati raster La personalizzazione di un GIS mediante programmazione visuale Il model builder, inserimento di funzioni, la definizione dei parametri di modello, la selezione dei dati di input Esercitazioni Introduzione ad ArcGIS Pro Introduzione ai SIT (definizioni, esempi) ed ai moduli principali del software Esri ArcGis, ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox, ArcScene per i dati vettoriali e raster, l’importazione di cartografia numerica, l’esportazione in shapefile, la rappresentazione simbolica, esempi cartografici a varie scale. La base geometrica per i SIT: editing geometrico in ArcMap, la gestione dei sistemi di riferimento in ArcGis. VertoGis, TrasPunto, la georeferenziazione di una immagine raster La gestione dei dati alfanumerici: le tabelle, collegamento (Join e Link), la realizzazione di tematismi, il geoprocessing. GIS 3D Realizzazione di un GIS 3D a partire da una cartografia numerica tridimensionale, i modelli altimetrici in ArcGIS e i modelli derivati, dalla nuvola di punti alla cartografia numerica 3D. Model Builder Come sviluppare analisi spaziali complesse con il Model Builder, personalizzare il Toolbox, intervenire semplicemente sul codice Python. Realizzazione del progetto di un GIS di ambito comunale Esercitazione in proprio degli allievi su temi legati alla progettazione di GIS per la gestione della città in ambito urbano: gestione del traffico, gestione delle pratiche edilizie, il catasto, gestione delle aree verdi, la qualità dell’ambiente in termini di qualità dell’acqua, dell’aria e del rumore, …

L’insegnamento prevede circa 30 ore di lezioni frontali e 30 ore dedicate all’illustrazione e allo svolgimento di una esercitazione completa da svolgere a squadre inerente la modellazione di una porzione di centro urbano, la progettazione del sistema informativo comunale e lo sviluppo di alcune procedure specifiche di personalizzazione Il corso sarà completamente fruibile in remoto richiedendo la dotazione di un elaboratore di prestazioni elevate in cui sarà necessario preinstallare ArcGIS Pro in licenza Campus di ateneo (con durata 1 anno a disposizione degli studenti https://www.areait.polito.it/supporto/risultato_serv.asp?serv=ESRI,Site,Licence&dettaglio=S&id_progetto_servizio=334).

Il testo principale è costituito dalle slide proposte durante le lezioni.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova pratica di laboratorio; Elaborato progettuale in gruppo;

Exam: Compulsory oral exam; Practical lab skills test; Group project;

... The exam consists of 3 tests, all mandatory for passing the exam: • the exercise carried out during the workshops is assessed by means of a project book discussed during the course which describes all the phases of the work to be delivered at least one week before the examination. The teacher analyzes the report and proposes a mark (0-30); • The ability to practically use the GIS tools is assessed by means of a practical test concerning the use of the GIS software applied during the exercises, It is not possible to use notes or other detailed information but it is possible to use the online help of the software itself. For this purpose, the data entered on their own by the student in the context of the exercises will be used. At the end of the test, the teacher proposes a mark (0-30); • the in-depth analysis of the theoretical aspects described during the course is assessed through an oral test consisting of two questions (one on the part of cartography and GIS, the other on the part of spatial analysis). At the end, the teacher proposes a mark (0-30). The final mark is the weighted average of the results of the 3 previous evaluations.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Elaborato progettuale in gruppo;

L’esame si compone di 3 valutazioni tutte obbligatorie per il superamento dell’esame: • l’esercitazione svolta durante i laboratori viene valutata mediante un book di progetto discusso durante il corso che descrive tutte le fasi del lavoro da consegnare almeno una settimana prima dello svolgimento dell’esame. Il docente analizza l’elaborato e propone una votazione in trentesimi; • La capacità di utilizzare praticamente gli strumenti GIS viene valutata mediante una prova pratica inerente l’utilizzo del software GIS applicato durante le esercitazioni, Non è possibile utilizzare appunti o altre informazioni di dettaglio ma è possibile utilizzare l’help in linea del software stesso. Allo scopo, si utilizzeranno i dati inseriti in proprio dall’allievo nell’ambito delle esercitazioni. La prova potrà svolgersi interamente in remoto sul proprio PC mediante le piattaforme di ateneo. Al termine della prova il docente propone una votazione in trentesimi; • l’approfondimento degli aspetti teorici descritti durante il corso viene valutato mediante una prova orale composta da due domande (una sulla parte di cartografia e GIS, l’altra sulla parte di analisi spaziali). La prova potrà svolgersi interamente in remoto mediante le piattaforme di ateneo. Al termine, il docente propone una votazione in trentesimi. Il voto finale è la media dei risultati delle 3 valutazioni precedenti.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Elaborato progettuale in gruppo;

L’esame si compone di 3 valutazioni tutte obbligatorie per il superamento dell’esame: • l’esercitazione svolta durante i laboratori viene valutata mediante un book di progetto discusso durante il corso che descrive tutte le fasi del lavoro da consegnare almeno una settimana prima dello svolgimento dell’esame. Il docente analizza l’elaborato e propone una votazione in trentesimi; • La capacità di utilizzare praticamente gli strumenti GIS viene valutata mediante una prova pratica inerente l’utilizzo del software GIS applicato durante le esercitazioni, Non è possibile utilizzare appunti o altre informazioni di dettaglio ma è possibile utilizzare l’help in linea del software stesso. Allo scopo, si utilizzeranno i dati inseriti in proprio dall’allievo nell’ambito delle esercitazioni. La prova potrà svolgersi interamente in remoto sul proprio PC mediante le piattaforme di ateneo. Al termine della prova il docente propone una votazione in trentesimi; • l’approfondimento degli aspetti teorici descritti durante il corso viene valutato mediante una prova orale composta da due domande (una sulla parte di cartografia e GIS, l’altra sulla parte di analisi spaziali). La prova potrà svolgersi interamente in remoto mediante le piattaforme di ateneo. Al termine, il docente propone una votazione in trentesimi. Il voto finale è la media dei risultati delle 3 valutazioni precedenti.