8 febbraio, 2013 | di in » Dati

Una novità che sta circolando da poco più di un mese a questa parte e che, in pratica, interessa tutta la comunità italiana di fruitori dell’informazione geografica, consiste nella recentissima attivazione del servizio di trasformazione di coordinate ad opera del Geoportale Nazionale (ex Portale Cartografico Nazionale). Tale tipologia di servizio rientra tra gli adempimenti previsti dalle Implementing Rules della Direttiva europea INSPIRE (2007/2/EC), al fine di assicurare la condivisione e l’interoperabilità di dataset e servizi, adottando formati e specifiche comuni, tra tutti i nodi dell’infrastruttura di dati spaziali europea. In particolare, l’implementazione di tale servizio da parte del GN consiste in:

Per ulteriori approfondimenti circa le premesse e i dettagli tecnici, si consiglia la lettura di questo articolo sulla rivista Geomedia.

Benissimo! “Lasciamoci INSPIR(ar)E” dunque, parafrasando il titolo di un gran bel post di Pietro Blu Giandonato di qualche anno fa… E cosa avviene a livello regionale? In verità, esiste già qualche servizio analogo, tra cui:

Per curiosità, dopo aver letto un post nella lista GFOSS in cui erano segnalate delle inaspettate anomalie, ho deciso di impiegare qualche ritaglio di tempo libero per verificare la bontà del servizio WCTS della mia regione, la Basilicata, rispetto a quello appena reso disponibile dal GN. Nel seguito, non mi addentrerò nella descrizione qualitativa dei servizi (della serie …è più bello, è più brutto, è più veloce, mi chiede l’indirizzo email, ecc.), poiché esula completamente dai miei scopi.

In pratica, ho effettuato le seguenti operazioni:

  • ho scaricato i confini amministrativi regionali dal sito dell’ISTAT, definiti in EPSG:23032, e li ho caricati in una vista di gvSIG 1.12, definita nello stesso sistema;
  • ho poi selezionato solo la mia regione e applicato l’algoritmo di SEXTANTE “Adjust n points to polygon”, in modo tale da generare un set di 100 punti scelti in maniera casuale contenuti in Basilicata, utilizzando i parametri rappresentati in Figura 1 e ottenendo il risultato in Figura 2;

Figura 1 - Adjust n points to polygon

Figura 1 – Adjust n points to polygon

Figura 2 - Layer di punti casuali

Figura 2 – Layer di punti casuali

  • ho quindi trasformato il layer di punti precedentemente ottenuto, utilizzando sia l’applicazione web del Geoportale Nazionale che quella della Regione Basilicata, rispettivamente dal sistema EPSG:23032 (ereditato dal layer dei confini amministrativi ISTAT) verso EPSG:3004 e EPSG:32633, assumendo per buona ad occhi chiusi la conversione dovuta al passaggio di fuso/zona contenuta in maniera implicita in entrambe le trasformazioni, in quanto si tratta di un’operazione di coordinate che i software e le librerie GIS generalmente affrontano in maniera rigorosa e quindi fuori di discussione. Inoltre, ho trasformato – sempre utilizzando entrambi i servizi – il layer dei punti definito in EPSG:32633 ottenuto dal GN verso EPSG:3004. In definitiva, ho ottenuto tre coppie di layer, ognuna corrispondente ad ogni trasformazione possibile tra i tre sistemi citati e definita in un preciso sistema di destinazione. In Figura 3 sono rappresentate schematicamente le singole trasformazioni realizzate.

Figura 3 - Trasformazioni realizzate

Figura 3 – Trasformazioni realizzate (Autore: Andrea Borruso)

  • Il passo successivo è stato quello di definire e calcolare dei nuovi campi nelle tabelle associate ai layer ottenuti al punto precedente, contenenti le coordinate nei rispettivi sistemi di appartenenza (esistono diversi modi di farlo in gvSIG: con il “Calcolatore di campo”, con lo strumento “Aggiungi informazioni geometriche”, con “Add coordinates to points” di SEXTANTE …e tanti altri). Ho rinominato tali campi di coordinate in modo da poterli rapidamente associare al CRS di appartenenza, oltre che allo specifico servizio utilizzato. Ad esempio, X3004GN rappresenta la coordinata Est nel sistema EPSG:3004 trasformata dal Geoportale Nazionale, mentre X3004BAS è la corrispondente coordinata trasformata tramite il geoportale lucano.
  • A questo punto, essendomi dimenticato di definire un campo identificativo da utilizzare come chiave esterna (in questo caso poco male, essendo i punti reciprocamente abbastanza distanti tra loro), ho eseguito il geoprocesso “Spatial join” per ogni coppia di layer definiti nello stesso CRS, selezionando l’opzione “Usa la geometria più prossima”, in alternativa al classico join tra tabelle. Il risultato di tale operazione è praticamente equivalente a quello del join, ad eccezione del fatto che gvSIG restituisce un campo DIST delle distanze tra le geometrie poste in relazione e, inoltre, il layer ottenuto è salvato su disco.
  • Dulcis in fundo, ho calcolato le differenze tra coordinate omologhe al fine di verificare la bontà della trasformazione dei due servizi, assumendo quelle del GN come capisaldi in quanto dovrebbero essere quelle “ufficiali”.

I risultati di tutto l’ambaradan appena descritto, sperando di non avervi fin qui annoiato, sono riportati nella tabella seguente:

Tabella 1 - Statistiche degli scostamenti delle trasformazioni di coordinate del Geoportale Nazionale e della Basilicata

Tabella 1 – Statistiche degli scostamenti delle trasformazioni di coordinate del Geoportale della Basilicata (RSDI) rispetto a quelle del Geoportale Nazionale (GN)

A quanto pare, gli scostamenti tra le trasformazioni operate dai due servizi sono piuttosto importanti e, talvolta, addirittura superano il metro e mezzo! Se fossi un topografo, nel dubbio, mi guarderei bene dall’usare uno o l’altro servizio per trasformare i dati di un rilievo ad alta precisione. Ma anche un operatore GIS potrebbe imbattersi in qualche strana incongruenza topologica accostando dati provenienti da fonti (e quindi trasformazioni) diverse. Personalmente mi sarei aspettato differenze al più dell’ordine di un paio di decimetri per coordinata, ipotizzando dietro l’applicazione web del GN l’utilizzo di un unico grigliato comprendente tutta l’Italia a maglia più larga rispetto a quella dei singoli grigliati IGM, piuttosto che un numero elevato di griglie a passo fitto, decisamente più oneroso da gestire lato server.

Dalle statistiche di Tabella 1 chiaramente non si evince quale dei due servizi sia il meno accurato rispetto ai grigliati IGM. Eppure entrambi i servizi dichiarano di utilizzarli! Sarebbe utile, a mio avviso, ripetere lo stesso test con altri servizi WCTS regionali, magari utilizzando i grigliati come termine di confronto.

E’ lecito quindi chiedersi come mai la gestione informatica dei grigliati IGM all’interno di differenti applicazioni web porta a risultati diversi. E’ chiaro che occorrerebbe disporre di un riferimento ufficiale, unico ed inequivocabile.

A tal fine, per fugare ogni dubbio, sarebbe auspicabile il rilascio di un grigliato NTv2, formato ormai gestibile da molti desktop GIS, per ognuna delle possibili trasformazioni che interessano il nostro territorio nazionale. Non parlo necessariamente di quelli che utilizzano i topografi, ma anche solo una versione opportunamente semplificata che consenta di riunificare l’Italia intera, senza perdere eccessivamente in accuratezza. L’esempio lungimirante offerto da Francia, Spagna, Portogallo, Svizzera e Germania dovrà pur significare qualcosa nell’epoca di INSPIRE!

 

Aggiornamento del 09/02/2013

A seguito dell’aggiornamento ufficioso del servizio di trasformazione di coordinate del GN di cui si è avuta notizia ieri, i contenuti di questo post sono già obsoleti (forse, si tratta di un record per questo blog… ma siam contenti così! )
Ho quindi ricalcolato le medie degli scostamenti tra le trasformazioni dei due geoportali utilizzando lo stesso set di punti casuali. Il risultato è che le medie degli scostamenti sono stavolta sempre inferiori ai 3 cm. Restano tuttavia degli scostamenti max e min ancora consistenti (fino a 85 cm) per la coordinata Est. I valori estremi della coordinata Nord si aggirano invece attorno ai 20 cm, fatta eccezione per la trasformazione da EPSG:23032 a EPSG:32633, dove si superano i 30 cm.

Tabella 2 - Statistiche degli scostamenti delle trasformazioni di coordinate del Geoportale della Basilicata (RSDI) rispetto a quelle del Geoportale Nazionale (GN) - agg. 09/02/2013

Tabella 2 – Statistiche degli scostamenti delle trasformazioni di coordinate del Geoportale della Basilicata (RSDI) rispetto a quelle del Geoportale Nazionale (GN) – agg. 09/02/2013

Resta, a mio modesto avviso, la necessità di dover rendere congruenti e quindi interoperabili i vari servizi di trasformazione di coordinate regionali con quello nazionale, evitando così l’eventuale disorientamento degli utenti. Inoltre, eviterei l’ulteriore proliferazione di servizi WCTS regionali, a questo punto ridondanti, e favorirei il rilascio e la diffusione dei grigliati NTv2, standard de facto a livello internazionale, almeno relativamente alla componente planimetrica.

Attenzione! Questo è un articolo di almeno un anno fa!
I contenuti potrebbero non essere più adeguati ai tempi!

16 Responses to “Sistemi di trasformazione di coordinate e grigliati NTv2”

  1. By Cesare on feb 8, 2013

    Articolo molto interessante .. complimenti! Cesare

  2. By Antonio Falciano on feb 8, 2013

    Grazie, Cesare. Sembrerebbe che ci sia un problema di interoperabilità tra servizi regionali e nazionali, di entità non trascurabile: entrambi dichiarano di utilizzare i grigliati IGM, ma poi forniscono risultati diversi.
    Come accennavo nel post, per vederci più chiaro, sarebbe ancora più interessante se a questo modesto contributo ne seguissero tanti altri, confrontando magari i risultati offerti dai vari servizi con quelli dei grigliati IGM.

  3. By Mattia on feb 8, 2013

    Complimenti per le prove fatte! A proposito del servizio di trasformazione di coordinate dal geoportale, sembra che il PCN abbia sistemato il baco proprio in seguito alle nostre prove:
    http://gfoss-geographic-free-and-open-source-software-italian-mailing.3056002.n2.nabble.com/Trasformazione-nel-PCN-tp7580940.html

  4. By Antonio Falciano on feb 9, 2013

    Buongiorno Mattia, grazie!
    Ho provveduto ad aggiungere una sorta di appendice al post alla luce dell’aggiornamento del servizio del GN. Le statistiche ricalcolate assumono ora valori decisamente più confortanti.

  5. By Maurizio Foderà on feb 11, 2013

    Ciao Antonio
    congratulazioni! Post molto interessante! ;)
    Approfitto di questo spazio per condividere che anche io assieme all’amico/collega Simone Sandrini del Veneto abbiamo fatto delle prove.
    Io ho provato con il servizio del GN 5 caposaldi in WGS84 di cui ho le coordinate note in GB Roma 40 fuso EST, calcolate con grigliati GR1 e i valori che vengono fuori in GN sono identici al millimetro.L’amico Simone ha verificato, invece, dei punti calcolati con grigliati GK2 e ha riscontrato nel servizio del GN 1-2 cm di differenza. Conclusione: è possibile che il GN utilizza grigliati GR1 e che il servizio della Basilicata utilizza altre versioni di grigliati (da qui le differenze che hai riscontrato?). Un bug cmq l’abbiamo riscontrato: Se imputi coordinate sessagesimali il servizio da i numeri. Bisogna utilizzare il sistema sessadecimale: in questo caso il servizio restituisce le coordinate corrette!
    Non abbiamo potuto fare confronti con i Geoportali regionali del Veneto e della Sicilia perchè non sono presenti servizi di trasformazione di coordinate. Ma a questo punto, vista la tua esperienza, è auspicabile che non li attivino!

  6. By Antonio Falciano on feb 11, 2013

    Ciao Maurizio,
    gli ulteriori test da voi effettuati confermano tutto sommato l’attuale affidabilità del servizio del GN, benissimo!
    A proposito dei singoli servizi regionali esistenti, ovviamente, la questione si complica un po’, sia per le particolari versioni dei grigliati utilizzati (come giustamente facevi notare), che per eventuali altre limitazioni dei servizi, per cui necessiterebbe di ulteriori approfondimenti.
    Mi auguro che in futuro la situazione possa normalizzarsi nel migliore e auspicabile dei modi.

  7. By Gimmi GIS on feb 13, 2013

    I miei complimenti ad Antonio Falciano per l’ottimo lavoro e lo stimolo a GN.

    Concordo con lui: la vera soluzione è che i grigliati IGM vengano rilasciati con licenza aperta, perchè tutti possano utilizzarli con i software GIS che preferiscono.

    Mi sono permesso di citare questo articolo in un mio articolo qui:
    http://www.gisinfrastrutture.it/2013/02/conversione-di-coordinate-sul-geoportale/

    Buon lavoro
    GimmiGIS

  8. By Antonio Falciano on feb 13, 2013

    Grazie mille, Gimmi. Buona giornata.

  9. By stefano parodi on mar 30, 2013

    Articolo molto interessante, complimenti.

    Stimolato dalla lettura dell’articolo ho fatto alcune prove con i servizi di Regione Liguria, servizi peraltro sviluppati da me e di cui quindi conosco bene i dettagli tecnici.

    Ho pubblicato i risultati sul mio (riesumato) blog a questo indirizzo

    La procedura effettuata, simile a quella illustrata nel tuo articolo, anche se effettuata con strumenti diversi, è dettagliata nell’articolo.

    Per quanto riguarda i risultati è emerso una differenza nell’ordine dei cm, che potrebbe essere dovuta all’utilizzo di grigliati diversi e/o a differenze nei software utilizzati per la trasformazione.

    Leggendo il commento di Maurizio sembra che il GN utilizzi i GR1 (che utilizza anche RL) se è così non mi spiego le differenze riscontrate (scarti massimi di circa 6 cm).

    Sto al momento facendo altre prove utilizzando gli stessi grigliati GR1 ma con un diverso software (OGR con PROJ) e le differenze sono trascurabili (nell’ordine dei centesimi di millimetro)

    Sarebbe auspicabile sapere quali grigliati e quale software utilizzi il GN, a riguardo ho inviato una mail al GN per avere informazioni sui dettagli tecnici, spero in una risposta!

    A presto

    Stefano

  10. By Antonio Falciano on apr 2, 2013

    Ciao Stefano,
    grazie mille per essere tornato sull’argomento e complimenti per il post.
    A parità di versione (e quindi di passo) dei grigliati IGM e indipendententemente dal software utilizzato, l’interpolazione bilineare su cui sono basate le trasformazioni di coordinate dovrebbe condurre agli stessi identici risultati, a meno che da qualche parte ci sia qualche errore negli arrotondamenti. Persiste pertanto un quadro, a mio modesto avviso, abbastanza sconfortante in relazione all’univocità dei risultati, sebbene nel caso della Regione Liguria gli scostamenti siano decisamente più contenuti.

  11. By Antonio Falciano on apr 2, 2013

    Tornando al caso del servizio WCTS della Regione Basilicata, nella guida del servizio si afferma:

    La procedura consente di effettuare elaborazioni con l’uso dei grigliati non limitate ai singoli fogli al 50000, in quanto viene preliminarmente creata una griglia unica con i dati di tutti i files “*. gr2” disponibili.

    Da qui è possibile dedurre sia il tipo di grigliati (GR2) che la tecnica di calcolo (“griglia unica”) utilizzati, il che potrebbe spiegare gli scostamenti esistenti con l’analogo servizio del GN.
    Insomma, morale della favola: …Vogliamo i grigliati liberi, ora! ;)

  12. By stefano parodi on apr 2, 2013

    Ciao Antonio,
    concordo su quanto dici, dalle prove che sto facendo con GDAL/OGR e i grigliati gr1 gli scostamenti sono trascurabili, nell’ordine dei centesimi di millimetro, probabilmente dovuti agli arrotondamenti.

    Tornerò comunque sull’argomento con un prossimo articolo sull’uso dei grigliati in PROJ, nella speranza che l’IGM si decida a liberarli!

    Per il momento mi unisco al coro: Grigliati liberi, ora!

  13. By Antonio Falciano on apr 10, 2013

    Pubblicate finalmente le specifiche tecniche del servizio di trasformazione di coordinate del GN. Sembrerebbe che i grigliati IGM utilizzati dal servizio del GN siano in formato GK.

  14. By stefano parodi on apr 13, 2013

    Ho appena finito di leggere le specifiche. In settimana ho ricevuto la risposta via mail alla mia richiesta in cui specificano l’uso di grigliati GR2 e GK2.
    Inoltre nelle specifiche ad un certo punto di parla di CartLab3, quindi penso utilizzino questo software.
    A questo punto direi che nel caso della liguria gli scostamenti sono causati dall’utilizzo di grigliati diversi (gr1 per la liguria e gr2 per il pcn).

  15. By Antonio Falciano on apr 22, 2013

    Ho appreso in giornata che il servizio WCTS Basilicata sarà dismesso a breve, così come attualmente riportato nella pagina del servizio:

    La Regione Basilicata ha predisposto il presente servizio WCTS negli anni passati, in mancanza di servizi analoghi. Recentemente anche il Portale Nazionale Cartografico ha predisposto un analogo servizio che copre tutto il territorio nazionale. Poichè crediamo giusto che occorra disporre di un riferimento ufficiale, unico ed inequivocabile, procederemo nelle prossime settimane a dismettere il servizio WCTS su base regionale. Si invitano pertanto gli utenti a far riferimento al seguente link:
    http://www.pcn.minambiente.it/wctsclient/

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  2. feb 13, 2013: Conversione di coordinate sul Geoportale Nazionale » GIS e Infrastrutture

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