Sistemi informativi e statistica per il territorio
A.A. 2022/2023
Obiettivi formativi
Modulo 1: Sistemi informativi territoriali
Il corso si prefigge di fornire competenze avanzate per l'analisi territoriale e la produzione di cartografia tematica in ambiente GIS.
Modulo 2: Statistica
L'insegnamento si prefigge di fornire agli studenti gli strumenti necessari per comprendere i fenomeni mediante l'analisi statistica dei dati. In particolare, lo studente dovrà raggiungere i seguenti obiettivi: Conoscenza della statistica descrittiva e inferenziale. Valutazione dell'incertezza mediante test statistici. Analisi della correlazione tra variabili e utilizzo di modelli di regressione lineare. Confronto tra statistico tra gruppi di dati.
Il corso si prefigge di fornire competenze avanzate per l'analisi territoriale e la produzione di cartografia tematica in ambiente GIS.
Modulo 2: Statistica
L'insegnamento si prefigge di fornire agli studenti gli strumenti necessari per comprendere i fenomeni mediante l'analisi statistica dei dati. In particolare, lo studente dovrà raggiungere i seguenti obiettivi: Conoscenza della statistica descrittiva e inferenziale. Valutazione dell'incertezza mediante test statistici. Analisi della correlazione tra variabili e utilizzo di modelli di regressione lineare. Confronto tra statistico tra gruppi di dati.
Risultati apprendimento attesi
Modulo 1: Sistemi informativi territoriali
L'insegnamento si propone: di far conoscere i SIT mostrando la loro utilità in applicazioni concrete di carattere ambientale e territoriale; di far maturare nello studente la capacità di risoluzione di problemi.
Nello specifico al termine delle attività si chiede allo studente di dimostrare di:
- conoscere caratteristiche e peculiarità dei dati territoriali, inclusi i Modelli Digitali del Terreno e Ortofoto;
- conoscere e distinguere i vari sistemi di riferimento cartografici nazionali nei quali tali dati sono espressi
- saper associare ai dati raster e vettoriali il sistema di riferimento e/o la rappresentazione cartografica;
- saper importare, esportare e convertire dati in formato raster e vettoriale tra Sistema di riferimento e proiezioni cartografiche diverse;
- conoscere le caratteristiche delle strutture dati vettoriali e raster e le informazioni necessarie per la loro georeferenziazione;
- conoscere le tecniche di interpolazione spaziale per la produzione di dati raster (DEM e ortofoto in particolare); -
- saper condurre interrogazioni e selezioni spaziali e sugli attributi di dati vettoriali;
- saper adoperare il calcolatore raster per la selezione o l'elaborazione di dati raster su più layers;
- conoscere e saper applicare le tecniche di georeferenziazione approssimata di dati raster;
- essere capace di schematizzare i passi di soluzione di un problema, individuando gli strumenti GIS più appropriati per risolverlo.
Modulo 2: Statistica
Descrivere i fenomeni mediante i principali indicatori statistici; predisporre piani di indagine campionaria; utilizzare la metodologia dell'Analisi della Varianza a 1 fattore; Valutare in modo oggettivo i risultati delle indagini statistiche.
L'insegnamento si propone: di far conoscere i SIT mostrando la loro utilità in applicazioni concrete di carattere ambientale e territoriale; di far maturare nello studente la capacità di risoluzione di problemi.
Nello specifico al termine delle attività si chiede allo studente di dimostrare di:
- conoscere caratteristiche e peculiarità dei dati territoriali, inclusi i Modelli Digitali del Terreno e Ortofoto;
- conoscere e distinguere i vari sistemi di riferimento cartografici nazionali nei quali tali dati sono espressi
- saper associare ai dati raster e vettoriali il sistema di riferimento e/o la rappresentazione cartografica;
- saper importare, esportare e convertire dati in formato raster e vettoriale tra Sistema di riferimento e proiezioni cartografiche diverse;
- conoscere le caratteristiche delle strutture dati vettoriali e raster e le informazioni necessarie per la loro georeferenziazione;
- conoscere le tecniche di interpolazione spaziale per la produzione di dati raster (DEM e ortofoto in particolare); -
- saper condurre interrogazioni e selezioni spaziali e sugli attributi di dati vettoriali;
- saper adoperare il calcolatore raster per la selezione o l'elaborazione di dati raster su più layers;
- conoscere e saper applicare le tecniche di georeferenziazione approssimata di dati raster;
- essere capace di schematizzare i passi di soluzione di un problema, individuando gli strumenti GIS più appropriati per risolverlo.
Modulo 2: Statistica
Descrivere i fenomeni mediante i principali indicatori statistici; predisporre piani di indagine campionaria; utilizzare la metodologia dell'Analisi della Varianza a 1 fattore; Valutare in modo oggettivo i risultati delle indagini statistiche.
Periodo: annuale
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
annuale
Prerequisiti
STATISTICA:
Gli studenti dovrebbero avere familiarità con i concetti di base di Calcolo I (precorsi disponibili).
SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI:
E' utile, ma non indispensabile, aver seguito un insegnamento base di SIT; sono utili i concetti base della cartografia e dei sistemi di riferimento; è necessario il possesso di abilità informatiche di base.
Gli studenti dovrebbero avere familiarità con i concetti di base di Calcolo I (precorsi disponibili).
SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI:
E' utile, ma non indispensabile, aver seguito un insegnamento base di SIT; sono utili i concetti base della cartografia e dei sistemi di riferimento; è necessario il possesso di abilità informatiche di base.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
STATISTICA.
Esame scritto con quesiti di statistica aperti e/o a scelta, esercizi da svolgere con la calcolatrice e output del software statistico R da commentare.
SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI:
L'esame sarà svolto in forma orale con domande sui contenuti di tipo teorico, seguito da un progetto che dimostri l'acquisizione delle competenze nella elaborazione, visualizzazione, interrogazione di dati tramite QGIS.
Per superare l'esame lo studente deve dimostrare, sia nel colloquio sia nella parte pratica, di possedere conoscenze e abilità elencate negli obiettivi formativi.
Nella formazione del punteggio le domande orali contano per circa il 60% e verificano la base di conoscenze teorico-metodologiche. Il progetto, che conta per il restante 40%, verifica la capacità di applicare conoscenze e la capacità di autoapprendimento. Gli studenti DSA certificati dovranno concordare gli strumenti compensativi con il docente, seguendo le linee guida definite dall'ateneo.
Esame scritto con quesiti di statistica aperti e/o a scelta, esercizi da svolgere con la calcolatrice e output del software statistico R da commentare.
SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI:
L'esame sarà svolto in forma orale con domande sui contenuti di tipo teorico, seguito da un progetto che dimostri l'acquisizione delle competenze nella elaborazione, visualizzazione, interrogazione di dati tramite QGIS.
Per superare l'esame lo studente deve dimostrare, sia nel colloquio sia nella parte pratica, di possedere conoscenze e abilità elencate negli obiettivi formativi.
Nella formazione del punteggio le domande orali contano per circa il 60% e verificano la base di conoscenze teorico-metodologiche. Il progetto, che conta per il restante 40%, verifica la capacità di applicare conoscenze e la capacità di autoapprendimento. Gli studenti DSA certificati dovranno concordare gli strumenti compensativi con il docente, seguendo le linee guida definite dall'ateneo.
Modulo 1: Sistemi informativi territoriali
Programma
Richiami di Cartografia: sistemi di riferimento, proiezioni, contenuti delle carte; cartografia ufficiale italiana.
Sistemi informativi territoriali: Definizione dei modelli concettuale e logico.
Richiami ai concetti base di SIT:
dati raster: risoluzione spaziale e radiometrica. Georeferenziazione dei dati raster. Operazioni sui dati raster. Cenni ai formati raster più diffusi;
dati vettoriali: primitive, codifica delle entità; primitive topologiche. Cenni ai formati vettoriali più diffusi.
Vettorizzazione ed editing cartografico.
Visualizzazione, selezione e interrogazione spaziale e degli attributi di dati raster e vettoriali.
Cenni su tecniche e tecnologie di acquisizione dati per i Modelli Digitali del Terreno, le ortofoto, e i sistemi
informativi territoriali.
I Modelli Digitali del Terreno (DTM). Componenti di un DTM. Metodi di interpolazione e strutture dati.
Operazioni sui DTM.
Ortofoto digitali. Vantaggi e svantaggi rispetto alla cartografia numerica. Generazione delle ortofoto.
Rassegna delle basi di dati a livello comunale, regionale e nazionale delle tecniche di distribuzione e condivisione dati (webGIS, geoservizi).
Esercitazioni in laboratorio.
Utilizzo di software per generazione di DTM, confronti multi-temporali, calcolo di volumi.
Presentazione ed impiego del software open-source QGIS: importazione dati, definizione del sistema di riferimento, esportazione dati, operazioni di inserimento ed editing sulla geometria e sugli attributi di dati vettoriali.
Interrogazioni, join e selezioni spaziali e tabellari. Calcolo di statistiche di campo.
Georeferenziazione di dati raster. Uso del calcolatore raster.
Operazioni sui DTM.
Applicazioni di dati vettoriali e raster per l'analisi territoriale.
Sistemi informativi territoriali: Definizione dei modelli concettuale e logico.
Richiami ai concetti base di SIT:
dati raster: risoluzione spaziale e radiometrica. Georeferenziazione dei dati raster. Operazioni sui dati raster. Cenni ai formati raster più diffusi;
dati vettoriali: primitive, codifica delle entità; primitive topologiche. Cenni ai formati vettoriali più diffusi.
Vettorizzazione ed editing cartografico.
Visualizzazione, selezione e interrogazione spaziale e degli attributi di dati raster e vettoriali.
Cenni su tecniche e tecnologie di acquisizione dati per i Modelli Digitali del Terreno, le ortofoto, e i sistemi
informativi territoriali.
I Modelli Digitali del Terreno (DTM). Componenti di un DTM. Metodi di interpolazione e strutture dati.
Operazioni sui DTM.
Ortofoto digitali. Vantaggi e svantaggi rispetto alla cartografia numerica. Generazione delle ortofoto.
Rassegna delle basi di dati a livello comunale, regionale e nazionale delle tecniche di distribuzione e condivisione dati (webGIS, geoservizi).
Esercitazioni in laboratorio.
Utilizzo di software per generazione di DTM, confronti multi-temporali, calcolo di volumi.
Presentazione ed impiego del software open-source QGIS: importazione dati, definizione del sistema di riferimento, esportazione dati, operazioni di inserimento ed editing sulla geometria e sugli attributi di dati vettoriali.
Interrogazioni, join e selezioni spaziali e tabellari. Calcolo di statistiche di campo.
Georeferenziazione di dati raster. Uso del calcolatore raster.
Operazioni sui DTM.
Applicazioni di dati vettoriali e raster per l'analisi territoriale.
Metodi didattici
L'insegnamento si articola in lezioni frontali sugli argomenti di teoria ed esercitazioni in laboratorio informatico con i software QGIS (per l'elaborazione dati nei SIT) e altri per l'elaborazione dei DEM. Nel complesso, la proporzione tra di ore di lezione ed esercitazioni di laboratorio è circa 2:3.
Materiale di riferimento
Il testo principale di riferimento del corso è:
F. Migliaccio, D. Carrion. Sistemi informativi territoriali. UTET, 2016.
Durante lo svolgimento delle lezioni verranno segnalati altri capitoli di testi e articoli scientifici consultabili per la preparazione dell'esame.
Le slide delle lezioni saranno disponibili per gli studenti attraverso la piattaforma ARIEL.
F. Migliaccio, D. Carrion. Sistemi informativi territoriali. UTET, 2016.
Durante lo svolgimento delle lezioni verranno segnalati altri capitoli di testi e articoli scientifici consultabili per la preparazione dell'esame.
Le slide delle lezioni saranno disponibili per gli studenti attraverso la piattaforma ARIEL.
Modulo 2: Statistica
Programma
Statistica descrittiva:
1) Campionamento da popolazioni e variabili statistiche.
2) Distribuzioni di frequenza, istogrammi e diagrammi a barre.
3) Indici di centralità (media, moda, mediana), indici di dispersione (range, deviazione standard, varianza), quantili. Outliers.
Probabilità e variabili aleatorie:
4) Spazio campionario, eventi, probabilità.
5) Probabilità dell'unione e dell'intersezione di eventi. Eventi complementari. Eventi indipendenti. Probabilità condizionata. Regola di Bayes.
6) Valore atteso, varianza e deviazione standard di variabili aleatorie discrete. La famiglia binomiale e di Poisson.
7) Variabili aleatorie continue: uniforme e normale. Standardizzazione e proprietà della distribuzione normale.
Statistica inferenziale:
8) Concetti fondamentali: popolazione, campione, parametro, statistica, stimatore. Comportamento della media campionaria: legge dei grandi numeri e teorema limite centrale. Stima puntuale.
9) Intervalli di confidenza: concetti generali. Intervallo di confidenza per una proporzione.
10) Intervallo di confidenza per la media, sia con deviazione standard nota sia ignota. Distribuzione t di Student.
Verifica di ipotesi (test statistici).
11) Concetti generali: ipotesi nulla e alternativa, errori di prima e seconda specie, livello di significatività, funzione potenza, valore p, statistiche test, regione critica.
12) Test di ipotesi su una proporzione. Test di ipotesi sulla media (sia con varianza nota sia con varianza ignota).
13) Inferenza per due campioni. Inferenza su due proporzioni. Inferenza su due medie per campioni indipendenti.
14) Il modello ANOVA a una via.
15) La regressione lineare semplice.
16) Test di indipendenza e di buon adattamento. Distribuzione chi-quadrato.
Casi di studio ed esercizi
17) Esempi di applicazione di statistica descrittiva, inferenziale e predittiva su dati reali, attraverso l'uso di semplici software statistici,
1) Campionamento da popolazioni e variabili statistiche.
2) Distribuzioni di frequenza, istogrammi e diagrammi a barre.
3) Indici di centralità (media, moda, mediana), indici di dispersione (range, deviazione standard, varianza), quantili. Outliers.
Probabilità e variabili aleatorie:
4) Spazio campionario, eventi, probabilità.
5) Probabilità dell'unione e dell'intersezione di eventi. Eventi complementari. Eventi indipendenti. Probabilità condizionata. Regola di Bayes.
6) Valore atteso, varianza e deviazione standard di variabili aleatorie discrete. La famiglia binomiale e di Poisson.
7) Variabili aleatorie continue: uniforme e normale. Standardizzazione e proprietà della distribuzione normale.
Statistica inferenziale:
8) Concetti fondamentali: popolazione, campione, parametro, statistica, stimatore. Comportamento della media campionaria: legge dei grandi numeri e teorema limite centrale. Stima puntuale.
9) Intervalli di confidenza: concetti generali. Intervallo di confidenza per una proporzione.
10) Intervallo di confidenza per la media, sia con deviazione standard nota sia ignota. Distribuzione t di Student.
Verifica di ipotesi (test statistici).
11) Concetti generali: ipotesi nulla e alternativa, errori di prima e seconda specie, livello di significatività, funzione potenza, valore p, statistiche test, regione critica.
12) Test di ipotesi su una proporzione. Test di ipotesi sulla media (sia con varianza nota sia con varianza ignota).
13) Inferenza per due campioni. Inferenza su due proporzioni. Inferenza su due medie per campioni indipendenti.
14) Il modello ANOVA a una via.
15) La regressione lineare semplice.
16) Test di indipendenza e di buon adattamento. Distribuzione chi-quadrato.
Casi di studio ed esercizi
17) Esempi di applicazione di statistica descrittiva, inferenziale e predittiva su dati reali, attraverso l'uso di semplici software statistici,
Metodi didattici
Lezioni ed esercitazioni in aula
Materiale di riferimento
1) "Introduzione alla Statistica Applicata", di F.M.Stefanini, ed. Pearson, 2007.
2) "Introduzione alla Statistica", di M. K. Pelosi e T. M. Sandifer, ed. McGraw-Hill, 2009.
3) Materiale sul sito Ariel del corso.
2) "Introduzione alla Statistica", di M. K. Pelosi e T. M. Sandifer, ed. McGraw-Hill, 2009.
3) Materiale sul sito Ariel del corso.
Moduli o unità didattiche
Modulo 1: Sistemi informativi territoriali
INF/01 - INFORMATICA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente:
Fugazza Davide
Modulo 2: Statistica
SECS-S/01 - STATISTICA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docenti:
Baldi Lucia, Stefanini Federico Mattia
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
Via Celoria 2, 3° piano
Ricevimento:
Su appuntamento Martedì e Mercoledì (email)
via Celoria 10