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sabato 10 agosto 2024

Differenze tra i sistemi di riferimento EPSG 4326 e EPSG 3857

Come distinguere facilmente le coordinate geografiche da quelle piane
(Tempo di lettura 4 ')

Capita spesso di utilizzare l'EPSG 4326 come sistema di riferimento in QGIS per visualizzare le coordinate geografiche WGS84 acquisite attraverso i dispositivi di telefonia mobile o per gestire file .KML/.KMZ prodotti con GoogleEarth ovvero per il WEB Mapping con QGIS, tanto che talvolta ci si dimentica che l'EPSG:4326, basato sull'ellissoide WGS84, non è una proiezione vera e propria ma viene rappresentata planimetricamente considerando le coordinate geografiche della latitudine e della longitudine come delle coordinate cartesiane, vedasi proiezione cilindrica equidistante.



EPSG  4326 : sistema di riferimento geografico basato sull'ellissoide WGS84 , da notare l'evidente distorsione verso le alte latitudini N e S 

Se invece utilizziamo i servizi WMS come OSM o GoogleMaps (vedi plugin QuickMapService), il sistema di riferimento predefinito da QGIS viene impostato in EPSG 3857 , che rappresenta un sistema di coordinate proiettato dalla superficie di una sfera, approssimando la Terra a una sfera perfetta. Per questo motivo, tale sistema di riferimento risulta inadatto per effettuare misurazioni cartografiche, sebbene espresso in metri con assi (Est, Nord), in quanto, rispetto al WGS 84 / World Mercator, fornisce errori di scala dell'ordine del 0,7% e differenze in direzione Nord fino a 43 km sulla mappa (21 km a terra). Infatti, non si tratta di un sistema di riferimento autonomo ma, più propriamente, di una proiezione delle classiche coordinate ellissoidiche basate sulla latitudine e longitudine, che si potrebbe definire "simil-Mercatore". Sebbene nelle mappe di Google e OSM questa proiezione risulti applicata alle coordinate ellissoidiche (geografiche) WGS84 e quindi utilizzi come sistema di riferimento il predetto WGS84, andrebbe accuratamente evitata per operazioni metriche in quanto affetta da distorsioni geometriche significative. Risulta sostanzialmente sviluppata per semplificare la visualizzazione e consentire lo scorrimento fluido delle mappe all'interno della piccola superficie piana delimitata dallo schermo di un PC, senza la necessità di svolgere calcoli più complessi. Si potrebbe affermare che siamo in presenza di un'astuta soluzione informatica piuttosto che di una rigorosa proiezione cartografica. 


Come noto, la differenza più evidente tra coordinate geografiche, definite da una coppia di numeri che rappresentano latitudine ( φ ) e la longitudine ( λ ), mentre la quota ortometrica o geoidica h viene spesso omessa, e le coordinate piane (X o Est, Y o Nord), attenzione all'ordine degli assi che cambia a seconda delle convenzioni è che le prime vengono espresse in gradi mentre le seconde in metri e ciò risulta facilmente distinguibile nella casella Coordinata della barra di stato (  ) di QGIS, attraverso la seguente regola semplificata:


EPSG 4326 : utilizza un sistema di coordinate geografiche relative a una superficie curva 3D, espresse in gradi, quindi la parte intera delle coordinate in FVG avrà sempre due cifre, da (45,...°N 12,...°E)  a (46,...°N 14,...°E) però con molti decimali dopo la virgola (per aumentare i decimali: Progetto Propietà Generali Precisione coordinate  Manuale ➝   modificare il valore di defalut);



EPSG  4326 : l'immagine apparentemente piatta e visibilmente deformata è in realtà la rappresentazione di un sistema di riferimento geografico 3D dove le misure sono espresse in gradi

EPSG 3857 : utilizza un sistema di coordinate proiettate su superficie piana 2D, espresse in metri, che in Regione può variare da (1285650, 5653209) a (1620541, 5918317) , quindi con la parte intera costituita da sette cifre e con assenza o pochi decimali dopo la virgola.


EPSG  3857 : sistema di riferimento pseudo-proiettato dove le misure sono espresse in metri

Premesso che tali pseudo proiezioni dovrebbero essere adottate esclusivamente per rappresentazioni di geometrie acquisite con una precisione metrica o per trasferire dati tra applicazioni per l'escursionismo, resta il fatto che per effettuare rilievi accurati in campagna si dovrebbe ricorrere a strumenti GNSS dotati di multifrequenza e correzione (N)-RTK oppure utilizzare, in via speditiva, applicazioni come QField o MerginMaps dotati di antenna GNSS esterna, avendo cura di impostare il software di acquisizione dati nel sistema di riferimento rigorosamente proiettato EPSG 6708.  


L'accuratezza degli attuali ricevitori GNSS presenti nei comuni dispositivi di telefonia mobile non consente ancora di raggiungere precisioni decimetriche, attestandosi secondo alcune fonti attorno ai 5-20 m per smartphone a singola frequenza e 3-6 m per quelli a doppia frequenza, ma la situazione potrebbe cambiare grazie alla graduale attivazione, a partire dal gennaio 2023, del servizio Galileo E6-B (High Accuracy Service), tuttavia, per poterle apprezzare bisognera attendere la disponibilità sul mercato di smartphone capaci di elaborare il nuovo segnale E6-B ad alta precisione per il posizionamento preciso dei punti (PPP).


Fonti:

CC-BY-Daniele Samez 



mercoledì 26 maggio 2021

Versioni di QGIS : aggiornamento librerie software

 Aggiornamento sulle recenti versioni di QGIS

Allo scopo di consentire l'aggiornamento tecnologico delle numerose librerie software su cui si basa QGIS, la comunità internazionale ha diffuso un avviso, tramite questo comunicato (1), per informare che il supporto delle versioni a 32 bit di QGIS verrà gradualmente abbandonato anche se, a motivo della complessità delle attività coinvolte, non esiste ancora una data certa su quando ciò avverrà definitivamente.

Tra le altre considerazioni che hanno contribuito a tale scelta vi è la constatazione che, ormai da molti anni, quasi tutti i nuovi computer, anche quelli di fascia bassa, risultano dotati di processori a 64 bit inoltre, da un sondaggio svolto nel 2020 tra agli utenti di QGIS, è emerso che solo il 7% degli intervistati utilizzava ancora sistemi operativi a 32 bit. Questi ultimi, come noto, risultano pesantemente limitati nelle applicazioni GIS in quanto posso utilizzare, ovvero indirizzare direttamente, solo 4 GB di memoria RAM.

Comunque, anche se lo sviluppo di QGIS si focalizzerà unicamente sulle versioni con codice a 64 bit, tutte le precedenti versioni continueranno a rimanere disponibili per il download sulla repository ufficiale (2)

La conseguenza diretta di quanto sopra descritto è che la pagina di download del sito qgis.org (3) (4) si trova attualmente in una fase di transizione, che durerà, presumibilmente, fino alla completa sostituzione, in tutti i pacchetti di installazione, delle vecchie librerie con quelle nuove, tra le quali spiccano : Qt 5.15, GDAL 3.2, PROJ 7.2, SAGA 7.8, SpatiaLite 5 e PDAL 2.2. Quest'ultima, in particolare, consente il supporto nativo dei dati LiDAR in QGIS.

Oltreché per il sistema operativo Windows, QGIS è disponibile anche per i seguenti ambienti: macOS, Linux (Debian/Ubuntu, Fedora, openSUSE, RHEL, CentOS, Scientific Linux, Mandriva, Slackware, ArchLinux, Flatpak ) e in versione mobile per Android (QField) (3).


(1) https://blog.qgis.org/2020/10/15/phasing-out-32-bit-support-in-qgis/
(2) https://qgis.org/downloads/
(3) https://qgis.org/it/site/forusers/download.html
(4) https://qgis.org/it/site/forusers/alldownloads.html
(5) https://play.google.com/store/apps/details?id=ch.opengis.qfield&hl=it&gl=US



Versioni di QGIS per Windows e considerazioni pratiche sulle loro possibili tipologie di utilizzo e d'installazione


Allo stato attuale la pagina di download di QGIS per Windows (1)  si presenta con il seguente aspetto:


Risultano pertanto disponibili i seguenti pacchetti d'installazione: 
  • OSGeo4W "Network Installer" con codice a 64 o 32 bit
  • Ultima versione "Standalone instraller" con codice a 64 o 32 bit 
  • Versione a lungo supporto "LTR" con codice a 64 o 32 bit
  • QGIS in OSGeo4W testing solo con codice a 64 bit
  • Standalone installers from OSGeo4W testing packages (MSI).
Oltre alle concise descrizioni già presenti sulla pagina di cui sopra, si riportano di seguito alcune considerazioni, che forse non riusciranno a chiarire tutti gli eventuali dubbi sull'argomento ma almeno provano a fornire alcune spiegazioni pratiche, sebbene migliorabili, che si spera possano essere utili.  

OSGeo4W "Network Installer" con codice a 64 o 32 bit

A fronte di una configurazione iniziale che può risultare più complessa, questo tipo di installazione consente una gestione dell'applicativo più flessibile, come ad esempio la possibilità di avere più versioni di QGIS installate sullo stesso PC oppure quella di effettuare aggiornamenti automatici o manuali di pacchetti ed altri driver utili per integrare ulteriori funzionalità, rendendo questa tipologia d'installazione, forse, la più adatta per un utente esperto o per chi lo vuole diventare.

Cliccando su OSGeo4W Network Installer (64 o 32 bit) viene scaricata solo l'applicazione (meno di 1 MB) che consente l'installazione basata sulla repository OSGeo4W, quindi se hai intenzione di installarlo su un'altro PC senza connessione alla rete Internet, ti conviene optare per una delle versioni standalone

Per installare l'ultima versione, una volta avviata l'installazione, devi scegliere Installazione Rapida Desktop e selezionare QGIS.

Invece, per ottenere la versione a lungo supporto (LTR) devi scegliere Installazione avanzata e selezionare qgis-ltr-full, mentre per ottenere la versione di sviluppo scegli Installazione avanzata e selezionare qgis-full-dev.

Due ottime guide, passo passo, su come procedere all'installatore di pacchetti OSGeo4W "Network Installer" le puoi trovare ai link (1) e (2).

Se il tuo PC si collega ad internet attraverso un proxy aziendale o un firewall, occorre configurare correttamente i parametri del programma di installazione con quelli specifici del proxy forniti dal gestore della rete aziendale oppure disattivavare il firewall temporaneamente.


Ultima versione (più ricca di funzionalità) con codice a 64 o 32 bit

Le ultime versioni di QGIS risultano adatte a coloro che, per il tipo di attività svolta o per semplice curiosità, hanno l'esigenza di utilizzare le nuove funzionalità e sono disposti a correre qualche rischio con eventuali difformità di gioventù dell'applicativo.

L'installazione è di tipo standalone ovvero è sufficiente scaricare il programma (circa 400 MB) ed installarlo con i diritti di amministratore. Per fare ciò seleziona il programma scaricato e con il tasto destro del mouse dal menù contestuale scegli "Esegui come amministratore", avendo cura di disattivare eventuali antivirus temporaneamente.

Tra le nuove funzionalità implementate, a partire dalla versione QGis 3.18, vi è quella che consente di caricare e visualizzare direttamente i file .LAS o .LAZ ma, per i motivi elencati in precedenza, l'installazione adatta per visualizzare i dati LiDAR è la "Standalone installers from OSGeo4W testing packages (MSI)", più avanti descritta.

Versione "standalone" a lungo supporto "LTR" con codice a 64 o 32 bit

In linea di massima le versioni Long Term Release (LTR) risultano caratterizzate da una maggiore stabilità operativa e costante correzione dei difetti riscontrati ed è per tali motivi che vengono preferite nel caso di nuove installazioni su dispositivi della pubblica amministrazione o aziendali.

Trattandosi di versioni standalone presentano l'ulteriore vantaggio di rendere la procedura d'installazione più semplice e rappresentano la soluzione più indicata per l'utente comune o per chi vuole iniziare ad utilizzare QGIS per la prima volta.

Come già visto in precedenza, è sufficiente scaricare l'eseguibile (circa 400 MB) ed installarlo con i diritti di amministratore, ovvero, previa disattivazione temporanea di eventuali antivirus, seleziona il programma scaricato e dal menù contestuale (tasto destro del mouse) scegli Esegui come amministratore.

QGIS in OSGeo4W testing (upcoming replacement with newer dependencies, alternative, 64bit only)

Questo nuovo pacchetto di installazione OSGeo4W, di tipo "Network Installer" e solo con codice a 64 bit, contiene una serie di novità tra cui:
  • la directory root predefinita è stata cambiata in C:\OSGeo4W;
  • utilizza solo la versione di Python 3.9 e quindi non dovrebbe funzionare con  Windows 7 e inferiori;
  • adotta le nuove librerie Qt 5.15, GDAL 3.2, PROJ 7.2,  SAGA 7.8 e SpatiaLite 5;
  • aggiorna la libreria PDAL alla versione 2.2 in modo da  consentire il supporto nativo delle nuvole di punti in QGIS;
  • utilizza un nuovo programma di installazione che non richiede più i privilegi di amministratore.
Come evidenziato su questo blog di Pigrecoinfinito (1), non è ancora possibile eseguire l’aggiornamento da vecchie installazioni, per cui si deve prima rimuovere completamente la versione OSGeo4W "Network Installer" e poi reinstallarla oppure utilizzare una directory separata, poiché il nuovo OSGeo4W supporta solo 64 bit.


Standalone installers from OSGeo4W testing packages (MSI)

Allo stato attuale, questa è l'unica versione di QGIS di tipo Standalone, con dimensione di oltre 1 GB, che integra un visualizzatore nativo di dati LiDAR, grazie alla libreria PDAL 2.2 necessaria per leggere i file LAS / LAZ. Maggiori informazioni sulle nuove funzionalità di QGIS sono raggiungibili attraverso questa la pagina (2) .

Per una descrizione dettagliata delle nuove estensioni per la gestione dei dati LIDAR si rimanda al questo sito (1).

Eccovi un'istantanea con evidenziato il pacchetto di installazione "Standalone" da utilizzare:



Daniele Samez

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