Slides in Italian. A Django-powered geostatistical system to automate statistical calculation of perimeter, area, orientation and other values from neolithic compounds using only open source software.

1. Geostatistica con GIS open source
Gli insediamenti neolitici del Tavoliere
Tesi di laurea triennale in Geofisica applicata
Francesco de Virgilio
Relatore: Ch.mo Prof. Marcello Ciminale
Correlatrice: dott.ssa Mariangela Noviello
Dipartimento di Scienze della Terra e Geoambientali
Università degli Studi di Bari “Aldo Moro”

2. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Insediamenti neolitici

3. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Insediamenti neolitici
ditch

4. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Insediamenti neolitici
ditch
compounds

5. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
2 Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Il workflow dell’analisi geofisica
foto aeree database
SIT vettori dati derivati statistiche
magnetometria statistiche autom.
disegno

6. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
3 Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Il workflow dell’analisi geofisica
foto aeree database
SIT vettori dati derivati statistiche
magnetometria statistiche autom.
disegno

7. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
4 Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Il workflow dell’analisi geofisica
foto aeree database
SIT vettori dati derivati statistiche
magnetometria statistiche autom.
disegno

8. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
5 Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Compounds: difficoltà e stato dell’arte
A. Niekamp — 2013
Pietrele, Romania

9. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
6 Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Compounds: difficoltà e stato dell’arte
A. Niekamp — 2013
Pietrele, Romania

10. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
6 Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Compounds: difficoltà e stato dell’arte
A. Niekamp — 2013
Pietrele, Romania

11. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
6 Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Compounds: difficoltà e stato dell’arte
A. Niekamp — 2013
Pietrele, Romania
perimetro
area
orientazione
(accesso)

12. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
6 Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Compounds: difficoltà e stato dell’arte
A. Niekamp — 2013
Pietrele, Romania
A. Laterza — 2013
Tavoliere, Puglia

13. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
7 Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Distinzione di ditches e compounds: Jenks
Anglisano (Lucera): 47 geometrie
Dati geografici di partenza

14. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
8 Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Distinzione di ditches e compounds: Jenks
Anglisano (Lucera): 47 geometrie
Classificazione dei perimetri con intervalli naturali di Jenks, k = 5
ditches: classi 1, 2 compounds: classi 3, 4, 5

15. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
9 Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Distinzione di ditches e compounds: Jenks
Anglisano (Lucera): 47 geometrie = 3 ditches + 44 compounds

16. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
9 Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Distinzione di ditches e compounds: Jenks
Anglisano (Lucera): 47 geometrie = 3 ditches + 44 compounds
ditches
compounds

17. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
10 Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione aree e perimetro
C
centroide
F
punto più
distante da
C
B
buffer da F
C
F
B

18. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
11 Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione aree e perimetro
P1
P2
P3
P4
D C
B
= 1
xp = xC + r ¡cos
yp = yC + r ¡cos

19. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
12 Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione aree e perimetro
P1
P2
P3
P4
D C
B
i1
i2
I = fi1(xi1 ; yi1 )g
di2C di1C

20. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
13 Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione aree e perimetro
P1
P2
P3
P4
D C
B
I = fi1(xi1 ; yi1 ); i2(xi2 ; yi2 )g

21. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
14 Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione aree e perimetro
P1
P2
P3
P4
D C
B
I = fi1(xi1 ; yi1 ); i2(xi2 ; yi2 ); i3(xi3 ; yi3 )g

22. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
15 Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione aree e perimetro
P1
P2
P3
P4
D C
B
I = fi1(xi1 ; yi1 ); i2(xi2 ; yi2 ); i3(xi3 ; yi3 ); i4(xi4 ; yi4 ); : : :g

23. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
16 Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione aree e perimetro
I = fi1(xi1 ; yi1 ); i2(xi2 ; yi2 ); i3(xi3 ; yi3 ); i4(xi4 ; yi4 ); : : :g

24. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
17 Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione aree e perimetro
I = fi1(xi1 ; yi1 ); i2(xi2 ; yi2 ); i3(xi3 ; yi3 ); i4(xi4 ; yi4 ); : : :g

25. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
18 Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione dell’accesso
Segmento rettilineo più lungo tra quelli che compongono il
perimetro.
d = 0
d dp3;p4
d = dp3;p4
p3
p4

26. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
19 Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione dell’accesso
Segmento rettilineo più lungo tra quelli che compongono il
perimetro.
d = dp3;p4
d dp6;p7
d = dp3;p4
p6
p7

27. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
20 Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione dell’accesso
Segmento rettilineo più lungo tra quelli che compongono il
perimetro.
d = dp3;p4
d dp9;p10
d = dp9;p10
p9
p10

28. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
21 Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione dell’accesso
Segmento rettilineo più lungo tra quelli che compongono il
perimetro.
d = dp9;p10
d dp12;p13
d = dp9;p10
p12p13

29. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
22 Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione dell’accesso
Segmento rettilineo più lungo tra quelli che compongono il
perimetro.
d = dp9;p10
d dp14;p1
d = dp14;p1
p1
p14

30. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
23 Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Derivazione dell’accesso
d = 0
d = din;in+1
in = in+1
get in+1
fin (xin ; yin ) j in 2 I and n = 1g
din;in+1 d
register d, in
F
T F
T

31. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
24 Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Calcolo dell’orientazione
C
B
a1
a2
e
(xe ;ye ) = ( 1
2
(x1 + x2) ; 1
2
(y1 + y2))

32. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
25 Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Calcolo dell’orientazione
e
N
NW
W
SW
S
SE
E
NE
= 45
xp = xC + r ¡cos
yp = yC + r ¡cos

33. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
26 Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Calcolo dell’orientazione
e
N
NW
W
SW
S
SE
E
NE

34. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
27 Codice
WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Dalla logica al codice
d = 0
d = din;in+1
in = in+1
get in+1
fin (xin ; yin ) j in 2 I and n = 1g
din;in+1 d
register d, in
F
T F
T
1 # i t e r a t e on a l l open compounds
2 f o r compound i n cur_shp . helpercompoundsarea_set
3 . f i l t e r ( type= ’ compound ’ , open=True ) :
4 # get s i d e s and r e l a t i v e l e n g t h s as d i c t i o n a r y
5 s i d e s = g et _s i de _ di c t ( compound , 3857)
6 # get l o n g e s t s i d e i n a r e a polygon as a L i n e S t r i n g
7 a c c e s s _ l i n e s t r = max ( s i d e s , key= s i d e s . get )
8
9 # get a c c e s s l e n g h t as p r o j e c t e d v a l u e
10 p r o j _ a c c e s s _ l i n e s t r = a c c e s s _ l i n e s t r
11 p r o j _ a c c e s s _ l i n e s t r . t r a n s f o r m ( cur_shp . p r o j )
12
13 # get the c e n t r o i d of the a c c e s s s i d e
14 f e a t u r e _ c e n t r o i d = compound . p o l y . c e n t r o i d
15
16 # get compound ’ s f a r t h e s t p o i n t from c e n t r o i d
17 max_point = Point ( compound . p o l y . c o n v e x _ h u l l . e x t e n t [ 2 ] ,
18 compound . p o l y . c o n v e x _ h u l l . e x t e n t [ 3 ] ,
19 s r i d =3857)
20 r a d i u s = max_point . d i s t a n c e ( f e a t u r e _ c e n t r o i d )
21
22 # draw c a r d i n a l p o i n t s around the compound e v e r y
23 # 45 degree , and r o t a t e them by 12 d e g r e e
24 # to a l i g n p e r p e n d i c u l a r l y to N
25 c a r d i n a l _ p t s = get_round_vertex (
26 45 ,
27 r a d i u s ,
28 f e a t u r e _ c e n t r o i d . x ,
29 f e a t u r e _ c e n t r o i d . y ,
30 3857 ,
31 12)
32
33 # c r e a t e cake s l i c e s u s i n g c a r d i n a l p o i n t s
34 p o l y g o n _ l i s t = [ ]
35 f o r i , item i n enumerate ( c a r d i n a l _ p t s ) :
36 p o i n t s = ( f e a t u r e _ c e n t r o i d . coords ,
37 item . coords ,
38 c a r d i n a l _ p t s [ i 1 ] . coords ,
39 f e a t u r e _ c e n t r o i d . c o or d s )
40 p o l y g o n _ l i s t . append ( Polygon ( p o i n t s , s r i d =3857))
41 s e c t o r s = M u l t i P o l y g o n ( p o l y g o n _ l i s t , s r i d =3857)
42
43 # get a c c e s s s i d e c e n t r o i d
44 a c c e s s _ c e n t r o i d = a c c e s s _ l i n e s t r . c e n t r o i d
45 a c c e s s _ c e n t r o i d . t r a n s f o r m (3857)

35. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
28 WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Interfaccia alle funzioni: webGIS

36. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
29 WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Interfaccia alle funzioni: webGIS

37. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
30 WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Interfaccia alle funzioni: webGIS

38. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
31 WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Interfaccia alle funzioni: webGIS

39. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
32 WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Interfaccia alle funzioni: webGIS

40. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
33 WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Interfaccia alle funzioni: webGIS

41. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
34 WebGIS
Statistiche
Conclusioni
Interfaccia alle funzioni: webGIS

42. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
35 Statistiche
Conclusioni
Affidabilità: numero di ditches e compounds
ang1
ang2
ippo
m
lr1
m
lr2
m
to
plm
10
plm
11
pnt
sln1
sln2
0
20
40
60
80
compounds(n)
Lat13
current
ang1
ang2
ippo
m
lr1
m
lr2
m
to
plm
10
plm
11
pnt
sln1
sln2
0
2
4
6
insediamenti
ditches(n)

43. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
36 Statistiche
Conclusioni
Affidabilità: aree e perimetri
ang1
ang2
ippo
m
lr1
m
lr2
m
to
plm
10
plm
11
pnt
sln1
sln2
0
2
4
¡105
area(m2)
Lat13
current
ang1
ang2
ippo
m
lr1
m
lr2
m
to
plm
10
plm
11
pnt
sln1
sln2
0
1;000
2;000
insediamenti
perimetro(m)

44. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
37 Statistiche
Conclusioni
Affidabilità: aree e perimetri
N
N
E
E
SE
S
SW
W
N
W
0
20
40
60
orientazione dei compounds
frequenza(n)
Lat13
current

45. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
37 Statistiche
Conclusioni
Affidabilità: aree e perimetri
N
N
E
E
SE
S
SW
W
N
W
0
20
40
60
orientazione dei compounds
frequenza(n)
Lat13
current
H0 : 2
1 = 2
2 s2
=
1
N 1
N
i=1
(xi x)2
Fcal =
s2
2
s2
1
= 1:07
Ha : 2
1 T= 2
2 s2
1 = 438:79 Fcal Ftab
s2
2 = 470:84 H0 verificata

46. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
38 Conclusioni
Conclusioni
Dati: 11 insediamenti – 155 compounds
Metodo standard Metodo proposto
tempi 2 mesi 30 min

47. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
38 Conclusioni
Conclusioni
Dati: 11 insediamenti – 155 compounds
Metodo standard Metodo proposto
tempi 2 mesi 30 min
affidabilità 100% 100%

48. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
38 Conclusioni
Conclusioni
Dati: 11 insediamenti – 155 compounds
Metodo standard Metodo proposto
tempi 2 mesi 30 min
affidabilità 100% 100%
riproducibilità parziale completa

49. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
38 Conclusioni
Conclusioni
Dati: 11 insediamenti – 155 compounds
Metodo standard Metodo proposto
tempi 2 mesi 30 min
affidabilità 100% 100%
riproducibilità parziale completa
software installazione locale internet (webGIS)

50. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
38 Conclusioni
Conclusioni
Dati: 11 insediamenti – 155 compounds
Metodo standard Metodo proposto
tempi 2 mesi 30 min
affidabilità 100% 100%
riproducibilità parziale completa
software installazione locale internet (webGIS)
costi licenza GIS (e 2850) open source: e 0

51. 39
Geostatistica
con GIS open
source
Francesco
de Virgilio
Workflow
Compounds
Distinzione
Area, perim.
Accesso
Orientazione
Codice
WebGIS
Statistiche
39 Conclusioni
Grazie
So Long, and Thanks for All the Fish
(D. Adams)