RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

Interoperabilità e gestione cooperativa di dati geografici dinamici multidimensionali e distribuiti con strumenti GIS liberi e Open Source

Università di riferimento

Università degli Studi di TRENTO - INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE - ()

Responsabile dell'Unità di ricerca

Paolo Zatelli

Descrizione

L'Unità di ricerca si occuperà della gestione dei dati e dei servizi da parte di sistemi di gestione di basi di dati (Database Management System - DBMS), occupandosi in particolare dell'interoperabilità delle basi di dati e della gestione di elaborazione di dati geografici con approccio server-side.
L'interoperabilità delle basi di dati e dei servizi è un problema sentito da tempo per basi di dati generiche e sta diventando un aspetto critico della gestione e condivisione delle basi di dati geografiche, in virtù delle particolarità del dato spaziale e dei modi di accesso.
Sono attive alcune iniziative sia a livello italiano che europeo per la definizione di modalità standard di interscambio di dati geografici. Tra queste la più significativa è la Direttiva europea INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe - Infrastruttura per l'Informazione Territoriale in Europa) che mira a definire un quadro normativo e tecnico per la realizzazione di una infrastruttura di dati territoriali con l'obiettivo dell'interoperabilità dei dati e dei servizi.
In particolare questa direttiva fa riferimento alle specifiche ISO/TC211 e Open Geospatial Consortium, che riguardano soprattutto la schematizzazione dei dati, i metadati ed i servizi ma non l'interoperabilità di basi di dati. Anche l'"Interoperability Workshop", svoltosi a Milano il 4 giugno scorso promosso dal Comitato Europeo che si occupa di standard geografici (CEN TC 287), si è focalizzato sui metadati e sui servizi piuttosto che sulla interoperabilità dei dati stessi. In ambito italiano è attiva l'Intesa Gis: Intesa tra Stato, Regioni ed Enti Locali sui Sistemi Informativi Geografici (spesso indicata come Intesa Stato-Regioni).
Il progetto si focalizza invece sugli aspetti tecnici di interoperabilità delle basi di dati spaziali e dei DBMS con estensione spaziale, mentre l'interoperabilità dei servizi viene indagata da altre unità di ricerca dello stesso progetto.
Il primo passo riguarderà la ricognizione degli standard esistenti per l'interoperabilità dei dati geografici con la selezione di quelli rilevanti ai fini del progetto. In particolare si dovranno studiare gli standard approvati da ISO (International Organisation of Standardization, http://www.iso.org/) e OGC (Open Geospatial Consortium, http://www.opengeospatial.org/standards) e selezionare quelli applicabili nel campo dei DBMS spaziali. Si dovrà inoltre fare il punto della situazione sul lavoro in atto ai diversi livelli nell'ambito dei dati geografici per individuare quali hanno una ricaduta diretta o indiretta sul progetto. Dovrà inoltre essere eseguita una indagine sugli standard di fatto utilizzati nell'ambito dei DBMS, chiarendone l'applicabilità e gli ambiti di utilizzo.
Un secondo punto del progetto riguarderà la ricognizione delle tecniche esistenti per l'interoperabilità dei DBMS spaziali esistenti e degli eventuali sistemi software che le implementano, con particolare riguardo per le soluzioni in ambito FOSS.
Una volta che si avrà a disposizione lo stato dell'arte sia per quanto riguarda gli standard che le implementazioni sarà possibile analizzare i vantaggi e gli svantaggi di ciascun approccio e formulare impostazioni alternative dove lo si riterrà vantaggioso. Si potranno quindi formulare progetti riguardanti procedure ed eventualmente sistemi software per l'interoperabilità di DBMS spaziali, sia con middleware che agiscono in modo trasparente rispetto all'utente sia, nel caso la soluzione precendente non sia praticabile, con strumenti per il passaggio dell'intera base di dati da un DBMS all'altro.
Per lo sviluppo di sistemi middleware si dovrà investigare quale delle possibili soluzioni sia la più adatta all'interfacciamento di DBMS spaziali:

* Remote Procedure Call (RPCs), in cui un client si appoggia ad una procedura su un server remoto, in modo sincrono o asincrono;
* Message Oriented Middleware (MOM), in cui l'elaborazione è gestita dal server come "coda" di messaggi in modo asincrono;
* Object Request Broker (ORB), per sistemi orientati agli oggetti;
* SQL-oriented Data Access, per applicazioni che si interfacciano a DBMS.

L'ultimo di questi approcci rappresenta ovviamente l'ipotesi più promettente, anche se al momento non esistono implementazioni funzionanti specifiche per i DBMS con estensioni spaziali.
La progettazione degli eventuali software dovrà tenere conto della possibilità di usufruire di librerie e parti di codice esistenti, anche in relazione alla volontà di utilizzare sistemi FOSS e di rilasciare sotto una licenza FOSS i prodotti della ricerca.
A valle della scrittura del software e della messa a punto delle tecniche sopra descritte si dovrà procedere ad una fase di test individuando le configurazioni più significative fra le praticamente illimitate possibilità di combinazioni tra sistemi client e sistemi server.

Per quanto riguarda la gestione di elaborazione di dati geografici con approccio server-side, si dovra fare una ricognizione della situazione esistente sia per quanto riguarda le specifiche normative o tecniche esistenti sia per quanto riguarda le implementazioni attuali. La situazione presenta al momento un quadro molto frammentato in cui sono state realizzate applicazioni che utilizzano front-end web (più specificamente WebGIS) per eseguire l'applicazione di funzioni di elaborazione di dati con componente spaziale da parte di DBMS, ma queste applicazioni sono realizzate in modo da risolvere problemi specifici, senza affrontare il problema in modo sistematico. Un esempio in questo campo sono le applicazioni per la soluzione dei problemi di percorsi minimi lungo una rete.
Una volta chiarito il quadro della situazione sarà possibile individuare la migliore tecnologia per realizzare il collegamento tra interfaccia web e DBMS spaziali, proporre un modello per questa tecnologia e implementarne un prototipo.

Entrambe le parti del progetto prevedono la documentazione, oltre che di quanto realizzato nell'ambito del progetto, della situazione pre esistente, documentazione attualmente non disponibile in forma organica.

Il progetto porrà particolare attenzione alle soluzioni realizzate in ambito FOSS, approccio che sta diventando in questo campo comune anche per software house realizzatrici di software proprietario, con ambienti di lavoro misti Open Source/Proprietario, gli esempi più noti sono ESRI e Autodesk.