Evoluzione Da ieri a oggi - LIRIS · –il controllo di validitàdei contenuti...

INPUT – Potenza 2010 Pr. R. Laurini

Web Geografico Semantico 1

Evoluzione

Da 1993 � Da 2008 �

Evoluzione

Da 1993 � Da 2008 �Dati spaziali strutturati Dati spaziali non-strutturati

Da ieri a oggi

2010



Due cambiamenti di paradigma

• Ricerca d’informazione geografica

– in un GIS

– � su Internet

• Involgimento degli utenti

– solo come « lettori »

– � anche come contributori

Web Semantico Geografico

• 1 – Introduzione al Geo Web

• 2 – Ricerca d’informazioni geografiche su

Internet

• 3 – Città Virtuali 3D

• 4 – Conclusioni

1 – Introduzione al Geo Web

• Web Semantico

• Geoweb

• Mashup

• Ontologie

• Geobrowers

Le parole-chiavi del Web di oggi



Google Earth (e Google Maps)

• Google Maps e Google Earth entrambi sono stati liberati in 2005 (benchè Google Earth fosse comprato da una altra azienda)

• Hanno rivoluzionato l'uso dei dati spaziali sul web

• Google Maps ha offerto gli API (programmazione di applicazione di nterfacce) che hanno reso facile aggiungere i dati

• Uso di KML permette agli utenti di gestire dati in 3D

• Gran parte della visione interoperabile del OGC ora sta accadendo attraverso Google

Web semantico

• trasformazione del World Wide Web in un

ambiente dove i documenti pubblicati (pagine

HTML, file, immagini, e così via) siano associati ad informazioni e dati (metadati) che

ne specifichino il contesto semantico

• in un formato adatto all'interrogazione,

all'interpretazione e, più in generale,

all'elaborazione automatica.

Wikipedia: http://it.wikipedia.org/wiki/Web_semantico

• Con l'interpretazione del contenuto dei documenti che il Web Semantico propone,

• Saranno possibili ricerche molto più evolute delle attuali, basate sulla presenza nel documento di parole chiave, ed altre operazioni specialistiche come la costruzione di reti di relazioni e connessioni tra documenti secondo logiche più elaborate del semplice link ipertestuale.

Scopi del Web Semantico

• Sviluppo di applicazioni per

– l’estrazione di informazione da collezioni

estemporanee/dinamiche di documenti

– il controllo di validità dei contenuti

– l’identificazione di stile

– il riconoscimento di collegamenti ipertestuali

virtuali

– gli agenti intelligenti (cooperazione)



GeoWeb

• Geoweb o Geospatial è un termine relativamente nuovo che implica la fusione delle informazioni (basate sulle posizione) geografiche con le informazioni astratte che attualmente dominano Internet.

• Ciò genererebbe un ambiente in cui uno potrebbe cercare le cose basate soltanto su posizione anziché dalla parola chiave - cioè“che cosa è quì?”.

http://en.wikipedia.org/wiki/Geoweb

Geoweb

• Localizzazione intelligente

• Uso di Internet

• Toponimi � localizzazione sul globo

• Indirizzo postale � localizzazione sul globo

• Relazioni di localizzazione

• Gazetteer (elenco di toponimi)

Mashup

• I mashup integrano dati da fonti multiple per realizzare prodotti nuovi ed applicazioni utili

• Permettere la creazione dei mashup con dati e servizi, i fornitori devono fornire le interfacce ai loro dati in moda da creare una catena di servizi sul web

• I mashup permettono la mappatura interattiva dei dati in tempo reale � ciò non era possibile con le mappe di carta (per esempio dove è ADESSO il mio treno?)



Terremoti

• http://serverx.esri.com/arcgisjavascriptapi/co

degallery/EarthquakePopulation.html

Esempi di Mashup

• Interrogare le speci, chiedere informazioni sulle distribuzioni, sulle immagini e sugli articoli scientifici o i libri si sono chiesti alla domanda

• Mappare un itinerario sulle Stazioni di metropolitana di Londra

• Mappare gli aerei ed informazioni relative in tempo reale nella zona di Zurigo

• Mappare i crimini a Copenhaghen

Servizi geografici

• Dalla OGC (Open Geospatial Consortium)

• Servizi normalizzati– WMS: Web Map Service

– WFS: Web Feature Service

– WCS: Web Coverage Service

– GML: Geography Markup Language

– CAT: Catalog Service

– CAT: Coordinate Transformation

– SFS: Simple Features - SQL



http://maps.google.fr/maps?hl=it&safe=off&q=unibas&ie=UTF8&t=h&radius=0.08&sll=40.631925,15.806188&sspn=0.001431,0.002401&split=1&filter=0&

rq=1&ev=zi&hq=unibas&hnear=&ll=40.63326,15.806258&spn=0,0.002401&z=19&layer=c&cbll=40.633365,15.806332&panoid=zCtP0VpgBNyWisu9rYxN8w&cbp=12,274.47,,0,-0.67

Ontologia

• Ontoς = L'essere ; Logia = discorso• Aristotele: "lo studio dell'essere in quanto

essere"

• Def1: teoria degli oggetti e delle loro relazioni

• Def2: teoria delle entità, specialmente delle entità che esistono nel linguaggio

• Def3: specificazione esplicita di una concettualizzazione (Gruber)

• Def4: grafo semantico

Esempio d’ontologia

Inondazione

TemporaleCatastrofe

naturali

FuocoTsunami

Volcano

Slittamento di

terrenoTerremoto

Relazione « è uno »

Relazione « causa »

Valanghe



Ontologie geografiche

• Necessità di integrare tutti gli oggetti

geografici

• Relazioni generalizzazione/specializzazione

• Relazioni topologiche

• Necessità di averla rapidamente in italiano

2 – Ricerca d’informazioni geografiche su Internet

• Nuovi termini

– Geocoding

– Geonaming

– Geoparsing

– Geotagging

• Geographic Information Retrieval

• Cooperazione

Geocoding, Geonaming Geoparsing e

Geotagging• Geocoding

– Trovare le coordinate di un luogo

• Geonaming– Dare un nome a un luogo

• Geoparsing– Da un testo, ritrovare il luogo corrisponde– Ambiguità in certi casi

• Geotagging– Annotare un luogo su una mappa

Geocoding

• Assegnare le coordinate a un luogo generalmente con longitudine e latitudine

• Due rappresentazioni– Gradi, minuti, secondi (gg°mm’ss”)

– Gradi decimali (gg,ddd)

ddd=mm/60+ss/3600

• Certi casi: interpolazione– Interpolazione linearia per i civici nelle strade tra le

coordinate dei nodi



Geonaming

• Dalle coordinate al nome del luogo

• Definizione del luogo– Punto, linea, area

– Problemi di linguistica

– Problemi multilingue

• Che nome?– Nome nella lingua ufficiale del paese

– Nome nella lingua dell’utente

– Nome nella lingua del sistema

GeoParsing

• Analizzare per localizzare

• Esempio: Mississipi (fiume/estato ?)

• Esempio: Roma

Toponimo Luogho

Many-to-many

GeoParsing: 3 definizioni

• Toponimo � Ubicazione

– Dove si trova la Malga Xomo?

• Relazione a un toponimo �Ubicazione

– A 15 Km al sudovest di Trento

• Analisi di testo �Ubicazione

– Bibblia, testi storici, ecc.



Strumenti

• Gazetteers = Elenco dei toponimi

– Aosta/Aoste

– Bolzano/Bozen

• Altre lingue

– Venezia, Venice, Venise, Venecia, Venedig,

Benetke, Benátky... ecc.

– Monaco di Baviera, Monaco

• Variazioni di confine (comuni, provincie,

regioni, paesi, ecc.) con date

Esempio del postino

• Mrs Florence Manchester

• 2345 New York Avenue

• 97347 Aberdeen, WA

• Sgra Emilia Romagna

• 145 viale Enesto Viale

• Nicosia

GeoTagging

• Annotazioni geografiche generalmente multimediali– Foto– Testi– Filmati– Voce, musica

• Sistemi esistenti– Panoramio– Flickr– Everyscape– Wikimapia– Trippermap

Geographic Information Retrieval

• Gran parte dei dati che vediamo su una base quotidiana è non strutturata o parzialmente strutturata (per esempio documenti di testo)

• La ricerca ha indicato che – 85% di 20 000 documenti britannici contengono

un nome di luogo (Purves ed altri, 2007);

– 13% di 4 milioni domande sul web contengono una componente geografica (Zhang ed altri, 2006)



Elementi chiave di GIR

• Identificazione dell’orma: identificare i luoghi menzionati nei testi non strutturati

• Espansione di una query: aggiungere nomi non presenti nella domanda

• Indicizzazione spaziale ed indicizzazione testuale

• Classificazioni: secondo il tema e la posizione

• Formulazione di domanda e visualizzazione dei risultati : un'interfaccia che concede agli utenti formulare ed esplorare le domande spaziali

Orme spaziali di documenti

Espansione di query

ed indicizzazione spaziale

• Espansione di domanda significa che se un utente ricerca documenti su Milano, aggiungiamo Sesto San Giovanni, Monza, ecc. a la domanda

• Per questo abbiamo bisogno di conoscere la topologia, i luoghi vicini ed i loro rapporti spaziali

• Si deve utilizzare tipicamente dizionari geografici

• Se un utente chiede documenti circa “i castelli a Zurigo”, un indice spaziale riduce il numero di documenti

Tipi di ricerca geografica su Internet

• Tutto sapare su un luogo:– Adesso

– Nel passato

• Modo migliore per andare da A a B, con qualsiasi modo di trasporto

• Tasformare un testo in mappa– Meteorologia

– Racconti di esploratori

• Ecc.



Difficoltà

• Lavoro gigantesco (indicizzazione spaziale dei

tutti i documenti)

• Gazeteer ed ontologie

• Controlo di qualità

• Algoritmi per rispondere alle domande

• Algoritmi con un limite di tempo

• Privatezza della localizzazione

Geographic Information Retrieval

(GIR)

• GIR è dedicato alla ricerca delle risorse

informative geografiche che potrebbero

essere pertinenti per la zone geografica di query

Area della Baia di San Francisco

-122.418, 37.775

Geocoding

• Esempio

Preliminari

• Analizzare i testi esistenti

– Estrazione dei nomi di luoghi (date)

• Geoparsing

– Codificazione

• Geocoding

• Approccio spaziale dei documenti

• Approccio semantico dei documenti



Approccio semantico

• Punteggio

– Basato sulle parole-chiavi

– Basato sull’analisi della query

– Basato sul traffico legato a un documento

– Basato sui link

– Basato sulla data di creazione

– Basato sul pagamento

Punteggio semantico

• Peso delle parole-chiavi per ogni documento

• Consideriamo tutte le parole-chiavi– del documento

– della query

• Esistono formole per calcolare la pertinenza (punteggio) di un documento secondo una domanda

Approccio spaziale

• Uso delle rappresentazioni spaziali e delle

relazoni spaziali

• Due modi

– Quantitativo, basato sulle proprietà geometrica degli oggetti

– Qualitativo, basato sulle proprietà non-geometriche degli oggetti

Similarità spaziale

• Indicatore di pertinenza

• Adeguazione tra

– Luogo (come descritto nel documento)

– Luogo (come descritto nella domanda)

• Metodo

– Grado di sovraposizione



D1

Sovraposizione

• Ricavare i documenti la cui orma è sovraposta alla zona di domanda

• Aggiungere gli oggetti totalmente o parzialmente inclusi

• Relazioni topologiche, senza raffinatezze metriche

Zone de

requêteD3

D4

Grado di sovraposizione

• Calcolo della superficie di intersezione

• % di sovraposizione

http://calsip.regis.berkeley.edu/pattyf/mapserver/cheshire2/cheshire_init.html

Esempio Classificazione

• Un sistema di ricerca dell'informazione restituisce i documenti con un punteggio

• In GIR questo punteggio ha, tipicamente, due dimensioni (tematico e spaziale)

Dimensionetematica

Dimensionespaziale



Cooperazione

• Come andare dalla Gioconda del Leonardo nel museo del Louvres di Parigi, alle Meninas di Velásquez nel museo del Prado di Madrid?

• Come generare l’itinerario da una pittura ad un'altra pittura?

• Generazione di Wlink basata su parecchi sistemi

?

Esempio di cooperazione

• Con il database del Louvres � escendo dal Gioconda alla stazione della metropolitana seguente

• Con il database dell'azienda di trasporto di Parigi �andando alla stazione di metropolitana più vicina all'aeroporto di Parigi

• Con il database delle linee aeree � andando dall'aeroporto di Parigi all'aeroporto di Madrid

• Con il database dell'azienda di trasporto di Madrid � andando dall'aeroporto di Madrid alla stazione di metropolitana più vicina al Prado

• Con il database del Prado � andando dalla stazione di metropolitana più vicina alla pittura delle Meninas

Geobrowser

• Dai browser ai geobrowser

– Google Earth

– Virtual Earth

– Ecc.

• Visione geografica dell’informazione

• « 80 % delle informazione hanno una base

geografica »

3 – Città Virtuali 3D

• Visualizzazione della città a 3D

• Linguaggio CityGML

• Nuovi progetti coprendo la terra

– Google Earth (2D e 3D)

– Virtual Earth della Microsoft

• Visione globale e ricerca locale



Applicazioni potenziali

• Simulazione del rumore urbano, dell’inquinamento dell’aria

• Simulazione delle inundazioni

• Simulazione dei rischi naturali e tecnologici

• Paragonare le altezze dei fabbricati con le altezze legali

• Impatto visuale di un nuovo progetto

• Verifica delle dichiarazione per le tasse locali

• ecc

Altre applicazioni

• Geomarketing: impatto visuale della publicità• Agenzie immobilari: dare un’idea agli acquirenti della

vicinanza• Turismo: monumenti e luoghi da visitare• Telefono mobile: localizzazione delle antenne (intervisibilità)• Pannelli solari: ubicazione ottimale• Elicotteri: luoghi per atterrare• Istoria ed archeologia: modellare una città nei secoli/milleni

precedenti• ecc.



CityGML

• Initiativa tedesca

• Estensione di GML

• Scopo: città virtuali a 3D

Oggetti di CityGML

• Terreni nudi

• Edifici, ponti, gallerie, mura

• Scave, strade, trasporti, binari, acqua, vegetazione

• Semafori, arredo urbano

Esempi di oggetti CityGML

Terreno VegetazioneFabbricato

Uso del suolo Raggru-pamento

AcquaArredourbano

Rete di trasporto

Modellazione 3D dei fabbricati



Livelli di dettaglio

• LOD0 – Modello Regionale – Modello di terreno (2.5D)

• LOD1 – Città/Modello del sito– Modello di blocco con o senza tetti

• LOD2 – Città/Modello del sito– Texture dei tetti e delle facciate

• LOD3 – Città/Modello del sito– Modello architetturale dettagliato

• LOD4 – Modello dell’interiore– Navigazione all’interno dell’edificio

Livelli di dettaglio

Livelli di dettaglio – esempio



Trento Esempio modello di trasporto

Applicazione delle textureMulti-risoluzione

per le texture dei terreni



“Abbigliamento” Texture e risoluzione



Baltimore Estrazione dei punti simili

4 – Conclusioni

• Cambiamenti di paradigma

• Uso di Internet• Le enti locali devono revisitare i loro SIT

– Google Earth, Bing– Uso di Mashup– VGIS GIS da volontari– Ecc.

• Nuove applicazioni– Uso d’informazione esterna– 3D, – partecipazione del pubblico– Ecc.

INPUT e GeoWeb

• Sviluppare ricerche sul GeoWeb

– Per la pianificazione urbana ed ambientale

• Introdurre GeoWeb nella docenza



• Corsi su GeoWeb – Lione

– Venezia, Genova, Salerno

– Puebla (Messico), Beyrouth (Lebano)

• Contenuto tipico (da 10 a 20 ore)– Introduzione al GeoWeb

– Linguaggi XML per il GeoWeb

– Città Virtuali 3D

– Ontologie geografiche

– Ricerca d’informazione geografica su Internet

– Geoweb e servizi localizzati

– Esercitazioni

Esempio di corso

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