Integrazione di dati telerilevati nella modellazione object-oriented dei sistemi di salvaguardia,...

8/3/2019 Integrazione di dati telerilevati nella modellazione object-oriented dei sistemi di salvaguardia, riqualificazione e mon

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ume II Atti della 5' Conferenza Nazionale ASITA - Rirnini, 9-12 Ottobre 2001 - Volume II

ricreazionale eI'assenza e liente al limitedi pendenze

rese fra 1 e 3;dologico e, inagricola della

INTEGRAZIONE DI DATI TELERILEVATI NELLAMODELLAZIONE OBJECT - ORIENTED DEI SISTEMI DISALVAGUARDIA, RIQUALIFICAZIONE E MONITORAGGIO DIAREE DI INTERESSE NATURALISTICOI. " " ' " Marco PALAZZO (*), Giuseppe ANGELIN[ (~),Silvia CIURLIA (*), Maria Pia ACCOGLI (*),

Lorenzo VASANELLI (**)+ (*) LS.U.F.I. - Istiruto Superiore Universitario di Pormazione lnterdisciplinareArea "Material! &Tecnologie Innovative" - Via Monteroni s.n. - 73100 LeeceTel. 0832 421220 - Fax 0832 421221

E-mail: marco.palazzougiuseppe.angelini; silvia.eiurlia; rnariapia.accogli; @isufi.unile.it- http://www.isufi.uni1e.it(*?) Universita degli Studi di Leece, Via Monteroni s.n. - 73100 Leece

Tel. 0832 320242 - Fa x 0832 421221E-mail: [email protected] hHp:!Iwww ..unile.it

RlASSUNTOE' qui proposta una metodologia Object - Oriented (0-0) per la rnodellazione dei sisterni integratidi salvaguardia, riqualificazione e monitoraggio di aree di grande valore naturalistico. Appare ormaichiaro che affinche un sistema di gestione possa essere completamente descritto e necessariorealizzarne un modello che ne esprima la struttura (Information Model), le attivita necessarie e gliattori coinvolti nella 10m esecuzione (Functional Model) e la dinamica degli interventi necessari(Dynamic Mode!).Attualmente il modello 0-0 appare l'unico in grado di descrivcre in maniera esaustiva sia Iecaratteristiche strutturali che quelle dinamiche ed informazionali di un sistema integrato di gestionce li aree di interesse naturalistico per Ie quali si intende intraprendere azioni di tutela, ripristino emonitoraggio.La particolarita dell'approccio O~O consiste nell'essere mirato alIa individuazione erappresentazione di oggetti reali coinvolti ed interagenti nei process! di gestione degli habitatprioritari, Tali oggetti possono essere di natura diversa : a) territoriaIe; b) Istituzionale; c)Finanziaria; d) Legale. Ciascuno di questi oggetti e un agglomerato di attributi chc ne rappresentano]0stato e di procedure che 10modificano.Si riconosce inoltre che 10stato degli oggetti di natura territoriale puo essere osservato e monitoratocon successo mediante l' uso di sensori satellitari a media ed alta risoluzione. Lo state degli oggettidi natura istituzionale, finanziaria e legale viene invecc riconosciuto attraverso la documentazioneufficiale disponibile (PRG, Piani di finanziamento, ... ). La mctodologia O~O proposta e basata suuno strumento di rappresentazione innovative, 10 Unified Modelling Language (UML) ed e stataapplicata con successo al Sito di Importanza Cornunitaria (S.Le.) denominato "Rauccio"nell' ambito del progetto "Bioitaly - Natura 2000". Per questa applicazione sono state usate dueimmagini Landsat TM.Pertanto I'importanza dell'approccio presentato risiede (i) nella proposta del paradigma 0-0 comestrumento per la modellazione di un sistema in grado di integrare i pili popolari strumenti dimodel1azione usati in letteratura (ii) nell'integrazione di dati telcrilevati in un processo dimodellazione 0-0 (iii) nella proposta della notazione UML come ottimo compromesso traespressivita e semplicita per descrivere completamente un sistema di gestione e monitoraggio, adifferenti livelli di dettaglio, attraverso pili viste logiche derivate direttamente dalla realta osservata,

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ABSTRACTHere we report an Object-Oriented (0-0) methodology for integrated systems modelling in the fieldof preserving, restoring and monitoring of great naturalistic value sites.As well documented in literature, in order to describe a management system, a model is required.Such model can express the structure (Information Model), the related activities, the performersinvolved in its processes (Functional Model) and the dynamics of required actions (DynamicModel).Currently the 0-0 model turned out to be the only one able to describe in an exhaustive way thestructural, dynamic and informational features of the naturalistic sites integrated managementsystem for which preservation, restoration and monitoring are required.The 0-0 approach aims to find out and to define real objects involved and interacting in priorityhabitat management systems. The object might have different origins: a)Territorial objects,b)Institutional objects, c)Financial objects, d)Legal objects.Each one of them is a sum up of both attributes representing the status and modifying procedures.Moreover, the territorial objects status can be observed and monitored successfully by means ofmedium and high resolution remote sensors while the Institutional, Financial and Legal objectsstatus can be defined by means of the available official records (PRG, Financing plans, ... ).The 0-0 methodology we suggest, is based on an innovative representing tool, the UnifiedModelling Language (UML), already applied to the Community Value Site (CVS) called Raucciowithin the "Bioitaly - Nature 2000". Two Landsat TM images have been used for this application.Therefore, the importance of the suggested approach consists (i) in the 0-0 pattern presentation as amodelling method for a system able to integrate the most commonly used modelling tool inliterature (ii), in the remote sensed data integration in a 0-0 modelling processes (iii), in theproposal of UML notation as an optimal compromise between expressiveness and simplicity fordetailing a management and monitoring system, to different extents, through several logical pointsof view which derive from the observed external world.

INTRODUZIONELa classe dei sistemi di salvaguardia, riqualificazione e monitoraggio delle aree naturali a rischio epiuttosto eterogenea a causa della potenziale diversita ecologico -ambientale di tali aree e dellediverse necessita di intervento. Per questa motive attualmente non esiste un framework diriferimento e strumenti di validita generate per rappresentare 10stato di fatto di un territorio, le suenecessita di tutela e' la dinarnica degli interventi attuati e da attuare per la sua salvaguardia emonitoraggio. Ecco ehe nasce I'esigenza di realizzare un modello per rappresentare 10 stato deiluoghi, ivineoli territoriali, ifattori antropici di interesse, l'avanzamento del piano di intervento, ladisponibilita di strumenti di supporto (finanziari, infrastrutmrali, etc..). II modello assume un ruolocentrale nella comunicazione tra i soggetti del mondo scientifico, istituzionale ed imprenditorialecoinvolti nel programma di tutela ambientalc. Per questa il modello devc essere espressivo,consistente con la realta che rappresenta , facilmente manutenibile c possibilmente riusabile.Questo lavoro propene (a) il paradigma 0-0 come strumento per la modellazione di un sistema ditutela ambientale (b) l'uso della notazione UML come ottimo compromesso tra espressivita esernplicita per descriverc completamente un sistema di gestione e monitoraggio, a differenti livellidi dettaglio, attraverso pin viste logiche derivate direttamente dalla realta osservata. c) laapplicazione della rnetodologia presentata al sito di importanza comunitaria (S.Le.) denominato"Rauccio" nell' ambito del progetto "Bioitaly - Natura 2000".

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Atti della

ILPARADIGMAffinche un sistrealizzare un rn aModef), le attivitTuttavia attualrrdinamiche che (utilizzare diversetc . .. ) con unaosservata; c) incdei vari modelli;Per superarc tuttdi deserivere irinformazionali 0intende intraprerconsiste nell'essinteragenti nei pun sistema e cosl'invio di messaoggetto consisteoperazioni ehedescrivere insieintegrati di salriconoscono esstdi natura istituziche 10 stato delattraverso l'usoistituzionale, fidisponibile (PR(

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Atti della S a Conferenza Nazionale ASITA - Rimini, 9-12 Ottobre 2001 - Volume II

IL PARADIGMA OBJECT-ORIENTEDAffinche un sistema di intervento ambientale possa essere completamente descritto e necessariorealizzare un modello che ne rappresenti in maniera sintetica ed effieiente la struttura (JriformationModel), Ie attivita che 10 earatterizzano iFunctional Model) e la sua dinarnica (Dynamic Model).Tuttavia attualmente non c'e un modello in grado di deserivere insieme sia le earatteristichedinamiche che quelle informazionali di un sistema. Pertanto a questo scopo e spesso necessarioutilizzare diversi modelli insieme (diagrarnmi Entita-Relazioni, Reti di Petri, diagrammi IDEFO,etc ... ) con una serie di problerni che ne derivano : a) inadeguatezza dei modelli con la realtaosservata; c) ineonsistenza notazionale e semantica tra i vari modelli; c) difficolta di integrazionedei vari modelli; d) scarsa riusabilita e difficile manutenibilita,Per superare tutti questi problemi, attualmente il paradigma Object-Oriented appare I'unico in gradodi descrivere in maniera esaustiva sia Ie caratteristiche strutturali che quelle dinarniche edinformazionali di un sistema integrato di gestione di aree di interesse naturalistico per le quali siintende intraprendere azioni di tutela, ripristino e rnonitoraggio. La particolarita dell'approceio 0-0consiste nell'essere rnirato aIla individuazione e rappresentazione di oggetti reali coinvolti edinteragenti nei prccessi di gestione degli habitat prioritari. Secondo la concezione Object Orientedun sistema e costituito da un insieme di oggetti ehe interagiseono. Gli oggetti comunieano medianteI'invio di messaggi, Oggetti simili possono essere raggruppati in classi. La struttura interna di unoggetto consiste di due componenti base: gli attributi , che descrivono 10 stato dell'oggetto e leoperazioni che descrivono il comportamento associato con l'oggetto. Pertanto, un oggetto pubdescrivere insieme conoscenze strutturali e comportarnentali. Nella modellazione dei sistemiintegrati di salvaguardia, riqualificazione e monitoraggio di aree di valore naturalistieo siriconoscono essenzialmente quattro tipi diversi di oggetti : a) oggetti di natura territoriale; b) oggettidi natura istituzionale; c) oggetti di natura finanziaria; d)oggetti di natura legale. Si riconosce inoltreche 10 stato degli oggetti di natura territoriale puo essere osservato e monitorato can successoattraverso I'uso di sensori satellitari a media ed alta risoluzione. Lo stato degli aggetti di naturaistituzionale, finanziaria e legale viene riconosciuto attraverso la doeumentazione ufficialedisponibile (PRO, Piani di Finanziamento, ... . ).

UNIFIED MODELING LANGUAGE (UML)Lo Unified Modeling Language e un linguaggio Object-Oriented per specificare, visualizzarecostruire e documentare isisterni. Come ogni linguaggio di modellazione fornisce le primitive dimodellazione, ne definisce la semantica e Ia notazione, L'UML rappresenta la sintesi dei miglioristrumenti ehe sono stati utilizzati con successo per la modellazione di sistemi cornplessi ed inparticolare rappresenta una evoluzione dei tradizionali rnetodi di modellazione orientata agli oggettiproposti da Booch (Booch, 1994).Trattandosi di una notazione object-oriented I'UML consentc di rappresentare tutti gli elementicaratterizzanti di questo paradigma e cioe le Classi c gli Oggetti ed i meccanismi di ereditarieta perle classi e di eomunicazione tra gli oggetti (messaggi).Inoltre la modellizzazione UML e basata sull'idea fondarnentale che ogni sistema complesso puoessere descritto meglio mediante un insieme di pili viste logiche (view) in quanta un'unica vistalogiea puo non essere in moIti cast sufficiente, E' per questo che UML fa distinzione tra la nozionedi modello e la nozione di diagramma : un modello contienc tutti gli elementi informativifondarnentali riguardanti il sistema in considerazione con tutte Ie loro caratteristiehe, mentre undiagramma e una particolare visualizzazione elialcuni tipi di elerncnti di un modello e generalmentemostra un sottoinsieme delle lora caratteristiche. Ogni tipo di diagramma cattura una differenteprospettiva (view) del sistema che si intende modellare. In particolare UML fornisce un insieme didiagrammi in grado di rappresentare Ie strutture statiche del sistema (class diagram eel objectdiagram), le interazioni tra isoggetti coinvolti nelle funzionalita del sistema (sequence diagram,

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'. . . . .-. . . . . . .-. . .- -Atti della 5" Conferenza Nazionale ASITA - Rimini, 9-12 Ottobre 2001 - Volume II Atti delJcollaboration diagram, activity diagram) e le modalita di attuazione dell'obiettivo di tutela gerterale(use case diagram, statechart diagram) (Quatrani, 1998)(Rational, 1997).Infine la notazione UML e caratterizzata da una eccezionale flessibilita ed estendibilita che gli vienegarantita dai concetti di stereotipo, constraint, tagged-value e commento (Quatrani, 1998) (Rational,1997).

funzionalita yenall'Object Mode

L' AREA DI STUDIOA titolo di esempio, la metodologia proposta e stata appJicata can suceesso al1amodellazione delsistema di gestione del Sito di Jmportanza Comunitaria (S.I.C.) denominate "Rauccio" nell'ambitodel progetto"Bioitaly ~ Natura 2000".11 progetto di salvaguardia e riqualificazione di habitat di interesse comunitario in localita Rauccio estato presentato dall' Amministrazione comunale di Leece ana Commissione Europea nell'ambito delprogramma "Life Natura '95" con il coordinamento e la supervisione tecnico-scientifica del WWFItalia e dellaboratorio di Botanica Sistematica dell'Universita degli Universita degJi Studi di Leece.11progetto si inserisce in un piu vasto programma di pianificazione ecologiea che copre un territoriodi circa 500 ettari destinato dal PRG di Leece a Parco Naturale. L'area di intervento costituisce unambito di grande valore naturalistico di questa territorio. La presenza di habitat prioritari e diinteresse comunitario rendeva improcrastinabile una deeisa azione di tutela al fine di preservarel'equilibrio delle comunita vegetali.II progetto prevede la realizzazione di un obiettivo di tutela generaIe, attuato attraverso interventidiversi. .

COSTRUZIOl'COLLABORADESCRIVANCPer 1adescriziottemporali di intdiagram. (Ratiomediante regoleCOSTRUZI01"Dopo aver costricollaborationfase vengono radiverse viste co:

Legge~denominazi~data_eman~testo

FRAMEWORK PER LA MODELLAZIONE OBJECT-ORIENTED DEI SISTEMI DISALVAGUARDIA, RIQUALIFICAZIONE E MONITORAGGIO DIAREE A RISCHIOAMBIENTALELa costruzione del modello 0-0 del sistema si compie attraverso i passi seguenti :

Manager~nome~rlD!o~ .........COSTRUZIONE DELL'OBJECT RELATIONSHIP DIAGRAM (ORD) DEL SISTEMA

Prima di redigere iI modello funzionale del sistema di intervento ambient ale e necessariorieonoscere quali sono gli oggetti territoriali, istituzionali, finanziari e legali coinvolti in questefunzioni. Un diagramma Oggetti-Relazioni preliminare aiutera a chiarire queste questioni.Un Object Relationship Diagram (ORD) risponde alIa esigenza del modellista di concentrarsi primasul problema della identificazione degli oggetti piu visibili del sistema integrato di salvaguardia,riqualificazione e monitoraggio e successivarnente su quali sono Iefunzioni del sistema e su come isuoi oggetti costituenti collaborano per svolgerle.Basandosi sulla acquisita conoscenza del territorio che si intende tutelare, sugli obiettividell'intervento, sulla conoscenza del dornirrio del problema e sulla esperienza, si riconoscono lamaggior parte degli oggetti del sistema reale, con aleuni dei lora attributi e delle relazioni statiche 0strutturali che intereorrono tra gli oggetti. Pertanto il diagramma O-R e una prima approssimazionedell'Object Model eomplessivo del sistema.Infatti gli oggetti presenti nell'O-R saranno presenti tutti nell'Object Model finale del sistema corredatituttavia di tutti gli attributi e rnetodi ehe potranno essere ricavati dai modelli funzionale e dinamico.In sostanza, rORD puo essere considerate un primo embrione dell'Object Model del sistema. IImapping tra il modelIo ORD il modello 0-0 puo essere realizzato mediante regole formali.

.Ambito_Ge,~def lnlzions~estensiom~mappa

COSTRUZIONE DEGLI USE CASE DIAGRAM PER LA DESCRIZIONE FUNZIONALEDEL SISTEMAlndividuati gli oggetti fondamentali del sistemail framework che si propone prevede la descrizionedelle funzionalita mediante le quali vcngono realizzate Ie azioni di tutela e monitoraggio . Tali

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tela generale funzionalita vengono esplicitate mediante Use Case Diagram (U.C.D) (Rational,1997) il passaggioall' Object Model puo essere realizzato mediante regole formali.

che gli viene98) (Rational, COSTRUZIONE Dr DIAGRAMMI DI SEQUENZA, DIAGRAMMI DI

COLLABORAZIONE E DIAGRAMMI DITRANSIZIONE DISTATO CREDESCRIV ANO LA DINAMICA DEL SISTEMAPer la descrizione delle forme di collaborazione tra i soggetti interessati e di quali siano le sequenzetemporali di interazione il framework che propane l'uso di sequence diagram e di collaborationdiagram. (Rational, 1997). Anche in questo caso ilpassaggio all' Object Model puo essere realizzatomediante regole formali.

delnell'ambitoRauccio ell' ambito del

ica del WWFdi Leece.

e un territoriocostituisce unprioritari e didi preservare

COSTRUZIONE DEL MODELLO 0-0Dopo aver costruito I'Object Relationship Diagram, gli Use Case Diagram, i sequence diagram edicollaboration diagram del sistema, l 'utimo passe e quello di costruire ilmodello 0-0. In questafase vengono raccolte tutte le classi, Ie loro relazioni, gli attributi e Ie operazioni trovate mediante Iediverse viste costruite (diagrarnmi) e mediante Ie regole formali di trasformazione individuate.

o interventiLegge

~denominazione~data_emanazioneI%testo

PRGTavola_PRG ~norrnejecniche_di_attuazione~ident if icat lv a ~regolamento_edilizio@l;>mappa . 1 ~relazione_tecnica_--- ._-

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1 ~mappa~ .

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e necessarioolti in questentrarsi primasalvaguardia,e su come i

ha

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tema corredatidinarnico.del sistema. II

.., ~escrizione~npologia~Priorita

Fig.1 _ MadeLIa 0-0 del sis tema (rappresentazioue parziale)la descrizioneoraggio . Tali

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CONCLUSIONIII prodotto finale e rappresentato da un framework di riferimento generale e flessibile, basato su lparadigma Object Oriented e sulla notazione UML, utilizzabile per rappresentare 10 stato di fatto diun territorio, le sue necessita di tutela e la dinamica degli interventi attuati e da attuare per la suasalvaguardia e monitoraggio. 11framework conduce alla redazione di un modello 0-0 in grado dirappresentare 10 stato dei luoghi, i vincoli territoriali, ifattori antropici di interesse, l'avanzamentodel piano di intervento, la disponibilita di strumenti di supporto (finanziari, infrastrutturali, etc ..). 11modello 0-0, di fondamentale importanza nella comunicazione tra i soggetti coinvolti in unprogramma di tutela ambientale e espressivo, consistente con la realta che rappresenta, facilrnentemanutenibile e riusabile,4. BIBLIOGRAFIABooch G. (1994), Object-Oriented Analysis and Design with Application, Benjamin/Cummings.Quatrani T. (1998), Visual Modeling with Rational Rose and UML, Addison Wesley.Rational (1999), AA. vv , aMG Unified Modeling Language Specification - version 1.3,http://www.rational.comluml.

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Atti della

INTEGRAVETT(

MarcoPALAZ

E-mail: marco.pa

RiassuntoE' qui presentaustandard COline(nell' ambito delprossimita dellageoreferenziazioGIS. I dati utilizin scala 1:5000immagini Landsaspetti ecologicidegli habitat (I'identificazi oneLandcover) carlrappresentano iinput al procesdell'uso del sueTorre Chianca (Leece. Ogni cl sv is ua li zz ata s ep :ulteriori strati iAtlraverso poidifferente gradeclassificate conil processo dicl:ottenuta e stata .passaggi dellapubblicazione irealizzare una cimm ag in e Ik on r
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