Sistemi informativi e GIS● Sistema Informativo:

– insieme di strumenti per raccogliere, immagazzinare, elaborare, ricercare e presentare informazioni relative ad un determinato ambito applicativo (contabilità, magazzino, centrale nucleare, eccetera)

● Sistema Informativo Spaziale:

– tratta dati dotati di una forma geometrica, per cui ha senso parlare di forma e posizione

● Sistema Informativo Geografico:

– tratta dati geografici, ovvero informazioni georeferenziate (informazioni di cui è nota la posizione sulla superficie del pianeta)

– Ne consente non solo la gestione (inserimento, modifica, cancellazione, visualizzazione), ma anche l'analisi

Sistemi Informativi Geografici● Sistema Informativo Geografico:

– È un sistema informativo che tratta informazioni spaziali georeferenziate, ne consente la gestione e l'analisi.

● Informazioni spaziali: dati che hanno una loro forma e posizione, quali ad esempio case, laghi, strade, fiumi, cime e passi, ma anche distribuzione della concentrazione di un inquinante, la quota sul livello del mare

● Georeferenziate: ne è nota la posizione sulla superficie terrestre (o di un altro pianeta, nel caso in cui si stia facendo cartografia su un altro corpo celeste)

– Ha tutte le problematiche di un sistema informativo tradizionale, ma inoltre:

● Il volume di dati è molto elevato

● I dati sono a due o tre dimensioni (a volte quattro, se il tempo diventa importante, a volte cinque, se l'attributo può essere considerato una ulteriore dimensione)

● Non tutti i dati sono adatti per l'inserimento in una base dati (specialmente se la base dati è relazionale senza tipi di dati estesi)

Classificazione

DBMSMIS*

GISCADAM/FM

Attributi

Dati

spazi

ali

Sistemaanalisispaziale

LIS

GISAM/FM

Analisi spazialeG

enera

zione c

art

egeogra

fich

e

*MIS (Management Information System): sistema di supporto alle decisioni di tipoclassico (attenzione, i GIS in ambito di pianificazione territoriale sono il principale strumento di supporto alle decisioni)

Campo di azione● Agricoltura (uso del suolo)

● Economia (analisi di mercato)

● Difesa (logistica, pianificazione)

● Ecologia e conservazione

● Reti tecnologiche

● Protezione civile Catasto

● Gestione forestale

● Salute pubblica (epidemiologia)

● Istruzione Geologia

● Oceanografia

● Gestione beni immobiliari

● Osservazione della Terra

Tutte le attività che tradizionalmente hanno fatto uso di carte geografiche

● Telecomunicazioni

● Gestione di dati amministrativi

● Gestione di infrastrutture

● Redazione di mappe e banche dati

● Industria estrattiva e mineraria

● Gestione delle risorse naturali

● Rilevo e topografia

● Trasporti e logistica

● Urbanistica

● Ricerca

Evoluzione● Cartografia manuale

● Sistemi di cartografia automatica (molto simili al CAD)

● Sistema GIS di classe desktop, dati su file, creazione di carte, analisi semplici o complesse

● Sistemi GIS integrati con i sistemi informativi tradizionali: possibilità di agganciare alla cartografia tabelle contenute in un DBMS

● Sistemi GIS su base dati spaziale: il DBMS impara a gestire le geometrie

● Integrazione delle funzioni classiche di GIS, CAD, desktop publishing, modellazione tridimensionale, ecc. in un solo strumento.

● Sistemi GIS a n livelli e distribuiti: si può spostare a lato server non solo la gestione del dato, ma anche il calcolo e la pubblicazione (WEB-GIS)

IER

IO

GG

I E D

OM

AN

I

GIS: struttura funzionale

Sorgentidati Acquisizione Importazione

EsportazioneFormati GIS

esterni

Base daticartografica

Modifica

Analisi spaziale

Simulazione

Generazioneoutput

Carte interattive

2D

Cartografiacartacea

WEB-GIS

Modelli3D

Grafici

Report

Integrazionecartografico/

non cartografico

GIS

Interrogazione

Sistema informativo: struttura fisica

Server basedati cartografica(file e/o dbms)

Elevatacapacitàdi calcoloe di storage

Tavolo digitalizzatore

Scanner cartografico GPS

WEB-GIS

Stampante grande formato

Workstationconsultazione,analisi, editing, ecc.

HARDWARESOFTWAREDATIPERSONE

Altre fonti(total station,supporti otticie magnetici,servizi in rete internet)

Utenti

Suddivisione dei costi● Normalmente il costo di acquisizione dei dati è di gran lunga

superiore alle altre voci di costo

● La figura riporta la suddivisione dei costi di impianto per la creazione di un sistema informativo geografico in una base aerea statunitense.Il progetto ha richiesto 5 annidi lavoro, si è svoltoagli inizi degli anni 90

● I costi attuali sonodiminuiti, ma le proporzioni rimangono sostanzialmente inalterate

● Le voci di costo delpersonale non sonoriportate perché costidi esercizio, ma sono in genere piuttosto elevate

69%

GIS: utenti● Managers: gestori della base dati cartografica, con conoscenze

sia di basi di dati che di cartografia e geodesia. Spesso sono anche “user”

● Users: personale che effettua input, editing, analisi e simulazione, e produce cartografia di elevata qualità

● Viewers: visualizzazione e interrogazione, generazione di carte tematiche semplici

● Browsers: visualizzazionedella cartografiatematica già preparatadagli utenti di piùalto livello

Classificazione per tipi– Cartografia automatica: sistema pensato per la gestione, preparazione e

pubblicazione di cartografia, automatizza alcune delle fasi classiche di produzione. Non è propriamente un sistema GIS

– GIS raster: sistema pensato per la gestione e l'analisi del dato raster, il dato vettoriale è supportato a livello di visualizzazione e conversione, ma non di analisi. Questi sistemi storicamente sono stati suddivisi in sistemi per la gestione di immagini satellitari (trattamento immagini, classificazione automatica) e sistemi per l'analisi di dati raster classici (algebra raster, trattamento dei DEM)

– GIS vettoriale: sistema pensato per la gestione e l'analisi del dato vettoriale, nelle sue varie forme. Il dato raster viene concepito come immagine di sfondo o come base per la digitalizzazione heads-up.

GIS VETTORIALE

GIS RASTER

CARTOGRAFIAAUTOMATICA

ATTUALISISTEMI

GISHIGH-END

3D

GEOSTATISTICA

GEOCODING

MODULI SPEC.

...

PLU

G-IN

Distribuzione di dati e funzioni● L'evoluzione dei sistemi GIS ha portato da soluzioni

completamente workstation a soluzioni a n livelli orientate alla rete

● L'attuale mercato vede la coesistenza di tutte queste soluzioni, pur essendo stadi evolutivi successivi dal punto di vista tecnico, ciascuna di esse ha specifici vantaggi dal punto di vista dell'utente.

– Soluzioni file based: il sistema GIS opera esclusivamente su file. Tutte le funzioni di analisi e visualizzazione sono concentrate nel software locale.L'accesso concorrente ai dati spesso non è possibile o non viene sfruttato (poiché i lock sono di frequente a livello di file)

– Soluzioni ibride: analogo al caso precedente, ma gli attributi vengono gestiti in un sistema per base dati. Le funzioni di selezione tematica (query standard) vengono gestite dal DBMS (che può andare da Access ad un DBMS di tipo enterprise), così come la gestione dell'accesso concorrente agli attributi

Interfaccia

Motore GIS

File

Interfaccia

Motore GIS

File DBMS

Distribuzione di dati e funzioni

– Soluzioni integrate con DBMS tradizionali: il sistema GIS opera su una base dati tradizionale. Le geometrie vengono salvate in campi BLOB all'interno della base dati, che non ha conoscenza propria del dato geografico. Analogamente a prima, il DBMS gestisce le query tradizionali, ma in questo caso si fa completamente carico della gestione dell'accesso concorrente. Anche in questo caso si può andare dal DBMS portatile (Access) al DBMS di classe enterprise.

– Soluzioni integrate con DBMS spaziali: in questo caso il DBMS ha conoscenza del dato geografico. Di minima viene fornito il supporto alle interrogazioni di tipo spaziale supportate da indici, spesso sono incluse anche funzioni di analisi spaziale (intersezione, buffering, ecc.).Il client dispone ancora di funzioni GIS di analisi avanzata, di moduli specifici e del necessario per la produzione di output di varia natura.

Interfaccia

Motore GIS

DBMStradizionale

Interfaccia

Motore GIS

DBMSspaziale

Motore GIS

Distribuzione di dati e funzioni

– Soluzioni basate su application server: il sistema GIS è suddiviso in almeno due strati, l'interfaccia utente a lato client, accede ai dati e alle funzioni di analisi installate sul server, che nasconde anche la reale strutturazione fisica dei dati (comunicando con il client attraverso un formato omogeneo, indipendente dalla reale struttura fisica del dato su memoria secondaria). Il client può dipendere completamente dal server (come nel caso di un WEB-GIS) oppure può essere indipendente, in alcuni casi più application server possono comunicare fra loro (replica per sedi distribuite, sistemi informativi di enti separati, ecc.)

Client avanzato

Motore GIS

Viewer

Applicationserver

Motore GIS

File DBMStradizionale

DBMSspaziale

Applicationserver

Rete locale o geografica

File

DBMStradizionale

DBMSspaziale

DBMSportatile

Confronto

Trasportabilità Ridondanza Prestazioni

File based Ottima Elevata Problematica

Ibrido

Scarsa Bassa o nulla Immediata

Bassa o nulla Immediata

Distribuzione modifiche

Possono essere elevate per accesso all'intero file (no lock manager, IPC, rete, ecc.)

Ottima se si fa uso di database di tipo personale

Elevata, ma attributi possono essere condivisi in DBMS centralizzato

Problematica se si fa uso di personal database

Elevate per accesso all'intero file e per interrogazioni tematiche selettive

Integrato relazionale

Ottima se si fa uso di database di tipo personale

Bassa o nulla se si fa uso di DBMS centralizzato

Problematica se si fa uso di personal database

Medie, buone per accesso mediante attributi con query selettive

Integrato spaziale

Ottime se le query sono selettive (comunicazione interprocesso, o via rete)

Application server

Scarsa, accesso remoto possibile

Dipende dallo storage effettivo, caching, comunicazione interprocesso o via rete

Programmabilità● GIS monolitico end-user: non ha funzioni che consentano una

automazione dei processi o la creazione di nuove interfacce e funzioni

● GIS con scripting: dispone di un ambiente di sviluppo integrato ed espone funzioni di libreria o oggetti per incrementarne l'interfaccia o aggiungere nuove funzioni. Può esporre una interfaccia di programmazione verso diversi ambienti di sviluppo (in genere sono basati su COM, si integrano quindi con gli ambienti di sviluppo Microsoft, con Delphi e Python)

● GIS come libreria di oggetti: viene esposta come prodotto a se stante la libreria di oggetti con cui vengono create le applicazioni usate dagli utenti. Si possono creare plug-in per tali applicazioni, oppure applicazioni completamente nuove sfruttando tale libreria.

Accesso ai dati● In genere ogni sistema GIS dispone di un formato preferenziale e

proprietario su cui operare. Questo significa che lo scambio di informazioni con altri enti che fanno uso di sistemi diversi passa per funzioni di importazione ed esportazione, che possono in qualche modo non essere espressive quando il formato originale (perdita della topologia, di attributi, eccetera)

● Recentemente alcuni sistemi GIS hanno introdotto la nozione di indipendenza dal formato, ovvero lavorano sui più diffusi formati senza bisogno di conversione (GeoMedia, ad esempio, e i Geotools). In tali sistemi uno strato intermedio di libreria fornisce accesso trasparente ai vari formati.