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A SEMANTIC APPROACH TO JOIN DISTRIBUTED
E-GOVERNMENT DATA IN A WEB BASED
GIS APPLICATION
Laurea magistrale in Ingegneria Informatica
29 novembre 2013

Alfredo Salvatore Antonio Torre
Relatore: chiar.mo prof. ing. A. Faro
Correlatrice: chiar.ma prof.ssa ing. D. Giordano
Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Elettronica e Informatica
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

SOMMARIO

1
2

Il progetto K-Metropolis
Mappe catastali
Proiezioni cartografiche
Metodologia di conversione

3

Il modello dei dati e la loro selezione

4

Semantic Web

5

Lo sviluppo dell'applicazione web

2
VISIONE GENERALE
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

IL PROGETTO K-METROPOLIS
Obiettivi principali
Gestione centralizzata di
banche dati legacy
E-services provenienti da
fonti disparate, anche
real-time
Interrogazione di database
distribuiti
Due linee d'intervento principali che mirano a supportare:
1

attivitá logistiche e personal mobility;

2

gestione integrata dei tributi municipali.
4
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

K-METROPOLIS: DATA MODEL DIMENSIONS

Gestione .integrata
dei tributi

.

.
Tributi e
Anagrafe

Mappe
catastali

.
Catasto
censuario

5
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

ORIGINE DEI DATI
Informazioni analizzate
Dati sui contribuenti
Imposta Comunale sugli Immobili (ICI)
Tassa sullo smaltimento dei rifiuiti solidi urbani (TARSU)
Informazioni censuarie derivanti dal Catasto dei Fabbricati
Cartografia relativa al Catasto dei Fabbricati

Anagrafe dei Tributi
58 tabelle per più di 19 milioni di record

Catasto
13 tabelle per circa 1.384.000 reocord

6
CARTOGRAFIA
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

I SISTEMI CATASTALI
Il sistema cartografico catastale
moderno fu istituito in Italia nel
1886
La rappresentazione adottata per
le mappe (1:2000) fu basata sulla
proiezione Cassini-Soldner
Nel 1946 fu introdotta la
proiezione Gauss-Boaga
La proiezione Cassini-Soldner,
seppur non conforme, non
isogonica e non equivalente, è
ancor oggi adottata nella
maggioranza dei casi

800 piccole origini
32 grandi origini
8
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

QGIS: RIPROIEZIONE IN SPHERICAL MERCATOR

Fornitura della cartografia catastale in formato CXF/SUP
Conversione in ESRI shapefile
Trasformazione di Datum: Bursa-Wolf
Da Cassini-Soldner e Gauss-Boaga a Spherical Mercator
Sovrapposizione dei layer catastali su livelli raster:
Google Maps Satellite layer
OpenStreetMaps
9
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

CONVERSIONE IN SPHERICAL MERCATOR UTILIZZANDO QGIS
Punto d'emanazione: Poggio Cardillo
Metodo di trasformazione di Datum a 7
parametri
Ellissoide WGS84
Correzioni foglio per foglio agendo sul
False Easting/Northing
Parametri di conversione
1
2
3
4
5
6
7

+proj=Name of projection
+ lat_0 = Latitude of natural origin
+ lon_0 = Longitude of natural origin
+ x_0 = False Easting
+ y_0 = False Northing
+ ellps = Ellipsoid
+ towgs84 = [Dx , Dy , Dz , Rx , Ry , Rz , S]
10
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

BURSA-WOLF: CONVERSIONE A 7 PARAMETRI

Formula di Bursa-Wolf
















X1
∆X
1
−Rz Ry
X2


 


 
1
−Rx  ×  Y2 
 Y1  =  ∆Y  + S  Rz
∆Z
−Ry Rx
1
Z2
Z1

1

+ towgs84 = -50.2 , -50.4 , 84.8 , -0.69 , -2.012 ,
0.459 , -28.08
11
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

CORREZIONI DI FALSE EASTING/NORTHING

12
SEMANTIC APPROACH
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

DESCRIZIONE DEL SOTTODOMINIO GEOSPAZIALE
Standard geospaziali di riferimento
ISO 19100 series
ISO 19152: Land Administration Domain Model, 2012
ISO 19107: Spatial schema, 2003

Core Cadastral Domain Model

14
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

LO SCHEMA ONTOLOGICO

15
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

DESCRIZIONE DI CLASSI, ISTANZE E PROPRIETÀ

Relazioni
Il modello ontologico
consente la costruzione
di relazioni tra le entità
a livello di Data Model.

Person ⊑ Taxpayer
Corporation ⊑ Taxpayer
Corporation ⊑ ¬ Person
∃ resides Thing ⊑ Taxpayer
⊤ ⊑ ∀ resides Address
…
16
DATA MIDDLEWARE
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

L'UNIONE DI DUE APPROCCI DIVERSI
DWH (ETL e
selezione delle
tabelle)
Database municipali
Database del catasto
censuario
Virtual Data
Integration System
basato su
piattaforma D2RQ
Integrazione dei dati
cartografici mediante
PostGIS
18
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

DATI E D2R

19
L'APPLICAZIONE
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

L'ARCHITETTURA DEL SISTEMA
Traduzione di
Dominio offline
Dati cartografici
esposti tramite
PostGIS
DWH che centralizzi
Anagrafe
tributaria
Imposte comunali
Catasto censuario

Accesso ai dati
tramite WS
Marshalling in JSON
Web application
21
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

L'INTERFACCIA WEB

Bootstrap
jQuery
Leaflet JS
jQuery-SPARQL
22
Visione Generale

Cartografia

Semantic approach

Data Middleware

L'applicazione

GRAZIE PER L'ATTENZIONE

23

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Tesi magistrale in Ingegneria Informatica

  • 1. A SEMANTIC APPROACH TO JOIN DISTRIBUTED E-GOVERNMENT DATA IN A WEB BASED GIS APPLICATION Laurea magistrale in Ingegneria Informatica 29 novembre 2013 Alfredo Salvatore Antonio Torre Relatore: chiar.mo prof. ing. A. Faro Correlatrice: chiar.ma prof.ssa ing. D. Giordano Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Elettronica e Informatica
  • 2. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione SOMMARIO 1 2 Il progetto K-Metropolis Mappe catastali Proiezioni cartografiche Metodologia di conversione 3 Il modello dei dati e la loro selezione 4 Semantic Web 5 Lo sviluppo dell'applicazione web 2
  • 4. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione IL PROGETTO K-METROPOLIS Obiettivi principali Gestione centralizzata di banche dati legacy E-services provenienti da fonti disparate, anche real-time Interrogazione di database distribuiti Due linee d'intervento principali che mirano a supportare: 1 attivitá logistiche e personal mobility; 2 gestione integrata dei tributi municipali. 4
  • 5. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione K-METROPOLIS: DATA MODEL DIMENSIONS Gestione .integrata dei tributi . . Tributi e Anagrafe Mappe catastali . Catasto censuario 5
  • 6. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione ORIGINE DEI DATI Informazioni analizzate Dati sui contribuenti Imposta Comunale sugli Immobili (ICI) Tassa sullo smaltimento dei rifiuiti solidi urbani (TARSU) Informazioni censuarie derivanti dal Catasto dei Fabbricati Cartografia relativa al Catasto dei Fabbricati Anagrafe dei Tributi 58 tabelle per più di 19 milioni di record Catasto 13 tabelle per circa 1.384.000 reocord 6
  • 8. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione I SISTEMI CATASTALI Il sistema cartografico catastale moderno fu istituito in Italia nel 1886 La rappresentazione adottata per le mappe (1:2000) fu basata sulla proiezione Cassini-Soldner Nel 1946 fu introdotta la proiezione Gauss-Boaga La proiezione Cassini-Soldner, seppur non conforme, non isogonica e non equivalente, è ancor oggi adottata nella maggioranza dei casi 800 piccole origini 32 grandi origini 8
  • 9. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione QGIS: RIPROIEZIONE IN SPHERICAL MERCATOR Fornitura della cartografia catastale in formato CXF/SUP Conversione in ESRI shapefile Trasformazione di Datum: Bursa-Wolf Da Cassini-Soldner e Gauss-Boaga a Spherical Mercator Sovrapposizione dei layer catastali su livelli raster: Google Maps Satellite layer OpenStreetMaps 9
  • 10. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione CONVERSIONE IN SPHERICAL MERCATOR UTILIZZANDO QGIS Punto d'emanazione: Poggio Cardillo Metodo di trasformazione di Datum a 7 parametri Ellissoide WGS84 Correzioni foglio per foglio agendo sul False Easting/Northing Parametri di conversione 1 2 3 4 5 6 7 +proj=Name of projection + lat_0 = Latitude of natural origin + lon_0 = Longitude of natural origin + x_0 = False Easting + y_0 = False Northing + ellps = Ellipsoid + towgs84 = [Dx , Dy , Dz , Rx , Ry , Rz , S] 10
  • 11. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione BURSA-WOLF: CONVERSIONE A 7 PARAMETRI Formula di Bursa-Wolf         X1 ∆X 1 −Rz Ry X2         1 −Rx  ×  Y2   Y1  =  ∆Y  + S  Rz ∆Z −Ry Rx 1 Z2 Z1 1 + towgs84 = -50.2 , -50.4 , 84.8 , -0.69 , -2.012 , 0.459 , -28.08 11
  • 12. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione CORREZIONI DI FALSE EASTING/NORTHING 12
  • 14. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione DESCRIZIONE DEL SOTTODOMINIO GEOSPAZIALE Standard geospaziali di riferimento ISO 19100 series ISO 19152: Land Administration Domain Model, 2012 ISO 19107: Spatial schema, 2003 Core Cadastral Domain Model 14
  • 15. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione LO SCHEMA ONTOLOGICO 15
  • 16. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione DESCRIZIONE DI CLASSI, ISTANZE E PROPRIETÀ Relazioni Il modello ontologico consente la costruzione di relazioni tra le entità a livello di Data Model. Person ⊑ Taxpayer Corporation ⊑ Taxpayer Corporation ⊑ ¬ Person ∃ resides Thing ⊑ Taxpayer ⊤ ⊑ ∀ resides Address … 16
  • 18. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione L'UNIONE DI DUE APPROCCI DIVERSI DWH (ETL e selezione delle tabelle) Database municipali Database del catasto censuario Virtual Data Integration System basato su piattaforma D2RQ Integrazione dei dati cartografici mediante PostGIS 18
  • 19. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione DATI E D2R 19
  • 21. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione L'ARCHITETTURA DEL SISTEMA Traduzione di Dominio offline Dati cartografici esposti tramite PostGIS DWH che centralizzi Anagrafe tributaria Imposte comunali Catasto censuario Accesso ai dati tramite WS Marshalling in JSON Web application 21
  • 22. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione L'INTERFACCIA WEB Bootstrap jQuery Leaflet JS jQuery-SPARQL 22
  • 23. Visione Generale Cartografia Semantic approach Data Middleware L'applicazione GRAZIE PER L'ATTENZIONE 23