Hackathon - Mapping da National Core a INSPIRE (Hydrography)

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webinar smeSpire "Hackathon Online - “Trasformazione di dataset spaziali open conformemente a INSPIRE” (2014-02-25).
Presentation about possible mapping between Italian topographic database specifications and INSPIRE (Hydrography).
Presented by Giuliana Ucelli (Informatica Trentina) with Daniela Ferrari (Provincia Autonoma Trento), Jody Marca and Piergiorgio Cipriano (Sinergis)

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  • Così come per le lingue, la ‘traduzione’ da un modello dati ad un altro è come un puzzle: esiste più di una strada per mappare un concetto da uno schema all’altro, ci sono più soluzioni, sia dal punto di vista metodologico che degli strumenti che si possono usare.
  • Questo è un esempio di traduzione problematica: anche il translator di Google a volte ha qualche ‘problema’ e tradurre un semplice concetto (bon appétit) dal francese all’italiano può dare risultati inaspettati …
  • Prima di entrare nel merito dell’esercizio svolto per questo hackathon, vediamo quali sono stati i documenti e gli strumenti di riferimento che abbiamo scelto
  • Per prima cosa, la specifica di contenuto del Database Geografico Provinciale (DBGP), che sarà presto pubblicata sul Portale Geocartografico della PAT.
    L’idrografia è stato il primissimo tema ad essere modellato nel DBGP, ed è anche il primo ad essere stato implementato dal punto di vista fisico e poi popolato.
  • Poi, ovviamente, le specifiche nazionali sui database topografici, recepite dal decreto del 2011 e pubblicate, oltre che sul sito dell’Agenzia per l’Italia Digitale, anche sul sito del Ministero dell’Ambiente.
  • Le specifiche nazionali, oltre ad essere disponibili in forma testuale, sono consultabili anche scaricando il tool GeoUML Catalogue sviluppato da CISIS e Politecnico di Milano all’indirizzo indicato in questa slide
  • E parlando di INSPIRE, ovviamente abbiamo considerato i testi, a partire da quello del Regolamento 1089 del 2010, che prescrive ‘cosa’ deve essere implementato per i temi dell’Annex I …
  • … e che ha subito alcune variazioni con l’approvazione del recente Regolamento 1253 dello scorso ottobre.
    Ricordiamo che i Regolamenti sono atti prescrittivi, obbligatori e automaticamente validi come norma in tutti gli Stati Membri: significa che quanto contenuto in questi Regolamenti è norma vigente anche a livello nazionale.
    In questi regolamenti (1089 e 1253) ritroviamo, tema per tema, il ‘cosa’ deve essere implementato, classe per classe, attributo per attributo.
    Questi regolamenti, poi, rimandano a linee guida tecniche …
  • … che per l’Idrografia sono costituite dal testo indicato in slide.
    Nota: questo testo non è ancora stato aggiornato, ed è quindi fermo a quanto previsto nel 2010 (tra il Regolamento 1089 ed il Regolamento 1253 ci sono alcune differenze in termini di classi)
  • Alla fine abbiamo provato ad usare HALE, per vedere come può essere mappata la struttura dati National Core rispetto a quella INSPIRE, usando come modelli implementativi:
    il modello implementativo SHP per il National Core, come schema sorgente
    gli application schema GML per INSPIRE, come schema target
  • Per il tema dell’Idrografia il nostro DB Geografico Provinciale non è del tutto speculare con le specifiche nazionali.
    Ovviamente in termini di contenuto il modello dati ha tenuto conto di tutto quanto previsto a livello nazionale, ma la struttura è … ‘a nostro uso e consumo’, nel senso che è molto legata a come, organizzativamente e tecnologicamente, sono gestiti i dati di Idrografia qui in Provincia.
    In particolare, è il Servizio Bacini Montani a occuparsi di gestire gli aggiornamenti di questo tema, su un database geografico ‘locale’ (geodb di Stazione), allineato a sua volta con il db centrale.
    Come vediamo le classi del modello provinciale (a destra) possono essere facilmente ricondotte a quelle del National Core (a sinistra).
  • Ci sono differenze anche a livello di dataType: lo stesso attributo (per esempio ‘captato’ o ‘sorgente termale’ della classe Affioramento naturale d’acqua) per noi è un enumerato, mentre per le specifiche nazionali è un booleano.
  • Il mapping tra le nostre specifiche (locali) e quelle nazionali ci servirà nel prossimo futuro per ‘servire’ i dati del nostro DB Geografico strutturati secondo le specifiche nazionali, nel caso per esempio di interscambio con altre Regioni.
    Come anticipato all’inzio, oltre a questo mapping da locale a nazionale, abbiamo approfittato di questa occasione per provare a mappare le specifiche nazionali rispetto a INSPIRE.
    Questo è un compito che avrebbe dovuto fare il CISIS, oppure il Ministero dell’Ambiente o qualche altro organo centrale, ma che finora non ha ancora fatto nessuno.
    E’ giusto quindi che qualcuno inizi, e grazie a questo hackathon noi della PAT abbiamo provato con il tema ‘Idrografia’.
  • Per "Idrografia", il National Core raccoglie i temi inerenti la descrizione dei corpi idrici, della costa e delle acque marine.
    I contenuti di questo strato sono divisi in temi che a loro volta contengono le seguenti classi:
    Acque interne e di transizione:
    Area bagnata di corso d’acqua
    Specchio d’acqua
    Invaso
    Affioramento naturale d’acqua
    Cascata
    Drenaggio superficiale
    Acque marine:
    Linea di costa marina cartografica
    Area di mare
    Linea di alta marea
    Linea di bassa marea
    Area intercoticale
    Ghiacciai e nevai perenni:
    Ghiacciaio-nevaio perenne
    Reticolo idrografico:
    Elemento idrico
    Condotta
    Nodo idrico
    Corso d’acqua naturale (asta fluviale)
    Canale
    Reticolo idrografico naturale
    Reticolo idrografico
    Corso d’acqua
    Esiste una stretta relazione (topologica) tra le classi del tema Acque interne e di transizione e quelle del tema Reticolo idrografico.
  • Mentre per le specifiche nazionali, come detto, la consultazione può essere fatta tramite il GeoUML Catalogue, per le specifiche INSPIRE la ‘descrizione completa’ del modello è quella delle Technical Guidelines, dove è possibile scorrere i vari diagrammi di classe UML, come quello di esempio raffigurato.
    Usando i documenti indicati prima (Regolamenti e Technical Guidelines INSPIRE, e specifiche nazionali) abbiamo compilato 3 matching tables …
  • … che come sappiamo sono uno strumento ‘human readable’ per definire il mapping a livello di classi, relazioni e attributi, tra un modello sorgente ed uno target (Inspire).
     Aprire Excel con uno dei tre esempi di mapping table
  • Un altro passaggio che abbiamo provato a fare è stato quello di iniziare a definire un mapping non solo ‘concettuale’ (cioè solo human readable) ma anche più fisico.
    Per fare questo con il GeoUML Catalogue abbiamo generato il modello implementativo SHP.
    GeoUML offre infatti la possibilità di generare, per lo stesso modello concettuale, uno o più modelli implementativi:
    SHP
    SQL per Oracle
    SQL per PostGIS
  • Il modello implementativo SHP consiste semplicemente in file shp, dbf, shx e prj generati automaticamente per tutte le classi del modello sorgente (in questo caso il modello è quello delle specifiche nazionali).
  • In questa slide è raffigurata la cartella dove GeoUML Catalogue ha creato i vari file shp, dbf, shx e prj di tutte le classi di Idrografia del National Core.
  • Questi SHP sono, di fatto, il nostro modello sorgente, mentre gli application schema GML sono il nostro modello target.
    In HALE è possibile definire il mapping (fisico) tra l’uno e l’altro, cioè creare le corrispondenze tra classi e attributi dei due modelli.
    Per esempio, in questa figura vediamo che la classe ‘Nodo idrico’ del National Core (a sinistra) corrisponde alla classe ‘HydroNode’ di INSPIRE.
    Questo mapping deve essere ovviamente fatto a livello di singolo attributo, e nel caso di attributi che prevedano valori enumerati (codici) è necessario definire la corrispondenza a livello di singolo valore.
  • Hackathon - Mapping da National Core a INSPIRE (Hydrography)

    1. 1. Trasformazione di dataset spaziali open conformemente a INSPIRE 25 febbraio 2014 Segreteria del Sistema Informativo Ambiente e Territorio
    2. 2. Scaletta 1. Metodologia 2. Documenti e tool di riferimento 3. Mapping da specifiche Provinciali a National Core 4. Mapping da National Core a INSPIRE 5. Conclusioni
    3. 3. Documenti e tool di riferimento
    4. 4. http://www.territorio.provincia.tn.it/ (non ancora pubblicata)
    5. 5. http://www.minambiente.it/sites/default/files/archivio/allegati/allegato_1_decreto_DB_geotopografici.pdf
    6. 6. http://spatialdbgroup.polimi.it/nc/tools/
    7. 7. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:323:0011:0102:IT:PDF
    8. 8. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2013:331:0001:0267:IT:PDF
    9. 9. http://inspire.jrc.ec.europa.eu/documents/Data_Specifications/INSPIRE_DataSpecification_HY_v3.0.1.pdf
    10. 10. http://community.esdi-humboldt.eu/projects/hale/files
    11. 11. Mapping 1 Da specifiche Provinciali a National Core
    12. 12. Dal DBGP al NC Classi National Core = Area bagnata di corso d'acqua AB_CDA Specchio d'acqua SP_ACQ Invaso artificiale Affioramento naturale dell'acqua Cascata Drenaggi superficiali Linea di costa marina cartografica Area di mare Linea di alta marea Linea di bassa marea Area intercotidale Ghiacciaio-nevaio perenne Elemento idrico Condotta Nodo idrico Corso d'acqua naturale Canale Reticolo idrografico naturale INVASO AF_ACQ CASCATA DRE_SUP CS_MAR AR_MAR CS_AM CS_BM AR_INT GHI_NV EL_IDR CONDOT ND_IDR ASTA_F CANALE RT_IDN Reticolo idrografico RT_IDR Classi DBGP Area bagnata di corso d'acqua Lago Palude Stagno Invaso artificiale Affioramento naturale dell'acqua Cascata Drenaggi superficiali AB_CDA IDRLAGO IDRPALU IDRSTAG INVASO RIUSOR CASCATA DRE_SUP Ghiacciaio-nevaio perenne Tratti dei corsi d'acqua Condotta Nodo idrico Corso d'acqua naturale Canale Corso d'acqua naturale Tratti dei corsi d'acqua Condotta GHI_NV IDRFIU_TT IDRCONDOTTA ND_IDR ASTA_F CANALE ASTA_F IDRFIU_TT IDRCONDOTTA
    13. 13. Database provinciale National core
    14. 14. National Core DBGP Lago Palude IDRPALU Stagno Specchio d'acqua SP_ACQ IDRLAGO IDRSTAG Lo specchio d’acqua a livello nazionale è dato dall’unione delle istanze delle classi Lago, Palude e Stagno Questo rende necessaria una selezione degli attributi e la creazione di identificativi univoci per la classe a livello nazionale
    15. 15. National Core Elemento idrico EL_IDR DBGP Tratti dei corsi d'acqua IDRFIU_TT La geometria della classe a livello nazionale deve essere derivata “fondendo” il dato provinciale in base al valore del attributo di codice dell’identità.
    16. 16. National Core Reticolo idrografico RT_IDR DBGP Tratti dei corsi d'acqua IDRFIU_TT Condotta IDRCONDOTTA La geometria della classe a livello nazionale deve essere derivata aggregando le geometrie provenienti dal livello provinciale. La selezione delle geometrie da aggregare deve essere fatta attraverso un algoritmo che testa la proprietà di connessione delle geometrie componenti.
    17. 17. Mapping 2 Da National Core a INSPIRE
    18. 18. -- Definition --- Definition -A natural or man-made flowing watercourse or stream. A natural or man-made -- Description --- Description SOURCE [EuroRegionalMap]. SOURCE [EuroRegionalMap].
    19. 19. Conclusioni / 1 • In Italia abbiamo bisogno che qualcuno inizi a occuparsi di ‘mappare’ le specifiche nazionali sui db topografici rispetto a INSPIRE … visto che questo non è ancora stato fatto • Il metodo che abbiamo illustrato qui può essere migliorato ed esteso a tutti i temi
    20. 20. Conclusioni / 2 • L’approccio seguito è stato: – Mapping concettuale tra National Core e INSPIRE con le matching table – Generazione modello implementativo SHP tramite GeoUML Catalogue – Mapping fisico tramite HALE • L’output di questo lavoro, su tutto il National Core, dovrebbe essere unico per tutti e riusabile da chiunque
    21. 21. Grazie http://www.linkedin.com/groups/Database-Geografico-della-PAT-DBGP-7440689 Daniela Ferrari, Provincia Autonoma di Trento Giuliana Ucelli, Informatica Trentina in collaborazione con Sinergis Piergiorgio Cipriano e Jody Marca

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