il database

Filippo Licenziati
PROGETTO DATABASE
PROGETTO E REALIZZAZIONE DI
SISTEMI INFORMATIVI
TERRITORIALI
il database
1
PROGETTO DATABASE
PROGETTO S.I.T.
STUDIO DI
FATTIBILITÀ
ANALISI DEI
DATI
PROGETTO DEL
DATABASE
ACQUISIZIONE
DATI
ANALISI DELLE
FONTI
CARTOGRAFICHE
PIANO DI
ACQUISIZIONE
VERIFICHE
ANALISI
FUNZIONALE
PROGETTO DELLE
PERSONALIZZAZ.
REALIZZAZIONE
DEL PROTOTIPO
ANALISI DELLE
UTENZE
PROGETTO
SISTEMISTICO
SISTEMA
2
PROGETTO DATABASE
INDICE
ANALISI DEI DATI
ESEMPI
PROGETTO DEL DATABASE
ESEMPI
ARCHITETTURA
DEI DATI
• sistemi
• metadata
3
PROGETTO DATABASE
ANALISI DEI DATI
Definizione delle finalità del
database e modello concettuale
4
PROGETTO DATABASE
ANALISI DEI DATI
ANALISI DEI DATI
• modellizzazione
• sintesi associativa
• modello concettuale
• indirizzamento geografico
• granularità
• temporalità
ESEMPI
• piano regolatore
• trasporto collettivo
5
PROGETTO DATABASE
6
Modellizzazione dei dati
modello
esterno
modello
logico
modello
concettuale
modello
interno
PROGETTO DATABASE
Contenuto semantico
sintesi associativa
componente grafica
elaborazione
componente strutturale
7
PROGETTO DATABASE
Sintesi associativa
100
055
8
PROGETTO DATABASE
Elaborazione
COD
OGGETTO
ATTRIBUTO
XY01
31.94
XY02
36.38
KZ03
055
KZ04
056
XY05
100
9
PROGETTO DATABASE
10
Modello concettuale
DATI NON
GRAFICI
MODELLO
CONCETTUALE
DATI
GEOGRAFICI
BASE CARTOGRAFICA
elementi cartografici
oggetti cartografici
estensione territoriale
CARTOGRAFIA TEMATICA
elementi ed oggetti
relazioni tra oggetti tematici
relazioni verso la base cartografica
PROGETTO DATABASE
Entità e relazioni
Le entità e le relazioni del modello
concettuale possono essere territoriali
oppure non territoriali
11
PROGETTO DATABASE
12
Entità
PARTICELLA CATASTALE
Le entità territoriali sono
georeferenziate, cioè rappresentate
da un oggetto cartografico.
PROPRIETARIO
Le entità non territoriali non
sono suscettibili di
rappresentazione cartografica.
PROGETTO DATABASE
Relazioni territoriali
ED05
CAV02
CAV03
CAV04
ED01
ED02
ED03
CAV01
edifici
cavità
ED01
CAV02
ED02
CAV02
ED03
CAV02
ED03
CAV01
ED05
CAV04
ED05
CAV03
Le relazioni territoriali sussistono tra entità territoriali e sono
ricavabili attraverso elaborazioni di analisi territoriale.
13
PROGETTO DATABASE
Relazioni non territoriali
Le relazioni non territoriali sussistono tra entità
qualsiasi e non sono ricavabili da analisi territoriale.
14
PROGETTO DATABASE
Indirizzamento geografico
per coordinate
per codice
per indirizzo (geocoding)
15
PROGETTO DATABASE
16
ED01
Bella
Indirizzamento per coordinate
ED02
ED04
via Bassa
piazza
Larga
ED05
ED06
vico Corto
ED03
via
via Alta
PROGETTO DATABASE
ED01
Bella
Indirizzamento per codice
ED02
ED04
via Bassa
piazza
Larga
ED05
ED06
vico Corto
ED03
via
via Alta
17
PROGETTO DATABASE
ED01
Bella
Geocoding (I)
ED02
ED04
via Bassa
piazza
Larga
ED05
ED06
vico Corto
ED03
via
via Alta
1
a
t
l
A
a
Vi
5
18
PROGETTO DATABASE
Geocoding (II)
ED01
ED02
4 6
K6
K5
1 3 5
8 10 12 14 16 18 20 22 24
K2
K1
7 9 11 13 15 17 19 21 23
ED04
2
ED03
K3
K4
ED06
ED05
ID
TOPONIMO
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
via Alta
via Alta
via Bassa
via Bassa
via Alta
via Alta
via Bella
via Bella
piazza Larga
CIVICO
min
7
8
3
2
1
2
3
4
1
CIVICO
max
23
24
11
10
5
6
9
10
8
19
PROGETTO DATABASE
20
Geocoding (III)
INDIRIZZO: Via Alta, 15
ED02
ED01
2
4 6
K6
K5
1 3 5
ED03
8 10 12 14 16 18 20 22 24
K2
K1
7 9 11 13 15 17 19 21 23
ED04
ID
TOPONIMO
K1
via Alta
CIVICO
min
7
CIVICO
max
23
K3
K4
ED06
ED05
c - Cmin
15 - 7
l = ————— = ——— = 0,5
Cmax - Cmin
23 - 7
PROGETTO DATABASE
Granularità (I)
La granularità di un certo tematismo è determinata
dal più piccolo elemento rappresentato nel database.
21
PROGETTO DATABASE
Granularità (II)
La granularità può anche definirsi come il
massimo livello di disaggregazione
dei dati presenti nel database.
PROV POPOLAZ. 91
AV
438.812
BN
293.026
CE
815.815
NA
3.016.026
SA
1.066.601
22
PROGETTO DATABASE
Granularità (III)
La granularità
condiziona le possibilità
di analisi.
Qual è la
popolazione del
Vallo di Diano?
23
PROGETTO DATABASE
Temporalità
Il problema della validità temporale dei dati può essere
risolto in due modi:
DATABASE
a valore attuale
DATABASE
storico
24
PROGETTO DATABASE
DB a valore attuale (I)
Le informazioni contenute nel database sono
valide al momento della consultazione.
PARTICELLA
001
031
032
033
034
035
037
038
039
040
041
042
043
044
045
046
PROPRIETARIO
Rossi Egidio
Verdi Giovanni
Bianchi Luigi
Esposito Ciro
Sarno Clara
Napolitano Livia
Lante Gennaro
Colonna Ettore
Carlone Walter
Evani Carlo
Langiotti Francesco
Sarnelli Elena
Franchi Massimo
Calabrese Leopoldo
Romano Carmela
Damiani Serena
25
PROGETTO DATABASE
DB a valore attuale (II)
• La corrispondenza tra il dato e la realtà
(accuratezza) è funzione della frequenza di
aggiornamento del database.
• Le informazioni pregresse vengono modificate
dagli aggiornamenti.
• Non è possibile ricostruire situazioni precedenti.
26
PROGETTO DATABASE
DB storico (I)
Le informazioni contenute nel database sono
qualificate da un proprio intervallo di validità
temporale.
PARTICELLA
001
001
001
PROPRIETARIO
Rossi Egidio
Savelli Gerardo
Alterio Antonio
dal
28/5/1980
12/8/1977
24/9/1961
al
037
037
037
Lante Gennaro
Ornato Alfonso
Altanelli Giulia
15/12/1996
18/11/1984
28/6/1957
15/12/1996
18/11/1984
042
042
042
042
Sarnelli Elena
Corsi Giorgio
Forte Lucia
Rasillo Carlo
12/3/2001
14/1/1998
1/4/1970
11/11/1959
12/3/2001
14/11/1998
1/4/1970
28/5/1980
12/8/1977
27
PROGETTO DATABASE
DB storico (II)
COMPONENTE GRAFICA
valido fino al 12/11/1999
situazione
iniziale
107
valido dal 12/11/1999 al 9/5/2002
frazionamento
(12/11/1999)
1071
valido dal 12/11/1999 al 9/5/2002
1072
valido dal 12/11/1999 al 9/5/2002
accorpamento
(9/5/2002)
1073
valido dal 9/5/2002
28
PROGETTO DATABASE
DB storico (III)
• La corrispondenza tra il dato e la realtà
(accuratezza) è funzione della correttezza degli
intervalli di validità.
• Le informazioni pregresse non vengono modificate
dagli aggiornamenti.
• E’ possibile eseguire interrogazioni finalizzate ad
ottenere una situazione ad una certa data pregressa.
29
PROGETTO DATABASE
ESEMPI
alcuni esempi di modelli
concettuali
30
PROGETTO DATABASE
Piano regolatore generale (I)
31
PROGETTO DATABASE
Piano regolatore generale (II)
CLASSIFICAZ.
OMOGEINIZZ.
ZONA
ORIGINALE
ELEMENTO
GRAFICO
COMUNE
CARTA DI
PIANO
notazione di Martin
32
PROGETTO DATABASE
33
Trasporto collettivo: ANM (I)
capolinea
deposito
capolinea
percorso
percorso
deposito
palina
capolinea
tratto
capolinea
PROGETTO DATABASE
34
Trasporto collettivo: ANM (II)
palina
PALINA
coppia
TRATTO
PALINA
TRATTO
LINEA
TRASPORTO
TRATTO
CAPOLINEA
PERCORSO
DEPOSITO
LINEA
FERMATA
PALINA
tratto
PROGETTO DATABASE
35
Trasporto collettivo: ANM (III)
FERMATA
PALINA
coppia
TRATTO
PALINA
LINEA
TRASPORTO
TRATTO
CAPOLINEA
PERCORSO
DEPOSITO
PROGETTO DATABASE
36
Modello da rappresentare
Elemento stradale
Elemento stradale
Elemento stradale
Giunzione
Elemento stradale
Giunzione
Elemento stradale
Giunzione
Area di
traffico
non
strutturato
Giunzione
Elemento stradale
PROGETTO DATABASE
Modello concettuale
Elemento
stradale
delimita
termina in
delimita
è parte di
contiene
Inizia in
delimita
Intersezione
è parte di
Inizia in
contiene
è parte di
contiene
Tratto
di
strada
Giunzione
termina in
delimita
37
PROGETTO DATABASE
PROGETTO DEL DB
Definizione delle modalità di
implementazione del database
38
PROGETTO DATABASE
PROGETTO DEL DB
PROGETTO DEL DATABASE
• stratificazione logica e fisica
• componente strutturale
• associazione non grafica
• primitive topologiche
• standardizzazione CEN-TC287
• schemi spaziali
ESEMPI
• DBPrior10K
39
PROGETTO DATABASE
Progetto esecutivo
repertorio degli oggetti cartografici
e dei loro attributi
definizione delle tabelle non grafiche
stratificazione fisica del database
40
PROGETTO DATABASE
Stratificazione logica (I)
reti tecnologiche
trasporti
viabilità
edificato
base cartografica
41
PROGETTO DATABASE
Stratificazione logica (II)
informazioni
non grafiche
AMBIENTE
TERRITORIO
informazioni
non grafiche
informazioni
non grafiche
TECNICO
PATRIMONIO
ATTIVITA’
PRODUTT.
informazioni
non grafiche
informazioni
non grafiche
42
PROGETTO DATABASE
Stratificazione fisica
TEMATISMO
LIVELLO
linee
trasporti
rete acqua
fermate
tubazioni
valvole
edificato
edifici
civici
43
PROGETTO DATABASE
Componente strutturale
topologia
associazione non grafica
grafi
44
PROGETTO DATABASE
Associazione non grafica
ID
GEOMETRIA
043
x1, x2, … xn
044
x1, x2, … xn
045
x1, x2, … xn
046
x1, x2, … xn
ID
PROPRIETARIO
RENDITA
DESTINAZIONE
044
Rossi
Antonio
2.000
civile
045
Bianchi Vittorio
5.500
industriale
046
Verdi
3.400
abitativa
Luigi
45
PROGETTO DATABASE
Primitive topologiche
PUNTO: senza dimensioni, descritto
nel piano da una coppia di coordinate
LINEA: con una sola dimensione,
descritta nel piano da una serie
ordinata di coppie di coordinate
POLIGONO: con due dimensioni,
descritto nel piano da una serie
ordinata di coppie di coordinate, tale
che la prima e l’ultima coincidano
46
PROGETTO DATABASE
Grafi lineari
a1
n2
a2
a3
a4
n3
a5
n4
n1
a6
n5
Un grafo é costituito da
un insieme di nodi ed un
insieme di archi.
Ciascun arco é
individuato da una coppia
di nodi detti estremi
dell’arco, che a sua volta é
detto incidente nei due nodi
estremi.
47
PROGETTO DATABASE
Grafi topologici spaziali
Un grafo spaziale é costituito
da un insieme poligonali
chiuse, per le quali è definita la
relazione di contiguità.
Due poligonali chiuse sono
contigue se hanno almeno un
lato (due vertici) in comune.
48
PROGETTO DATABASE
Grafi spaziali e lineari
Esiste una dualità tra un grafo
lineare planare e un grafo
spaziale (grafo di adiacenza).
49
PROGETTO DATABASE
Schema spaziale
Insieme di regole secondo
le quali si possono
aggregare le primitive
spaziali per definire e
descrivere gli aspetti
spaziali dei dati
geografici.
50
PROGETTO DATABASE
51
Standardizzazione CEN-TC287
Comitato Europeo di Normalizzazione
Commissione Tecnica 287
Definisce una
serie di nove
schemi spaziali
(G0 - G8), di
complessità
crescente.
PROGETTO DATABASE
Schema di base G0
DESCRIZIONE GEOMETRICA
Le particelle sono
rappresentate da
superfici e le
strade da insiemi
di superfici
(tronchi e incroci)
52
PROGETTO DATABASE
Schema di base G0
DESCRIZIONE TOPOLOGICA
Vengono utilizzate
le primitive
topologiche
elementari.
53
PROGETTO DATABASE
Schema G1
“GRAFO TOPOLOGICO PLANARE COMPLETO”
Partizione completa del piano
arcinfo> clean poly
Ogni intersezione di elementi
lineari determina un nodo
arcinfo> clean line
54
PROGETTO DATABASE
Schema G2
“GRAFO PLANARE DI RETE LINEARE”
Non viene
rappresentato
l’incrocio
a piani
sfalsati
arcinfo> clean line
55
PROGETTO DATABASE
Schema G3
“GRAFO NON PLANARE DI RETE LINEARE”
Si può
rappresentare
l’incrocio
a piani
sfalsati
arcinfo> build line
56
PROGETTO DATABASE
Schema G4
“GRAFO TOPOLOGICO NON PLANARE”
Si può
rappresentare
l’incrocio
a piani
sfalsati
anche in
2 dimensioni
arcinfo> region
57
PROGETTO DATABASE
Schema G5
“SPAGHETTI”
I lati dei
poligoni
confinanti
sono
ridondati
AutoCAD
58
PROGETTO DATABASE
Schema G6
“TIN: TRIANGULAR IRREGULAR NETWORK”
Utilizzato per il modello
digitale del territorio.
59
PROGETTO DATABASE
Schema G7
“IMMAGINE RASTER”
Immagine composta
da un insieme di
bande raster senza
topologia associata.
Una banda raster è
una parte rettangolare
di una specifica
partizione regolare del
piano.
60
PROGETTO DATABASE
Schema G8
“GRIGLIA SPAZIALE”
Distribuzione di
punti derivata dagli
angoli di una
partizione regolare
del piano o dello
spazio.
61
PROGETTO DATABASE
62
Modelli di dati
ATTRIBUTI A TRATTI
Segmentazione
FISICA in
tratti omogenei
Sede
Classe di larghezza
PROGETTO DATABASE
120
Modelli di dati
114
SEGMENTAZIONE DINAMICA
108
95
Sede
0 - 37
37 - 60
60
60 - 81
81
Classe di
larghezza
73
81 - 95
37
95 - 120
25
10
0 -
25
25 -
73
73 - 114
114 - 120
0
63
PROGETTO DATABASE
ESEMPI
alcuni esempi di modelli logici e
di schemi spaziali
64
PROGETTO DATABASE
DBPrior10k (I)
Data Base degli strati prioritari essenziali alla scala 1:10.000
ELENCO DELLE CLASSI
Strato 01
VIABILITÀ, MOBILITÀ E TRASPORTI
Strato 02
CENTRI URBANI E NUCLEI ABITATI
Strato 03
INDIRIZZI
Strato 04
IDROGRAFIA
Strato 05
AMBITI AMMINISTRATIVI
Strato 06
ALTIMETRIA
Strato 07
TOPONIMI LOCALITÀ SIGNIFICATIVE
65
PROGETTO DATABASE
DBPrior10k (II)
Strato
Tema
Classe
01 Viabilità, Mobilità, Trasporti
PER QUESTO STRATO VIENE ADOTTATO UN RAGGRUPPAMENTO
INTERMEDIO, IN TEMI, DI TRASPORTO OMOGENEO:
Tema 01.01
STRADE
Tema 01.02
FERROVIE
66
PROGETTO DATABASE
DBPrior10k (III)
Strato
Tema
01 Viabilità
Viabilità, Mobilità
Mobilità, Trasporti
01.01 Strade
Classe
Il percorso stradale è acquisito come grafo, orientato e connesso.
Le entità fondamentali sono:
• Nodi di intersezione delle linee che costituiscono il percorso:
• GIUNZIONI
(GDF – Livello 1)
• INTERSEZIONI
(GDF – Livello 2)
• Tratti di percorso congiungenti due Nodi:
• ELEMENTO STRADALE
(GDF – Livello 1)
• TRATTO DI STRADA
(GDF – Livello 2)
67
PROGETTO DATABASE
68
DBPrior10k (IV)
Strato
Tema
01 Viabilità
Viabilità, Mobilità
Mobilità, Trasporti
01.01 Strade
Classe
ELENCO DELLE CLASSI (fase 1)
Classe 01 – Tratto di strada
Classe 02 – Intersezione
Realizzazione: Fase 1
Classe 03 – Nodo di rete definito sul tratto di strada
GDF: Livello 2
Classe 04 – Strada
PROGETTO DATABASE
69
DBPrior10k (V)
Strato
Tema
01 Viabilità
Viabilità, Mobilità
Mobilità, Trasporti
01.01 Strade
Classe
ELENCO DELLE CLASSI (fase 2)
Classe 05 – Elemento stradale
Classe 06 – Giunzione stradale
Classe 07 – Nodo di rete definito sull’elemento stradale
Classe 08 – Percorso amministrativo
Realizzazione: Fase 2
GDF: Livello 1
PROGETTO DATABASE
70
DBPrior10k (VI)
Strato
Tema
Classe
01 Viabilità, Mobilità, Trasporti
01.01 Strade
05 Elemento stradale
DEFINIZIONE E PROPRIETÀ DELLA CLASSE:
È un percorso
MEZZERIA DELLA CARREGGIATA (REGOLARE),
LINEA DI FLUSSO (SLARGHI, PIAZZE…)
SEGUE LE REGOLE DEL GDF - Livello 1
PROGETTO DATABASE
71
DBPrior10k (VII)
Strato
Tema
Classe
01 Viabilità, Mobilità, Trasporti
01.01 Strade
05 Elemento stradale
ELENCO ATTRIBUTI:
Attributo geometrico
Codice identificativo
Codice tratto
Tipo elemento
Classifica tecnico funzionale
Stato
Percorso fittizio
Classe di massima larghezza
Sede
Livello
Linea bidimensionale
Stringa alfanumerica
Stringa alfanumerica
Enumerato
Enumerato
Enumerato
Booleano
A trattitratti-Enumerato
A trattitratti-Enumerato
A trattitratti-Intero
Tipo di dato spaziale
Codice identificativo dell’
dell’elemento, univoco
Link al TRATTO/INTERSEZIONE cui appartiene
“El.indiff.
El.indiff.” “Svinc.
Svinc.” “Controviale”
Controviale” ”Tragh.
Tragh.” ”Ped.
Ped.”
“Autostrada”
Autostrada” “Strada Extraurbana”
Extraurbana” “Strada Urbana”
Urbana”
“In esercizio”
esercizio” “In costruzione”
costruzione” “In disuso”
disuso”
Si / No
“<3.5”
3.5” “tra 3.5 e 6.0”
6.0” “tra 6.0 e 8.0”
8.0” “>8.0”
8.0” mt
“Propria”
Propria” “Ponte/Viad
Ponte/Viad..” “Sottopasso”
Sottopasso” “P.L.”
P.L.” “Altro
…, -2, -1, 0, 1, 2, …
PROGETTO DATABASE
72
ARCHITETTURA DEI DATI
Organizzazione dei dati e
possibilità di scambio
PROGETTO DATABASE
73
ARCHITETTURA DEI DATI
ARCHITETTURA DEI DATI
• sistemi file based
• sistemi database
• metadata
PROGETTO DATABASE
Sistemi file based (I)
i dati vengono
raccolti in files,
come ogni altro
documento
informatico
74
PROGETTO DATABASE
Sistemi file based (II)
COVERAGES
75
PROGETTO DATABASE
Sistemi file based (III)
SHAPE FILES
CAD FILES
76
PROGETTO DATABASE
Sistemi database (I)
TUTTI i dati
geografici vengono
implementati in un
DBMS
77
PROGETTO DATABASE
Sistema database (II)
Logica delle applicazioni
(Software)
Opera su dati in DBMS
standard
Controllo su congruenza sui
dati GIS e sulle regole
Meta
Data
Multi-user
Database
Industry Data Model
(Oggetti e regole)
Web
Service
78
PROGETTO DATABASE
Sistema database (III)
INTEGRAZIONE CON IL SISTEMA INFORMATIVO
SDE
RDBMS
P.R.G.
PIANI DI COORD.
DISCARICHE
CAVE
…….
CONTABILITA’
PERSONALE
…….
79
PROGETTO DATABASE
Scambio dati
Formati ESRI/ORACLE
Formati correnti di scambio (dxf, shp, …)
Metadati – secondo specifiche del “Sistema
Cartografico di Riferimento”
80
PROGETTO DATABASE
Metadata (I)
I metadati sono utilizzati per scoprire, comprendere,
accedere ed usare le informazioni e i dati cui si riferiscono.
Sono incluse informazioni sul sistema spaziale di riferimento
e la rappresentazione spaziale dei dati medesimi, le
informazioni sulla distribuzione dei dati, sui vincoli di
sicurezza e legali che relativi all'uso dei dati stessi.
81
PROGETTO DATABASE
Metadata (II)
ISO 19115-2:2009
Lo standard di metadati geografici ISO/DIS 19115, proposto
dal Comitato Tecnico 211 dell’ISO, è stato approvato in data
24 marzo 2003.
La versione 2:2009 estende il precedente standard, definendo
lo schema necessario per la descrizione di immagini e dati
reticolo; fornisce informazioni sulle proprietà delle
apparecchiature di misurazione utilizzate per acquisire i
dati, la geometria del processo di misurazione e il processo
produttivo utilizzato per digitalizzare i dati grezzi.
http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=39229
82
PROGETTO DATABASE
Metadata (III)
Position Paper INSPIRE – METADATI
Prevede:
lo sviluppo un profilo comune dei metadati, secondo le
linee guida contenute in ISO 19115, da parte gli Stati
membri EU, incluso metodi e formati comuni per lo
scambio dei metadati
l’identificazione di una autorità competente, da parte di
ciascun Stato Membro, per il coordinamento dei
produttori nazionali di dati, la raccolta e la gestione dei
metadati.
83
PROGETTO DATABASE
Metadata (IV)
REPERTORIO NAZIONALE DEI DATI
TERRITORIALI
Regolamento recante regole tecniche per la
definizione del contenuto del RNDT, nonché delle
modalità di prima costituzione e di aggiornamento dello
stesso.
Allegato 1: Elenco dei dati di interesse generale di cui all’art.
59, c. 3, del d. l.vo 7/3/2005, n. 82
•Allegato 2: Specifiche tecniche per la formazione e
l’alimentazione del RNDT (ISO/INSPIRE)
84
PROGETTO DATABASE
85
Gestione dei metadata
ArcCatalog
• Supporto di formati standard
• FGDC, ISO, ….
•Strumenti di automatizzazione del
lavoro di gestione dei Metadata
•Lavora con dati, mappe, file, tabelle, …
•Supporto dei cataloghi di metadata
server per ArcIMS
verifica
verifica ee registrazione
registrazione automatica
automatica delle
delle
proprietà
dei
dati
proprietà dei dati
ArcIMS
ArcIMS
Service
Service
File
Geodatabase