3.Rendiconto scientifico delle attivitą presso le sedi partecipanti

Unità di       Universita' degli Studi de L'AQUILA

Responsabile PAOLINO DI FELICE

Quota Cofinanziamento Murst  44.620.000

Quota Cofinanziamento Ateneo  34.000.000 (RD+RA certificata)

Fondi complessivi utilizzati il primo anno  32.029.855

Illustrazione dell'attivita' svolta

L'unità dell'Aquila è coinvolta nel Tema 3. I risultati ottenuti nel primo anno sono quelli previsti nella proposta e sono descritti nei rapporti T3-R04 e T3-R10. Inquadramento dell'attività di ricerca Tra i molteplici effetti indotti dall'avvento della rete Internet c'è stata una costante crescita di disponibilità di dati spaziali su siti Web a cura di enti nazionali ed internazionali. Tale disponibilità ha evidenziato l'opportunità di abbandonare l'architettura cosiddetta "monolitica" molto consolidata nel contesto delle applicazioni spaziali (un esempio rilevante è costituito dai GIS) a favore di un'architettura il più possibile "aperta" per tendere verso una rete di calcolatori potenzialmente illimitata, nella quale ogni nodo è, allo stesso tempo, produttore e consumatore di "servizi" d'interesse comune. In tale nuovo scenario ha un ruolo centrale la nozione di "interoperabilità" tra applicazioni come presupposto per una cooperazione attiva e fattiva tra tutte le realtà che creano ed utilizzano dati spaziali. Molteplici sono le problematiche di ricerca che il raggiungimento dell'obiettivo dell'interoperabiltà delle applicazioni spaziali pone. Tra di esse una rilevante concerne la definizione di un modello per la geometria delle entità spaziali sufficientemente generale da poter essere adottato quale modello comune tra tutte le applicazioni che desiderino raggiungere uniformità nella definizione dei "servizi offerti" nonché nella formulazione delle richieste protese al reperimento di dati spaziali d'interesse. Questa visione molto recentemente è stata adottata dal Consorzio OpenGIS (http://www.opengis.org), il quale è un organismo internazionale composto in prevalenza dalle maggiori industrie del settore informatico, tra cui: IBM, Microsoft, ESRI, Oracle, Informix e MapInfo. Il Consorzio si prefigge il supporto all'interoperabilità tra applicazioni geografiche eterogenee. Sintesi dell'attività di ricerca La ricerca del primo anno si è articolata nelle seguenti due fasi: * Fase 1 (Primo semestre): Analisi critica dello stato dell'arte circa l'interoperabilità tra applicazioni spaziali. * Fase 2 (Secondo semestre): Definizione di modelli per il trattamento dell'incertezza nei dati spaziali a supporto dell'interoperabilità tra applicazioni distinte. Durante la fase 1, dopo un'attenta analisi dello stato dell'arte, ci si è concentrati ad esaminare la proposta del Consorzio OpenGIS, dato l'ampio consenso che essa sta raccogliendo nella comunità accademica e non, e dato il fatto che l'attività di ricerca programmata dall'Unità dell'Aquila si inquadra bene come superamento di alcuni dei limiti attuali della proposta medesima. A questo riguardo, dall'esame dei vari documenti tecnici al momento rilasciati dal Consorzio stesso si possono evidenziare limiti della proposta complessiva in termini di: * generalità del modello dei dati spaziali adottato; * completezza del repertorio di operazioni spaziali offerte; * livello di interoperabilità tra applicazioni garantito. Come superamento di tali limiti, si è individuato, come obiettivo immediato della ricerca da svolgere presso l'Unità, la definizione di un modello più generale per la geometria. In particolare, il modello per la geometria discusso nel documento del Consorzio OpenGIS fa riferimento a oggetti semplici con geometria esatta. Se tale ipotesi può essere ragionevole per applicazioni di tipo CAD, in generale, però, nel contesto spaziale essa costituisce una evidente semplificazione. In particolare lo è con riferimento al contesto geografico ove la complessità dei dati è tale che una qualunque rappresentazione della realtà non può che essere un'approssimazione della stessa. L'esigenza primaria è dunque introdurre dei modelli che consentano di trattare l'incertezza con la quale si conosce, e quindi si rappresenta, lo spazio fisico che ci circonda. Contrariamente ai dati unidimensionali dove l'incertezza si traduce in un intervallo di valori possibili che sostituisce il valore singolo, l'incertezza nei dati spaziali riguarda la definizione dei contorni degli oggetti geometrici bidimensionali. L'incertezza con la quale si conosce la geometria dei dati spaziali è connessa strettamente con la qualità dei dati spaziali. Durante la fase 2, l'attività dell'Unità dell'Aquila è stata rivolta alla definizione di un modello per rappresentare l'incertezza nei dati spaziali. La mancanza di strumenti teorici per il trattamento dell'incertezza nei dati spaziali è al momento uno dei maggiori fattori che limita l'interoperabilità tra applicazioni spaziali distribuite in rete. Infatti, poiché i modelli esistenti considerano solo oggetti geometrici con contorno esatto che sono un'approssimazione di oggetti geografici reali, risulta difficile poter integrare dati di fonte diversa in quanto si sono perse le informazioni sull'origine dell'approssimazione. Le fonti di incertezza possono essere classificate in: incompletezza, inconsistenza, vaghezza, imprecisione, inaccuratezza. Il significato da attribuire a questi termini (che a prima vista sembrano tutti sinonimi!) è il seguente. L'incompletezza deriva dalla mancanza di oggetti geometrici o parti di essi avvenuta durante la creazione del dataset. L'inconsistenza origina dalla presenza di più rappresentazioni dello stesso oggetto spaziale che differiscono per provenienza o tempo di creazione. La vaghezza è una caratteristica intrinseca di molte entità geografiche che non si prestano ad essere rappresentate con oggetti geometrici con contorno esatto, ma piuttosto con oggetti con contorni sfumati. L'imprecisione è una conseguenza della risoluzione finita con cui si rappresenta la realtà all'interno del calcolatore ed è quantificata tramite l'elemento più piccolo che si riesce a distinguere nello spazio modellato. L'inaccuratezza riguarda tutti quegli errori che derivano dalla limitatezza degli strumenti di acquisizione dei dati e da fattori umani. Le varie fonti di incertezza appena descritte hanno una ripercussione diretta sul contorno degli oggetti geometrici da rappresentare nella base di dati, e non è possibile in generale modellare tutto il processo che ha portato alla loro costruzione a partire da dati grezzi esclusivamente in termini di metadati. Piuttosto è necessario mantenere un'informazione puntuale della fascia di incertezza su tutto il contorno dell'oggetto tramite una ridefinizione delle entità di base del modello geometrico che deve prevedere regioni, linee e punti con contorno allargato. Pertanto, nel modello geometrico proposto, vengono definiti nuovi oggetti in cui si sostituiscono le linee esatte con "corone" tanto più ampie quanto maggiore é l'incertezza nella conoscenza del contorno. In letteratura oggetti siffatti sono stati denominati oggetti con broad boundary e si prestano alla modellizzazione di tutte le fonti di incertezza in precedenza elencate. Il modello proposto è inoltre un'estensione di modelli precedenti anche rispetto alla complessità degli oggetti trattati, in quanto prevede sia la presenza di regioni con componenti separate che regioni con buchi. Il modello risultante è stato poi calato all'interno della proposta del Consorzio OpenGIS, che è basata su un modello object-oriented costituito da una gerarchia di classi che rappresentano oggetti geometrici di diversa complessità. In corrispondenza dei nuovi oggetti con contorno allargato sono state definite nuove classi opportunamente inserite in tale gerarchia, in modo da ereditare tutti gli operatori delle classi già esistenti con contorno esatto, oltre a poter utilizzare nuovi operatori specifici di cui si rende necessaria la definizione. I risultati ottenuti, oltre ad essere descritti nei rapporti tecnici elencati alla fine della presente relazione, hanno portato a 3 pubblicazioni su riviste internazionali. Prodotti T3-R04, "Interoperabilità nel processamento di dati geografici: stato dell'arte e problematiche di ricerca", E. Clementini, P. Di Felice. T3-R10, "Modelling Uncertainty in Spatial Data", E. Clementini, P. Di Felice.

Schema riassuntivo dei fondi utilizzati (cifre spese o impegnate)
 

Voce di spesa	Cifra spesa o impegnata	Descrizione
Materiale inventariabile	1.188.000
Grandi Attrezzature	0.000
Materiale di consumo	854.400
Spese per calcolo ed elaborazione dati	0.000
Personale a contratto	24.000.000	Assegno di ricerca e a tro contratto
Servizi esterni	0.000
Missioni	4.409.280	Partecipazione a convegni e riunioni di progetto
Altro	1.578.175