Le basi di dati geografiche in Spatial Oracle: gestione del dato raster

L'ambiente in cui l'uomo si trova immerso è estremamente complesso e sin dai tempi più lontani è stato rappresentato attraverso cartine geografiche. Negli ultimi anni, grazie alle tecnologie informatiche, i sistemi informativi geografici sono diventati lo strumento più importante per la raccolta, rappresentazione e manipolazione di informazioni sul mondo che ci circonda e la disponibilità di informazioni georeferenziate è costantemente in crescita.

La natura dei sistemi informativi geografici attualmente in uso solleva diverse problematiche di notevole interesse. Innanzitutto, si evidenzia la necessità di integrare informazioni geografiche di vario genere, legate ai diversi fenomeni cui si è interessati.

Inoltre, si impone la necessità di considerare rappresentazioni multiple degli stessi oggetti, legate a forme, gradi di precisione ed obiettivi diversi, a seconda delle esigenze della particolare applicazione.

Parte del tempo di ricerca è stato impiegato nell’analisi delle tecnologie offerte da Oracle per il trattamento di dati spaziali. In particolare, è stato analizzato il funzionamento del modulo GeoRaster Spatial Oracle 11g e le metodologie che permettono l’estensione del modulo GeoRaster al fine della definizione di funzioni di Map Algebra.

Durante la fase di analisi è stato rilevato che l’estensione GeoRaster Spatial del DBMS Oracle consente di gestire dati raster di notevoli dimensioni, offrendo al programmatore delle primitive scritte in linguaggio PL/SQL che operano sul dato raster.

L’utilizzo di queste primitive ha evidenziato proprietà e limiti del modulo GeoRaster.
Da un lato è stato possibile osservarne i vantaggi: è emerso che le primitive sono scritte in linguaggio PL/SQL e, quindi, sono ben integrate con il DBMS Oracle; esse consentono, inoltre, di fare tutte le operazioni di base su di un dato raster e sono efficienti per piccole operazioni, come ad esempio la restituzione dei valori di piccole parti del dato raster. Al tempo stesso, sono stati evidenziati diversi limiti dal momento che le primitive presentano un notevole costo in termini di “tempo di esecuzione” al crescere della dimensione del dato raster e con le strumentazioni presenti nel laboratorio di GIS, con raster molto grandi non riescono mai a giungere ad un risultato, portando la workstation in una situazione di stallo.

Per la realizzazione delle funzioni di Map Algebra è stato, quindi, utilizzato il linguaggio Java, integrando le funzioni esistenti, al fine di creare delle procedure che fossero più efficienti in termini di tempo di esecuzione e che potessero gestire con semplicità dati raster di notevoli dimensioni.

In questo lavoro di tesi saranno presentate le tecniche e le metodologie per la creazione e lo studio di una base di dati geografica oltre che la gestione del dato raster all’interno del modulo GeoRaster. Nello specifico, si analizzeranno tecniche e teorie messe a disposizione dal DBMS Oracle nello scenario delle basi di dati geografiche per poter introdurre termini, costrutti e rappresentazioni utili alla progettazione.

Il lavoro di tesi è strutturato nel seguente modo:

- nel Capitolo 1 sono definiti alcuni concetti generali della cartografia insieme ad una panoramica sui “Sistemi Informativi Geografici”;

- nel Capitolo 2 è presentata una analisi dei dati spaziali e del modo in cui essi sono memorizzati dai Sistemi Informativi Geografici. In particolare, sono descritti i principali modelli dei dati quali Vettoriale, Tin e Raster, ponendo attenzione al modello dei dati raster su cui è basato il lavoro di tesi;

- nel Capitolo 3 sono esaminate le diverse tipologie di immagini da cui è possibile ricavare dati raster, le varie sorgenti e le metodologie di acquisizione dei dati territoriali, distinguendo tra dati analogici e dati digitali. Inoltre, sono illustrate le tecniche che permettono di convertire i dati dal modello Vettoriale al modello Raster e viceversa;

- nel Capitolo 4 è presentato il modo in cui i dati cartografici sono trattati all'interno di un DBMS relazionale, fornendo informazioni su come il database è strutturato, proponendo alcune delle soluzioni esistenti sul mercato, in fine descritta la metodologia per la creazione di una base di dati geografica con il modulo GeoRaster Spatial Oracle 11g ponendo attenzione alla gestione del dato raster.