INGENS: Una estensione del linguaggio di interrogazione al fine di formulare query deduttive per regole di associazione

L’interpretazione delle mappe topografiche è uno dei principali contesti applicativi per GIS (Sistemi Informativi Geografici). Sfortunatamente ad ora la maggior parte dei GIS in commercio appare inefficace in molteplici contesti applicativi a causa della complessità dei processi spaziali e della necessità di processare voluminosa conoscenza del dominio che solo gli esperti del settore possono avere. La ricerca nell’ambito del data mining spaziale ha portato negli ultimi anni alla realizzazione di prototipi che consentono di estendere la conoscenza di dominio e la capacità di ragionamento, ma incappando in molte limitazioni, quali le definizioni di alcuni concetti ambientali, sono difficili da inserire in interrogazioni verso database, le definizioni di alcuni oggetti geografici dipendono dal modello dei dati utilizzato (relazioni come la densità sono possibili con un modello di tipo raster mentre l’orientamento di elementi morfologici con modelli topologici), il riconoscimento di elementi geografici nelle mappe richiederebbe tutta la conoscenza del dominio dell’applicazione impensabile per grandi progetti riguardanti questo settore.
INGENS (INductive GEographic Information System) è un prototipo di GIS che mette a disposizione degli utenti strumenti di data mining al fine di supportare l’interpretazione automatica di mappe topografiche. L’integrazione tra le varie tecnologie, tra le quali anche database spaziali, è facilitata dall’utilizzo di un particolare spatial data mining language: SDMOQL (Spatial Data Mining Object Query Language). Questo linguaggio prevede delle primitive che permettono agli utenti di specificare solo le informazioni a cui egli è interessato, la tipologia di conoscenza da scoprire, le informazioni sul dominio (background knowledge) utile al processo di scoperta, le misure interessanti nella elaborazione delle informazioni e come visualizzare i risultati.
INGENS offre la possibilità di scegliere tra due tipologie di task: scoperta di regole di associazione e regole di classificazione spaziali. Una regola di associazione spaziale descrive associazioni frequenti tra proprietà di oggetti spaziali che interagiscono (spazialmente) tra loro. Ad esempio, la regola «l'80% delle grosse città canadesi sono confinanti con gli USA» è una regola di associazione spaziale. Un processo di classificazione spaziale assegna un insieme di oggetti spaziali ad una precisa classe, fra quelle fissate, utilizzando un insieme di caratteristiche spaziali e non. Un esempio di regola di classificazione spaziale è: «se un ipermercato è collocato nei pressi di un cinema ed è facilmente accessibile da una strada statale, allora i suoi profitti sono alti».
Scopo della tesi è l’estensione del linguaggio di interrogazione al fine di supportare query deduttive per regole di associazione.