GIS 2 GIS: Architettura dei Sistemi Informativi Territoriali: dalla mente al microprocessore

Normalmente un qualsiasi sistema informativo è composto dai seguenti elementi principali:

· Dati

· Tecnologia

· Contesto organizzativo.

Per quel che riguarda i dati, già si è detto (Un primo approccio ai Sistemi Informativi Territoriali: dai dati alle informazioni) che rappresentano i mattoni che se opportunamente organizzati diventano informazione e per tale ragione costituiscono un patrimonio economico e più in generale di conoscenza da conservare e proteggere con estrema cura. La tecnologia racchiude tutti i sistemi per organizzare e trattare i dati.

Si è già detto che il sistema informativo è indipendente dalla tecnologia, quindi non si deve dare per scontato che la tecnologia sia unicamente quella informatica, anche se poi ci riferiremo specificatamente a quest’ultima, proprio per la facilità, rapidità, sicurezza che offre per l’organizzazione del sistema informativo. Il contesto organizzativo, in qualche modo, è la componente “pensante” del sistema. È costituito dal progetto, dalle modalità di implementazione, dalle regole di accesso e manipolazione dei dati, dalle modalità con cui si assicura l’integrità dei dati.

Scendendo nel dettaglio di un sistema informativo geografico, gli elementi base che lo costituiscono sono di seguito descritti.

Sistemi hardware: comprendono l’infrastruttura fisica del sistema che permette la memorizzazione ed elaborazione dei dati, nonché i sistemi di input ed output, quali ad esempio, scanner, stampanti, plotter, ecc.. I sistemi più semplici possono risiedere localmente su di una workstation o ancora più semplicemente in un Personal Computer. In questo caso i dati e le procedure sono a disposizione del solo utente (proprietario) della macchina e generalmente non prevedono condivisione se non tramite esportazione di singoli files. All’estremo opposto, un sistema costituito da una architettura di tipo server-client, in cui un server centralizzato può contenere un database multiutente al quale accedono da remoto molti client appartenenti alla stessa rete. Questo è il sistema più complesso, ma allo stesso tempo che offre garanzie di sicurezza ed integrità dei dati. Un tale sistema può prevedere l’esistenza di uno web server per la pubblicazione sulla rete internet di servizi web e webGIS che attingono ai dati memorizzati del server.

Sistemi software: nel caso più semplice di un sistema informativo locale, la componente software comprende sostanzialmente l’applicativo GIS, il quale permette di accedere ai dati geografici i quali possono essere memorizzati in un geodatabase locale oppure, molto frequentemente i dati geografici sono organizzati in singoli files indipendenti tra di loro. Il software GIS fornisce poi l’interfaccia utente che permette di eseguire tutte le operazioni previste dal sistema informativo, incluse quelle di carattere spaziale. Quando il sistema informativo geografico ha una architettura server-client, il server ospita il sistema di gestione di dati (DBMS, Database Management System), particolare software in grado di gestire collezioni di dati che siano grandi, condivise e persistenti e che al tempo stesso assicurano affidabilità e sicurezza. Molti dei DBMS disponibili trattano generalmente dati alfanumerici, quindi è necessario integrarli con componenti software che aggiungono al DBMS la possibilità di gestire dati geografici. Passando alla componente software dei client, generalmente sarà costituita dall’applicativo GIS, per come l’abbiamo sopra descritto, con la particolarità che dovrà possedere la capacità di interfacciarsi al DBMS per l’accesso ai dati contenuti nel server.

Dati: costituiscono uno dei punti cruciali del Sistema Informativo Geografico, perché su di essi e sulla loro qualità si basa la possibilità ed il successo di tutte le elaborazioni spaziali che conducono all’estrazione di informazioni a valore aggiunto. Come si è già detto i dati sono generalmente di tipo geografico, ma non è assolutamente esclusa la possibilità di utilizzare e produrre dati alfanumerici. Continuando a riferirci al sistema informativo il locale o condiviso, nel primo caso i dati possono essere memorizzati in singoli files organizzati in directory del file system del proprio computer. In questo caso i dati non sono in alcun modo relazionati tra di loro e la condivisione di informazioni può compiersi solo divulgando copie dei dati. Sempre rimanendo al caso del sistema locale, i dati possono essere organizzati in veri e propri DBMS o geodatabase, i quali offrono tutte le garanzie di persistenza, affidabilità e sicurezza dei dati, ma naturalmente non è possibile la condivisione e non è consentito l’ampliamento della banca dati oltre le dimensioni fisiche dei sistemi di memorizzazione della workstation o del personal computer che li ospita. Il massimo delle potenzialità si ha con un sistema server-client dove i dati memorizzati nel DBMS centrale possono essere condivisi, il che assicura, oltre alla facilità di accesso ed aggiornamento, anche il mantenimento della loro qualità ed integrità; diversamente replicare lo stesso dato per divulgarlo a differenti utenti conduce inevitabilmente alla irreversibile corruzione del dato a causa del disallineamento di aggiornamento dei differenti “utenti” non coordinati tra loro da un sistema centralizzato.

Rete: trattasi sia della rete locale che della rete internet. Questa componente nei sistemi server-client permette i flussi di informazioni tra i vari componenti del sistema informativo. La rete internet, poi, attualmente costituisce una delle vie preferenziali della divulgazione al grande pubblico, anche non specialistico, del dato geografico. Ne è un esempio tutti i servizi webGIS, quali mappe e globi interattivi, i quali oltre a offrire la possibilità di effettuare “viaggi virtuali” dal proprio PC, forniscono servizi di pubblica utilità per il reperimento di indirizzi di servizi e attività commerciali e al contempo permettono di calcolare percorsi stradali per il loro raggiungimento.

Contesto organizzativo: riguarda la componente umana del sistema e comprende tutto ciò che concerne le fasi della progettazione, dell’implementazione, del mantenimento e della protezione dei dati, delle analisi e della loro interpretazione. Questa è forse la componente più importante che regola tutte le fasi di costituzione del sistema informativo, che stabilisce le regole di accesso e produce i modelli e le procedure impiegate per trattare i dati.

In definitiva, la struttura di un SIT non è particolarmente differente da quella di un comune sistema informativo, se non per il fatto che alcuni dei componenti sono fortemente orientati per la gestione dei dati geografici. In definitiva la differenza non la fa l’infrastruttura, ma il dato stesso e le possibilità di trattamento che esso necessita.

È doveroso aggiungere che il GIS non è semplicemente un “programma” per analizzare dati e per produrre carte tematiche, ma un complesso sistema che integra componenti fisiche, intellettive ed organizzative, finalizzato al trattamento, all’elaborazione e alla condivisione dell’informazione geografica. Questi sistemi sono caratterizzati dall’estrema flessibilità e scalabilità, potendosi “dilatare” e “contrarre” in dimensioni e complessità per meglio adattarsi alle necessità dell’organizzazione che ne dispone. Se questa è costituita da un singolo professionista o ricercatore che necessita di elaborare dei dati geografici, magari prodotti dal lui stesso, per eseguire studi di carattere territoriale, allora il sistema sarà semplicemente costituita da un personal computer, con periferiche di acquisizione dati (scanner, gps ed altra strumentazione specifica) e da una connessione alla rete internet. Il database risiederà all’interno del disco locale del suo pc ed i dati saranno accessibili solo dal suo proprietario. La componente software sarà costituita principalmente da un applicativo GIS con spiccate potenzialità di analisi e magari altri applicativi necessari per specifiche elaborazioni, come ad esempio trasformazioni di coordinate, elaborazione di immagini, CAD, ambienti di programmazione, ecc.. In questo caso il sistema informativo geografico può essere percepito come un “programma”, poiché le modalità di accesso, di elaborazione dei dati e presentazione dei risultati sono dirette e si svolgono localmente all’interno di un pc, in maniera del tutto analoga all’uso di un foglio di calcolo o di un elaboratore di testo. In questi casi, il sistema informativo geografico è di tipo locale, orientato soprattutto alle operazioni di data entry, produzione, trasformazione ed analisi del dato geografico.

Situazione diametralmente opposta, il caso di una multinazionale o di un organismo governativo. In questo caso il sistema informativo geografico sarà molto complesso, con molti dati memorizzati in un geodatabase centralizzato, molti utenti con differenti ruoli ed un gran numero di client per accedere ed elaborare i dati utilizzando anche differenti applicativi software. Ogni dipartimento dell’organizzazione avrà specifici compiti, quindi i client saranno dedicati solo ad una tipologia di attività. Ci sarà ad esempio il gruppo di lavoro con il compito di acquisire i dati dall’esterno ed il gruppo di lavoro specializzato nella trasformazione di questi dati esterni in dati geografici memorizzati nel geodatabase centralizzato. Altri utenti saranno specializzati, ad esempio, nelle analisi spaziali e nelle elaborazioni statistiche ed altri utenti ancora avranno il compito di sviluppare applicazioni verticali per ottimizzare i vari processi all’interno dell’organizzazione o da distribuire all’esterno. Può esistere inoltre un dipartimento web dove si creano applicativi webGIS e si curano gli aspetti di divulgazione in rete dei dati e dei risultati prodotti. Con la diffusione dei dati e delle applicazioni geografiche sul web si può considerare l’intera comunità di utenti del web come una grande, anzi la più grande, organizzazione umana che dispone di un sistema informativo geografico. In questo caso gli utenti del sistema possono considerarsi come utenti casuali senza i privilegi di alterare i dati presenti nelle banche dati, però con la possibilità di consultazione, mappatura, interrogazione, esecuzione di analisi spaziali ed ultimamente anche di inserire anche dati propri, tra i quali anche informazioni commerciali e pubblicità. Quasi tutte queste operazioni possono essere eseguite tramite un qualsiasi browser, accedendo semplicemente ad un sito internet, dove generalmente mediante un’interfaccia molto semplice si possono formulare query per l’estrazione di dati geografici; si possono calcolare percorsi, tempi e costi di percorrenza da un punto all’altro; si possono eseguire operazioni di geocodifica, ossia data una lista di indirizzi, il sistema, sempre tramite il web, ubica geograficamente i relativi punti e ne fornisce le coordinate. Utilizzando, invece, client più specifici per il trattamento di dati geografici, si può accedere a banche dati residenti su server remoti, aggiungere dati propri e se si desidera renderli disponibili per i pubblico o solo per un ristretto gruppo di utenti.

Bibliografia: