09/11/2009

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Corso Corso di di

Basi di Dati SpazialiBasi di Dati Spaziali

Angelo MontanariAngelo MontanariDonatella GubianiDonatella Gubiani

Progettazione concettuale e Progettazione concettuale e progettazione logicaprogettazione logica

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Progettazione di Progettazione di una base di datiuna base di dati

una delle attivit svolte nellambito del una delle attivit svolte nellambito del processo di sviluppo dei sistemi processo di sviluppo dei sistemi informativi e va inquadrata in tale informativi e va inquadrata in tale contestocontesto

IlIl ciclo di vita dei sistemi informativiciclo di vita dei sistemi informativi:: insieme delle attivit svolte da analisti, progettisti e insieme delle attivit svolte da analisti, progettisti e

utenti nel corso dello sviluppo e dellutilizzo dei utenti nel corso dello sviluppo e dellutilizzo dei sistemi informativisistemi informativi

attivit iterativa (ciclo)attivit iterativa (ciclo)

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Studio di fattibilit

Raccolta e analisi dei requisiti

Progettazione

Realizzazione

Validazione ecollaudo

Funzionamento

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Schema concettuale

Requisiti della base di dati

PROGETTAZIONE CONCETTUALE

PROGETTAZIONE LOGICA

Schema logico

Schema fisico

PROGETTAZIONE FISICA

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Progettazioneconcettuale

Progettazione logica

Progettazionefisica

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Progettazione concettualeProgettazione concettuale

Passaggio da una descrizione Passaggio da una descrizione informale del dominio applicativo informale del dominio applicativo ad un ad un modellomodello conforme al dominioconforme al dominio indipendente dalla struttura indipendente dalla struttura

logica e fisica dei datilogica e fisica dei dati

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Modellazione concettuale Modellazione concettuale dei datidei dati

Primitive concettuali

Modalit di descrizione

Linguaggio testuale

Notazione grafica

Processo di modellazione

REALT

SCHEMACONCETTUALE

sintassi e simboli grafici

costrutti e regole

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Modello concettualeModello concettuale Collezione di concetti/costrutti che Collezione di concetti/costrutti che possono essere utilizzati per possono essere utilizzati per descrivere un insieme di dati e, in descrivere un insieme di dati e, in taluni casi, le relative operazioni taluni casi, le relative operazioni (tipi di dato astratti)(tipi di dato astratti)

Permettono di rappresentare in Permettono di rappresentare in modo strutturato (unastrazione di) modo strutturato (unastrazione di) la realtla realt

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Per modellare dati spazialiPer modellare dati spaziali (Come visto in precedenza,) (Come visto in precedenza,) requisiti requisiti sostanzialmente diversisostanzialmente diversi delle delle applicazioni tradizionali:applicazioni tradizionali: dati con estensione e posizione spazialedati con estensione e posizione spaziale dualit delle visioni ad oggetti e a campidualit delle visioni ad oggetti e a campi informazioni incompleteinformazioni incomplete diverse rappresentazioni degli oggettidiverse rappresentazioni degli oggetti relazioni spaziali fra oggettirelazioni spaziali fra oggetti

SoluzioneSoluzione: estendere i modelli dei : estendere i modelli dei dati tradizionalidati tradizionali

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FormalismiFormalismi

I modelli proposti in letteratura I modelli proposti in letteratura si basano su:si basano su:Formalismo EntitFormalismo Entit--Relazioni (ER)Relazioni (ER) Formalismi Orientati agli Oggetti Formalismi Orientati agli Oggetti (OO)(OO)

Formalismo IFOFormalismo IFO

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Modelli basati sul Modelli basati sul formalismo ERformalismo ER

Caratterizzato da due concetti Caratterizzato da due concetti fondamentali:fondamentali:

entitentit e e relazionerelazionepi alcuni concetti addizionali quali attributo, pi alcuni concetti addizionali quali attributo, generalizzazione, ...generalizzazione, ...

Introducono Introducono entit con riferimento entit con riferimento spazialespaziale e e relazioni di tipo spazialerelazioni di tipo spaziale

Rappresentanti principali di questa famiglia Rappresentanti principali di questa famiglia di modelli: di modelli: -- MODULMODUL--R, GISER, R, GISER, GeoERGeoER, (, (ChronoChrono))GeoGraphGeoGraph

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ModelliModelli basatibasati sui sui formalismiformalismi OOOO

Elementi comuni:Elementi comuni: Classi di oggettiClassi di oggetti -- MetodiMetodi

AttributiAttributi -- SpecializzazioniSpecializzazioni

Distinguono Distinguono classi di oggetti classi di oggetti georeferenziategeoreferenziateo non o non georeferenziategeoreferenziate e introducono costrutti e introducono costrutti semantici come ad esempio semantici come ad esempio relazioni relazioni topologichetopologiche e e aggregazioni spaziali aggregazioni spaziali

Rappresentanti principali di questa famiglia di Rappresentanti principali di questa famiglia di modellimodelli::-- MGEO/MGEO/MGEO+MGEO+, , GeoOOAGeoOOA, OMT, OMT--G, G, ObjectObject--

RelationalRelational, MADS, , MADS, GeoFrameGeoFrame, GMOD, CONGOO, GMOD, CONGOO

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ModelliModelli basatibasati sulsulformalismoformalismo IFOIFO

Concetti chiave:Concetti chiave: tipi atomicitipi atomici

tipi complessitipi complessi

frammentiframmenti

Utilizzano una modellazione deUtilizzano una modellazione deii concetticoncettigeograficigeografici complessa e poco intuitivacomplessa e poco intuitiva

Rappresentanti principali di questa famiglia Rappresentanti principali di questa famiglia di modelli:di modelli:-- GeoIFOGeoIFO, Modello IFO per applicazioni geografiche, Modello IFO per applicazioni geografiche

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UnaUna propostaproposta originaleoriginale::ilil modellomodello ((ChronoChrono))GeoGraphGeoGraph

Unanalisi dei modelli proposti in letteratura Unanalisi dei modelli proposti in letteratura rispetto ad alcuni criteri fondamentali, quali:rispetto ad alcuni criteri fondamentali, quali: potenza espressivapotenza espressiva semplicitsemplicit prossimitprossimit ai modelli logici spaziali ai modelli logici spaziali

ha rivelato come nessun modello sia del tutto ha rivelato come nessun modello sia del tutto soddisfacentesoddisfacente

A livello spaziale, i modelli pi significativi A livello spaziale, i modelli pi significativi sono due modelli appartenenti OO: sono due modelli appartenenti OO:

OMTOMT--G e MADSG e MADS

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((ChronoChrono))GeoGraphGeoGraph: : caratteristichecaratteristiche spazialispaziali

EstendeEstende ilil modellomodello EntitEntit--RelazioniRelazioni per per ililtrattamentotrattamento deidei datidati spazialispaziali (e (e temporalitemporali))

DalDal modellomodello EntitEntit--RelazioniRelazioni mutua i mutua i concetti di:concetti di: EntitEntit AttributoAttributo RelazioneRelazione Relazione di specializzazioneRelazione di specializzazione

Inoltre, introduce nuovi concetti quali..Inoltre, introduce nuovi concetti quali..

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EntitEntit spazialispaziali

Le entit georeferenziate sono associate Le entit georeferenziate sono associate ad uno dei seguenti tipi geometrici: ad uno dei seguenti tipi geometrici: POINT, MULTIPOINT, LINE, MULTILINE, POINT, MULTIPOINT, LINE, MULTILINE, POLYGON, MULTIPOLYGON, POLYGON, MULTIPOLYGON, COLLECTION, OTHER GEOMETRYCOLLECTION, OTHER GEOMETRY

Entit Spaziale

?

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AttributiAttributi spazialispaziali

Gli attributi spaziali assumono il loro Gli attributi spaziali assumono il loro valore di uno specifico valore di uno specifico tipi tipi geometricigeometrici

Non rappresentano lestensione spaziale Non rappresentano lestensione spaziale di unentit ma una sua caratteristicadi unentit ma una sua caratteristica-- lentit potrebbe non essere spazialelentit potrebbe non essere spaziale

Persona residenza

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Relazioni spazialiRelazioni spaziali Tipi di relazioni spaziali:Tipi di relazioni spaziali:

-- relazioni topologicherelazioni topologiche-- relazioni metricherelazioni metriche-- relazioni relazioni direzionalidirezionali

Entit Spaziale Entit SpazialeRelazionespaziale

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Relazioni topologiche Relazioni topologiche -- 22 GeoGraphGeoGraph supporta un insieme supporta un insieme

completo e minimale di relazioni completo e minimale di relazioni topologiche tra due geometrie arbitrarie topologiche tra due geometrie arbitrarie in in RR2:2:-- disgiunzionedisgiunzione, adiacenza, uguaglianza, , adiacenza, uguaglianza,

inclusione, coperturainclusione, copertura, sovrapposizione con , sovrapposizione con bordi disgiunti e sovrapposizione con bordi disgiunti e sovrapposizione con intersezione dei intersezione dei bordibordi

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Relazioni topologiche Relazioni topologiche -- 33 Sono stati introdotti dei vincoli di Sono stati introdotti dei vincoli di

integrit sulle relazioni tra coppie di integrit sulle relazioni tra coppie di entit georeferenziateentit georeferenziate

Disgiunzione, adiacenza, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordiPolygon

Line

TutteLine

Disgiunzione, inclusionePoint

Disgiunzione, adiacenzaMultipolygon

Disgiunzione, adiacenzaMultiline

Disgiunzione, adiacenza, uguaglianzaMultipoint

Disgiunzione, adiacenzaPolygonPoint

Disgiunzione, adiacenzaLine

Disgiunzione, uguaglianzaPoint

Possibili relazioni2a entit1a entit