La Costruzione del Database Topografico Regionale in Lombardia

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1 La Costruzione del Database Topografico Regionale in Lombardia Piergiorgio Cipriano, Sinergis srl, Casalecchio di Reno (Bo) Donata Dal Puppo, Regione Lombardia, D. G. Territorio e Urbanistica Jody Marca, Dipartimento di Elettronica e Informazione, Politecnico di Milano Stefano Gelmi, Federica Liguori, Adalberto Sangalli Lombardia Informatica Spa, Milano Abstract L impianto del Database Topografico Regionale DbTR della Regione Lombardia è stato avviato nel 2011 con l unificazione ed integrazione dei primi lotti di produzione dei database topografici, realizzati da molteplici aggregazioni di Comuni, nel formato shapefile secondo le specifiche regionali pubblicate nel D.G.R. n. 8/6650 del 20 febbraio 2008 e successiva Errata corrige, marzo I contenuti informativi del DbTR sono modellati tenendo conto da un lato degli standard nazionali dettati dal documento Regole tecniche per la definizione delle specifiche di contenuto dei database geotopografici (supplemento n. 37 alla G.U.R.I. n. 48 del ), e dall altro sia delle semplificazioni applicate nel Capitolato regionale che di potenziali sviluppi derivanti dall obiettivo di integrare nel DBTR aggiornamenti desunti direttamente da procedure amministrative di competenza comunale. Le procedure di verifica di conformità delle varie produzioni, di creazione del DbTR e di caricamento e integrazione sul continuo territoriale dei differenti lotti sono state realizzate utilizzando tecnologie Esri in più fasi del processo integrandole, ove ritenuto opportuno, anche con procedure sviluppate su piattaforme open-source. Una volta allestito il primo impianto sulla base delle produzioni attualmente in corso di consegna, è prevista l attivazione di processi di aggiornamento effettuati a livello locale ad opera di Soggetti responsabili della gestione del Database Topografico Locale - DbTL relativo ad un dato territorio di competenza; tali processi sono basati su uno schema concettuale condiviso nell ambito della IIT regionale e su un corrispondente formato di interscambio le cui caratteristiche sono qui sinteticamente descritte. Il DbTR: strumenti utilizzati il processo di creazione L intero flusso di controllo, caricamento e integrazione nel Database Topografico Regionale DbTR dei dati (formato shapefile) dei lotti di produzione dei database topografici, realizzati secondo le specifiche regionali (D.G.R. n. 8/6650 del 20 febbraio 2008 e successiva errata corrige marzo 2009), è stato realizzato tramite le seguenti tecnologie: GeoUML Catalogue per la definizione del modello concettuale MS Visio e ArcCatalog per la generazione del modello fisico ArcGIS desktop e ArcObjects per i controlli sui lotti forniti 1

2 FME e PostGIS per il caricamento su file geodatabase di staging ArcGIS per i controlli sul confine dei lotti ArcSDE per lo storage dei dati del DbTR ArcGIS Server per la pubblicazione di servizi di visualizzazione API Flex per il Viewer del GeoPortale Di seguito sono elencati, i principali step del processo. 1. Schema concettuale Lo schema concettuale del DbTR della Regione Lombardia è stato definito utilizzando gli strumenti GeoUML-Catalogue, sviluppati dal Politecnico di Milano per conto del CISIS/CPSG (Centro Interregionale per i Sistemi informatici, geografici e statistici/comitato permanente per i sistemi informativi geografici). La modellazione concettuale si è basata sui seguenti documenti di riferimento: Il capitolato regionale per la produzione dei DbT come da D.G.R. n. 8/6650 del 20 febbraio 2008 e successiva errata corrige marzo 2009 Le Regole tecniche per la definizione delle specifiche di contenuto dei database geotopografici (supplemento n. 37 alla G.U.R.I. n. 48 del ) i contenuti di CT10 per alcune componenti informative, per rispondere a requisiti regionali che prevedono il mantenimento di una serie di sistemi di identificazione di alcuni tipi di oggetti già consolidati nell ambito dell Infrastruttura per l Informazione Territoriale (IIT) regionale l Atto di indirizzo e coordinamento tecnico per l attuazione dell art. 3 della Lr 12/05 Legge per il governo del territorio Quadro di riferimento per l aggiornamento del database topografico e l interscambio con le banche dati catastali, ottobre 2010, per supportare l integrazione in DbTR di aggiornamenti desunti direttamente da dati di procedure amministrative di competenza comunale Lo schema del DbTR inoltre viene integrato con: un insieme di metadati di istanza e di strutture funzionali a mantenere traccia di anomalie riscontrate nei dati di produzione che potranno essere rimosse in fasi successive di aggiornamento un insieme di componenti informative funzionali a mantenere traccia dello stato di completamento del DbTR rispetto al territorio regionale e dello stato di gestione degli aggiornamenti di parti del territorio regionale da parte di Soggetti locali 2

3 2. Schema fisico Partendo dallo schema concettuale GeoUML è stato implementato lo schema fisico predefinendo delle regole di trasposizione dei costrutti GeoUML in corrispondenti strutture fisiche. Il modello logico viene implementato con Microsoft Visio 2003 professional, importando, preliminarmente, gli ArcInfo UML Models. Nel modello logico sono stati usati, per memorizzare alcuni vincoli topologici e per alcune associazioni, graficismi che non determineranno nessuna creazione di tabelle ma che sono funzionali ad una miglior comprensione dello schema. 3. Creazione del DbTR Oracle/Arcsde Tramite la funzione copy and paste di ArcCatalog viene fatta una copia del file geodatabase DbTR di staging nel dbserver di produzione (Oracle10g/ArcSDE9.2) nell utenza DbTR. Tale copia viene fatta una sola volta, quando si deve caricare la prima fornitura degli shapefile. Non è necessaria per i successivi caricamenti delle forniture. 4. Mapping e caricamento Il file geodatabase DbTR di staging viene caricato con i dati (in formato shapefile) dei lotti di produzione. Poiché non esiste una totale corrispondenza tra ogni shapefile di produzione e ogni Feature Class/ Tabella del DbTR, è stata realizzata una procedura con lo strumento FME. Il processo di caricamento è parametrico ed effettua la trasposizione basandosi su un database in cui viene descritta la corrispondenza tra i file source ed il DB target. Poiché inoltre alcune classi del DbTR richiedono l esecuzione di operazioni di derivazione e ristrutturazione dei dati di input si è provveduto a realizzare ed integrare una procedura in ambiente Postgis per trattare i seguenti contenuti: A A A P P T P Edificio Edificio minore Unità volumetrica Accesso interno Accesso esterno Toponimo stradale Toponimi e località significative 5. Controlli forniture Sono state realizzate su piattaforma ArcGIS delle procedure di controllo che hanno lo scopo di verificare il rispetto delle proprietà definite nelle Specifiche di contenuto e schema fisico di consegna dei data base topografici 2008 e l errata corrige marzo 2009, 3

4 da parte dei dati presenti nei lotti di produzione. Per ogni fornitura viene verificato che gli eventuali errori presenti, non superino una certa soglia di errore stabilita. 6. Calcolo del territorio restituito Una volta che il DbTR di staging è stato caricato, viene eseguito il calcolo del territorio rappresentato dai dati della specifica produzione (territorio restituito). Tale calcolo è funzionale al passo successivo di integrazione nel DbTR e alla valutazione dei problemi di armonizzazione che l inserimento di questo lotto può determinare rispetto a dati già presenti nel DbTR stesso Per individuare quindi l interazione con dati già presenti nel DbTR si effettuano i passi successivi 7. Calcolo buffer esterno Ottenuto il territorio restituito si aggiunge al medesimo un buffer esterno di 100 metri. L operazione è effettuata tramite il tool Buffer di ArcMap. 8. Estrazione feature da geodatabase enterprise Tramite il tool Intersect di ArcMap s individuano nel geodatabase enterprise DbTR le feature già presenti che intersecano il buffer esterno ottenuto al punto precedente. Le feature individuate verranno aggiunte a quelle già presenti nel DbTR di staging. 9. Controlli topologici Una volta aggiunte le feature estratte dal geodatabase enterprise DbTR nel file geodatabase di staging vengono eseguiti in ambiente ArcGIS i controlli topologici previsti utilizzando ArcObjetcs per verificarne il rispetto sia all interno del lotto caricato (intralotto) che al contorno, ovvero tra il lotto e il territorio limitrofo già presente nel DBTR. Di seguito sono elencate le tipologie di controlli previsti: Verifica disgiunzione intraclasse Verifica che non vi siano sovrapposizioni tra feature appartenenti ad una stessa classe secondo criteri prestabiliti Verifica disgiunzione interclasse Verifica che non vi siano sovrapposizioni tra feature appartenenti a classi distinte secondo criteri prestabiliti Verifica copertura del suolo Verifica che l insieme delle geometrie appartenenti a più classi pre-definite ricopra interamente il territorio restituito. 4

5 Verifica coerenza grafi Verifica la consistenza geometrica dei nodi dei grafi stradale, di viabilità mista secondaria, ciclabile, ferroviario, tramviario, di metropolitana, funicolare, idrografico (ove il reticolo è composto da elementi idrici e condotte) con le corrispondenti giunzioni. 10. Aggiornamento metadati di istanza delle feature estratte da SDE Successivamente ai controlli eseguiti, si aggiornano i metadati d istanza per quelle feature estratte dal geodatabase enterprise DbTR rispetto alle quali l integrazione della nuova produzione genera situazioni di anomalia. In particolare ognuna di tali feature, restando inalterata in tutti i suoi attributi, sarà marcata come affetta da problemi di armonizzazione e verrà aggiunto un record ad una tabella riassuntiva, con il dettaglio dell errore riscontrato. 11. Append feature su geodatabase SDE L operazione di accodamento nel geodatabase enterprise DbTR delle feature presenti su file geodatabase di staging DbTR avviene attraverso uno script python. Lo script è eseguibile da una toolbox ArcMap. 12. Il progetto mxd DbTR e la consultazione tramite il GeoPortale Preparati i dati negli step precedenti, si crea un progetto di mappa mxd in Arcgis9.3.1 con il quale viene realizzato il servizio di mappa ArcGisServer 9.3 DbTR, consultabile tramite il Viewer del Geoportale (http://www.cartografia.regione.lombardia.it/ ). La grafica del progetto mxd segue le indicazioni del capitolato Specifiche di rappresentazione dei db topografici alle varie scale (a colori). L aggiornamento del DbTR in Lombardia La realizzazione dei database topografici secondo le specifiche regionali interessa ormai l 80% dei comuni, pertanto ci si è posti l obiettivo di definire modalità di aggiornamento dei dati al fine di poter avere una conoscenza condivisa tra enti ed aggiornata in modo sincrono alle trasformazioni del territorio. La manutenzione dell aggiornamento della conoscenza territoriale non è solo utile per la pianificazione territoriale ma anche utile ai Comuni per integrare al dato territoriale i dati delle anagrafi (persone, attività produttive, fiscalità, ecc.) per un utilizzo incrociato dei dati al fine di una efficiente gestione ed un puntuale controllo del territorio. A partire da alcune esperienze pilota già messe a punto da enti locali della Lombardia e tramite un confronto fattivo in incontri denominati laboratori progetti prototipali per l aggiornamento del DbT si è definito un progetto operativo per dare applicazione 5

6 omogenea alla gestione degli aggiornamenti del database topografico a livello locale e conseguentemente del database topografico a livello regionale tramite le funzioni della Infrastruttura per l Informazione Territoriale regionale. Il primo risultato che si è ottenuto è la definizione di un formato di interscambio tra Database Topografico Regionale DbTR e Database Topografico Locale DbTL. Interscambio e aggiornamento dei dati del DbTR nell ambito della IIT regionale La definizione dei dati di interscambio tra DbTR e DbTL costituisce un tassello fondamentale nell architettura della IIT regionale definita nel documento Quadro di riferimento per l aggiornamento del data base topografico e l interscambio con le banche dati catastali. La struttura dei dati di interscambio è progettata per trasferire il contenuto di un vero e proprio Database Territoriale, il Database Condiviso nella IIT, tramite un supporto molto elementare e diffuso come quello degli shapefile. Per garantire il rispetto di proprietà e relazioni complesse tra i dati che caratterizzano il Database Topografico, si è provveduto inoltre ad individuare una modalità di scambio articolata in due livelli ben separati tra loro: il livello concettuale: definisce il contenuto informativo dei dati scambiati, che non dipende dalla particolare tecnologia di rappresentazione utilizzata; il livello fisico: definisce il formato in base al quale tale contenuto informativo viene rappresentato, che dipende invece dalla tecnologia utilizzata. Questo aspetto è funzionale anche a garantire che, localmente, ogni ente possa utilizzare tecnologie, strutture, procedure e processi che derivano da scelte autonome. Per partecipare alla IIT viene semplicemente richiesto di essere capace di ricondurre i propri dati alle strutture concettuali definite per la IIT stessa e di esportarli nel formato fisico adottato per l interscambio Occorre inoltre osservare che il livello fisico non è definito autonomamente, ma è generato applicando un insieme di regole di trasposizione al livello concettuale ottenendo in modo automatico la struttura prevista nella tecnologia adottata, costituita dagli shapefile. La disponibilità di una accurata definizione dei dati di interscambio può risultare utile ad esempio, anche per il trasferimento di estratti del DbTR dalla Regione ad altri Enti o, più in generale, per la diffusione dei dati del DbTR a tutti quegli utenti che sono in grado di utilizzare una informazione complessa, in quanto strutturata in forma di Database. Riferimenti autori Piergiorgio Cipriano: Sinergis srl, via del Lavoro, 71 Casalecchio di Reno (Bo) Donata Dal Puppo: Regione Lombardia D. G. Territorio e Urbanistica Jody Marca: Dipartimento di Elettronica e Informazione, Politecnico di Milano Stefano Gelmi, Federica Liguori, Adalberto Sangalli: Lombardia Informatica Spa - Via Don Giovanni Minzoni, 24 Milano 6

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