Software libero e aperto a supporto della implementazione di Infrastrutture di Dati Territoriali nella PAL

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1 Software libero e aperto a supporto della implementazione di Infrastrutture di Dati Territoriali nella PAL Pasquale DI DONATO *, Mauro SALVEMINI *, Laura BERARDI * * LABSITA - Laboratorio di Sistemi Informativi Territoriali e Ambientali - Università di Roma La Sapienza, Piazza Borghese 9, Roma, tel , fax , Riassunto È ormai ampiamente riconosciuto ad ogni livello di governo il ruolo cruciale che l Informazione Geografica (IG) ha in ogni processo di presa di decisioni, laddove nell affrontare le principali sfide della società moderna, come ad esempio la protezione dell ambiente e dei cittadini, i trasporti, lo sviluppo sostenibile in generale, i servizi a cittadini ed imprese, si ha la necessità di individuare dove i bisogni sono più pressanti e di valutare l efficacia degli interventi (cfr. progetto GINIE Geographic Information Network In Europe 1 ). Ciononostante, la situazione della IG in Italia, ma in generale in Europa, non è particolarmente favorevole al riuso della stessa; barriere di carattere tecnico, dovute principalmente al formato ed alla struttura dei dati, insieme a barriere di carattere organizzativo, dovute all eterogeneità culturale ed istituzionale ed alla diversità di coscienza ed intenti politici dei vari enti (generalmente pubblici) produttori di dati territoriali, stanno in effetti bloccando la condivisione e l accesso alla IG. Nel tentativo di sbloccare il potenziale della IG, molte organizzazioni stanno, oggi, supportando l implementazione di un Infrastruttura di Dati Territoriali (IDT), intesa come un insieme di politiche, accordi istituzionali, tecnologie, dati e persone che collaborano nel rendere possibile la condivisione ed un uso efficiente ed efficace della IG stessa. Abstract There is an increasing recognition of the fact that Geographic Information (GI) play a crucial role in the decision-making process, where challenges such as protecting the environment and citizens, transport, sustainable development, and enhanced services to citizens require to identify where need is most pressing, and assess impacts. Nevertheless, the situation of GI in Italy, but also in Europe, in not particularly positive in terms of reuse; technical and organisational barriers are actually blocking data access and sharing. In order to exploit the potential of such valuable information, several organisations are implementing Spatial Data Infrastructure as a mix of policies, institutional arrangements, technologies, data and people collaborating towards an effective use and sharing of the GI. Sistemi Informativi Territoriali, Infrastrutture di Dati Territoriali e Pubblica Amministrazione Negli anni scorsi c è stata una sorta di giustificazione tecnologica del fatto che i Sistemi Informativi Territoriali (SIT) fossero visti come una tecnologia di nicchia: in effetti, il modello di database relazionale risultava essere, inizialmente, poco adatto a gestire informazioni complesse come i dati 1

2 geospaziali e di conseguenza i produttori di software SIT hanno, tradizionalmente, adottato un modello di sviluppo ad architettura duale. ArcINFO, uno dei primi e più diffusi software SIT, è un tipico esempio di tale dualità, che nel caso specifico si ritrova proprio nel nome del prodotto: infatti INFO, uno dei primi esempi di RDMBS, è la componente software dedicata alla gestione dei dati alfanumerici, mentre Arc è la componente software specializzata sviluppata da ESRI per gestire e processare i dati puramente geografici. In poco tempo è venuta a cadere anche la "favola" del SIT quale tecnologia capace di integrare dati provenienti da fonti diverse ed in formati diversi e si è, in pratica, assistito alla proliferazione di software che utilizzano differenti modelli di dati e differenti formati di file, il che ha comportato notevoli problemi alla diffusione ed alla condivisione dell informazione geografica. Alcuni fattori esterni negli ultimi anni stanno influenzando l ambito dell informazione geografica ed i SIT stanno evolvendo non solo in termini tecnologici, ma anche e soprattutto in relazione alla percezione che di essi hanno le Pubbliche Amministrazioni (PA); ci sono alcuni elementi che stanno spingendo questo cambiamento, ai quali bisogna prestare particolare attenzione: - lo sviluppo di Internet sta facilitando la comunicazione e la condivisione delle informazioni tra varie organizzazioni ed allo stesso tempo sta riducendo il gap tra i cittadini e le tecnologie della comunicazione ed informazione; - il mondo dell ICT sta molto enfatizzando il concetto di webservices e calcolo/programmazione distribuita, per cui l interoperabilità (tra dati e tra sistemi) è un qualcosa da cui non si può più prescindere; - la diffusione e l utilizzo di standard aperti (cfr. ISO TC/211, OGC, Dublin Core, etc..) garantisce una più ampia condivisione ed integrazione di dati e di sistemi/servizi su di essi basati. D altro canto, la stessa Pubblica Amministrazione (ad ogni livello di governo) sta spingendo per questo cambiamento: - la PA è ormai cosciente dell importanza dell informazione geografica nei processi di governo ; - la PA inizia a pensare all informazione geografica non come un bene da possedere, quanto piuttosto come una risorsa da mettere a disposizione della comunità tramite lo sviluppo di servizi di fruizione della stessa; - la PA è interessata a sistemi di fruizione dell informazione geografica per lo svolgimento delle proprie attività e che siano facilmente integrabili e fruibili nell ambito di un generale sistema informativo di gestione delle varie procedure amministrative. Spinta da questi elementi, la scienza dell informazione geografica è oggi caratterizzata da un cambiamento di paradigma che, rispetto alla fornitura di sistemi monolitici chiusi su se stessi e in definitiva poco utilizzati, prevede lo sviluppo di sistemi aperti e distribuiti. Dai SIT si va, quindi, lentamente verso lo sviluppo di Infrastrutture di Dati Territoriali, termine con cui si intende un rilevante insieme di tecnologie, politiche, atti istituzionali, che facilitano la disponibilità e l accesso a dati spaziali. La IDT fornisce le basi per l individuazione dei dati spaziali, la loro valutazione ed il loro uso da parte di utenti [ ] nei diversi livelli di governo, nel settore commerciale, nel settore no-profit, nell accademia e da parte dei cittadini in generale. (GSDI Cookbook 2 ) 2

3 Uno dei maggiori vantaggi che potenzialmente offre lo sviluppo di una IDT è la possibilità di riutilizzo, quindi di protezione del valore, di dati e sistemi esistenti (mantenimento, aggiornamento, re-ingegnerizzazione), grazie ad un processo evolutivo di migrazione sostenibile da sistemi legacy a sistemi basati su standard internazionalmente riconosciuti; ciò dovrebbe assicurare l interoperabilità della IG disponibile ad ogni livello di governo. L interoperabilità, intesa come la capacità di sistemi computer-based di comunicare in maniera significativa tra di loro (anche se non previsto durante lo sviluppo dei singolo sistemi), riveste un ruolo fondamentale nell implementazione di una IDT; le nuove tecnologie dell informazione, grazie all uso di standards comuni, permettono di realizzare interfacce di comunicazione tali da rendere possibile la collaborazione tra servizi sviluppati in tempi diversi, da enti diversi, su diverse piattaforme ed indipendentemente l uno dall altro. Componenti standard. Il ruolo di OGC Negli attuali processi di implementazione di IDT si sta facendo ampio uso del paradigma della programmazione distribuita basata su webservices: i webservices sono delle componenti software web-based che espongono le proprie caratteristiche e funzionalità tramite interfacce standard. L uso di interfacce sviluppate secondo standards internazionalmente riconosciuti, permette l interoperabilità fra webservices, indipendentemente dall architettura su cui sono stati implementati. Nell ambito della IG, l Open Geospatial Consortium (OGC) 3 è da alcuni anni attivo nella redazione di specifiche tecniche per la realizzazione di componenti standard utili all implementazione di IDT. OGC è un consorzio internazionale no-profit di circa 250 membri (un terzo dei quali europei) tra enti governativi, università ed aziende private; suo obbiettivo è la diffusione di specifiche aperte per l implementazione di interfacce utili alla realizzazione di webservices basati su IG. Il consorzio ha pubblicato diverse specifiche per l implementazione di: (i) catalog services; (ii) encoding services; (iii) data services; (iv) portrayal services; (v) geo-processing services. La figura seguente dà una visione d insieme dei vari servizi, secondo le tipologie su elencate: Figura 1 - Componenti struttura dei web services dell OGC (da OGC. Adattato dall autore) 3

4 Nell agosto del 2003 il consorzio ha pubblicato delle linee guida (CookBook 4 ) per l implementazione di Web Map Server (per la fornitura di portrayal services), e sta preparando la pubblicazione di un CookBook per l implementazione di Web Feature Server (per la fornitura di data services). WMS, WFS e catalog services sono i servizi di base per lo sviluppo di una IDT e tutti i maggiori sviluppatori di software SIT hanno prodotto soluzioni che implementano tali servizi. Software libero/aperto e Infrastrutture di Dati Territoriali: un opportunità per la Pubblica Amministrazione Locale La Pubbliche Amministrazioni Locali (PAL) producono e gestiscono una mole notevole di informazione geografica strategica, per cui rivestono un ruolo cruciale nel processo di implementazione bottom-up di una IDT nazionale ed europea; il loro coinvolgimento diventa essenziale al fine di evitare l esistenza di IDT locali tra loro non interoperabili, quindi difficilmente integrabili in una più generale IDT a livello centrale e/o europeo. L assenza di progresso in iniziative di condivisione di dati tra il livello locale e quello centrale è spesso dovuta ad uno scarso riconoscimento del ruolo strategico delle PAL da parte dei vari comitati tecnici di coordinamento. Negli ultimi anni l importanza delle PAL è stata riconosciuta da alcune iniziative europee, in particolar modo dal progetto GINIE e da INSPIRE 5 (INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe). Nell ambito del progetto EU GINIE, il LABSITA 6 ha organizzato, in qualità di membro dell associazione AM/FM GIS Italia, capitolo italiano di EUROGI (EURopean Umbrella Organisation for Geographic Information, partner del progetto), un workshop dal titolo Local to Global for SDI ; i risultati dell evento, disponibili sul sito di GINIE, mettono in evidenza il ruolo importante delle PAL. Stesso discorso vale per INSPIRE, laddove tre dei cinque principi dell iniziativa sottolineano indirettamente il ruolo e l importanza delle PAL; i tre principi sono: - i dati devono essere raccolti e mantenuti al livello che consente la massima efficacia; - deve essere possibile combinare senza soluzioni di continuità informazioni territoriali provenienti da diverse fonti in Europa e condividerle con numerosi utilizzatori e applicazioni - deve essere possibile condividere con tutti gli altri livelli le informazioni raccolte ad un dato livello, in forma dettagliata per indagini approfondite e generale per scopi strategici Si è già detto che da un punto di vista tecnologico le IDT vengono implementate per componenti standard, praticamente dei webservices che forniscono funzionalità semplici, ma che possono essere tra di loro integrati a fornire funzionalità più complesse in base alle esigenze dell utente. Certo è che implementare una IDT non è cosa semplice ed i costi sono generalmente talmente alti che proprio le PAL sono potenzialmente tagliate fuori; a titolo di esempio, la tabella seguente dà un idea di alcuni costi della sola parte desktop e di gestione di dati:

5 Application type Price Range Software High-end GIS/RS USD to ArcInfo ArcGIS ENVI ERDAS Immagine ER-Mapper Low-end GIS/RS USD 1000 to 3000 MapInfo Database backend USD (1 processor) USD (1 processor) ArcView base ArcView Extensions ERDAS Imagine Essential Oracle Oracle Spatial Extender Figura 2 - Costi di alcuni software GIS proprietari (John Reid, 2002) L unica alternativa percorribile, a questo punto, ma non solo per gli aspetti puramente economici, è quella offerta dall adozione di software libero e/o aperto; il modello di sviluppo libero/aperto sta modificando sostanzialmente il mondo dell ICT e valide soluzioni esistono oggi per ogni campo ed ambito disciplinare ed applicativo. Da un punto di vista puramente pratico, open source e software libero 7 sono sostanzialmente la stessa cosa, sebbene esistano delle differenze nei principi che stanno alla base delle due definizioni: il software libero è caratterizzato da principi etici e politici, mentre il l open source da principi pratici e di convenienza (cfr. Potortì) 8. A prescindere da queste differenze, più o meno sostanziali a seconda dei punti di vista, il software libero e/o aperto è indubbiamente una risorsa strategica per le dinamiche di mercato soprattutto per le piccole imprese. Accanto a vantaggi più chiaramente percepibili relativi all abbattimento dei costi di acquisizione e mantenimento dei prodotti, il software libero e aperto ha una qualità intrinseca che gli deriva da un modello di produzione caratterizzato da una logica di problem solving: esso si migliora nel tempo grazie alla condivisione delle conoscenze tra persone che fanno parte di un ampia collettività. Ciò apre a possibilità senza precedenti per lo sviluppo di piccole imprese che, grazie all assenza di vincoli all entrata nel mercato, ad eccezione ovviamente del know-how necessario, possono basare il proprio business sul software libero e aperto, avviando allo stesso tempo una propria linea di produzione e/o fornendo servizi (consulenza, formazione) ad altre imprese o enti pubblici. Le stesse PAL possono trarre grande vantaggio dall adozione di software libero e aperto per le attività di creazione e condivisione dei processi di innovazione tecnologica nella nuova società dell informazione. Nello stesso ambito della IG il modello libero/aperto offre soluzioni alternative ai prodotti commerciali che possono sicuramente facilitare le attività delle PAL nell implementazione di una IDT Software Libero

6 Per una visione dettagliata degli innumerevoli progetti di software libero/aperto relativi all informazione geografica, si rimanda ai siti web e Sono comunque da menzionare i due progetti degree e GeoServer, implementazioni di riferimento, certificate dall OGC nell ambito dell iniziativa CITE 9 (Conformance & Interoperability Test & Evaluation), rispettivamente delle specifiche Web Map Service e Web Feature Service Il progetto degree 10 nasce nel 2000 con il nome di JaGO Java Framework for Geographical Solutions; è un progetto sviluppato dall Università di Bonn e dalla sua spin-off lat/lon ed è rilasciato sotto licenza GPL 11 (GNU General Public License). Il progetto iniziò con l intento di realizzare un framework per l integrazione, basata su standard OGC e ISO, di prodotti sviluppati da aziende diverse. Ad oggi fornisce un elevato numero di webservices OpenGIS per l implementazione di IDT, nello specifico Web Map Service, Web Feature Service, Web Coverage Service, Gazetteer Service, Catalog Service, Web Coordinate Transformation Service e Web terrain Service. Figura 3 I servizi offerti da degree L intera architettura del prodotto è basata sul paradigma dei servizi e specificatamente sui concetti di geoprocessing di OGC e ISO. GeoServer 12 è un implementazione Java delle specifiche OGC Web Feature Service rilasciata sotto licenza GPL. Il prodotto permette l accesso e la modifica di dati geospaziali vettoriali via Internet. L uso congiunto di degree e GeoServer permette di implementare tutte le componenti essenziali alla realizzazione di una IDT secondo specifiche e standard internazionalmente riconosciuti

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