Sviluppo di una piattaforma GIS per la gestione ed erogazione di servizi LBS (Location Based Services)

Transcript

1 Universita' IUAV di Venezia Facolta di Pianificazione del Territorio Master Universitario di II. Livello in Sistemi Informativi Territoriali & Telerilevamento Sviluppo di una piattaforma GIS per la gestione ed erogazione di servizi LBS (Location Based Services) Relatori: Prof. Luigi DI PRINZIO Arch. Giovanni BORGA Laureando: Raffaello Faccin AA 2007/2008

2 INDICE 1 Obiettivi Stato dell arte sulle applicazioni LB (Location Based) Panorama delle applicazioni location based CellMap MyNav Infotour Travels Guide Italia Mobile Google Maps Mobile Limiti delle attuali applicazioni LBS Sviluppo di una piattaforma GIS per la gestione ed erogazione di servizi LBS Descizione generale del Sistema Applicazione Web-GIS TPlanner Architettura del Web-GIS Interfaccia utente di TPlanner Salvataggio e scaricamento automatico delle mappe Applicazione NaviTour per dispositivi mobili Interfaccia utente di NaviTour Interfacce software utilizzate per la localizzazione Ambiente di Sviluppo Pagina 2 di 52

3 4.5 Tecnologie utilizzate Piattaforma J2me Java 2 Micro Edition Libreria per le mappe OpenLayers Il framework Ajax GWT (Google Web Toolkit) Web Services di Geonames Libreria J2ME Polish Libreria JTileDownloader Il framework Locify Scenari di utilizzo Utilizzo generico Utilizzo da parte di una Agenzia Turistica Conclusioni Sviluppi Futuri Condivisione delle informazioni Estensione della banca dati sui punti di interesse Audioguida Funzionamento ad uso interno Mappe vettoriali Tabella delle figure Bibliografia/Webgrafia Pagina 3 di 52

4 1 Obiettivi L idea di questa tesi nasce dalla volontà di applicare le tecnologie GIS nell ambito delle applicazioni LBS (Location Based Services) per il supporto ad attività sul territorio. L obiettivo dell applicazione realizzata in questa tesi è dunque quello di fornire all utente che frequenta una determinata zona di interesse dei servizi di informazione basati sulla posizione geografica, accessibili direttamente dal proprio dispositivo portatile dotato di navigatore GPS per attività sul territorio supportate da contenuti precedentemente pianificati e altri invece reperiti in tempo reale via connessione dati GSM/GPRS. Si tratta quindi in sostanza di un particolare di un Sistema GIS che può essere orientato alla valorizzazione del territorio o ad altre finalità informative composto principalmente da: Una web application geografica denominata TPlanner per la pianificazione e preparazione delle informazioni da rendere disponibili sul dispositivo portatile Un navigatore per dispositivi portatili denominato NaviTour per la visualizzazione e l esplorazione sul territorio delle informazioni predisposte tramite l applicazione web. Il software di navigazione è stato sviluppato in modo da rilevare direttamente le coordinate geografiche del punto in cui l utente si trova tramite dispositivo portatile che è in grado di fornire contenuti informativi (punti di interesse) e di navigazione (percorsi) sulla zona in ogni momento visitata. Tali informazioni sono prevalentemente tratte da sevizi di contenuti messi a disposizione dalla rete Internet sotto forma di web services oppure inserite manualmente dall utente tramite l applicazione web; il tutto non necessita necessariamente sul navigatore di connessioni GPRS, UMTS o similari, in quanto tutte le informazioni possono essere precaricate sul dispositivo, garantendo quindi un abbattimento dei costi e dei vincoli dati dall utilizzo dei servizi di telefonia mobile. Uno dei punti di forza di questo lavoro è quello di aver costruito un sistema abbastanza generico da essere in grado di soddisfare esigenze di diverso tipo. Nella specializzazione scelta per il lavoro di tesi Pagina 4 di 52

5 sono state esplorate le potenzialità in campo turistico collegandosi alla base georiferita di Wikipedia Geonames per il reperimento dei contenuti informativi. Pagina 5 di 52

6 2 Stato dell arte sulle applicazioni LB (Location Based) In questo capitolo verrà fatto un breve excursus sullo stato dell arte in proposito alle varie tecnologie utilizzate come guide per la navigazione del territorio per dispositivi mobili. Negli ultimi anni si è assistito ad un forte sviluppo tecnologico nel campo delle telecomunicazioni e dei dispositivi mobili come i cellulari, smartphone e PDA che ora sono in grado di fornire buone capacità di calcolo e servizi di localizzazione anche a largo consumo. Le previsioni sostengono infatti che entro la fine del 2009, ad essere dotati di GPS, saranno circa il 35% dei cellulari di terza generazione. Naturalmente esistono in commercio software in grado di sfruttare questa tecnologia: alcuni sono prodotti commerciali, quindi a pagamento, mentre se ne possono trovare molti opensource, sviluppati nella maggior parte dei casi con tecnologia j2me (quindi compatibili con la maggior parte dei cellulari ormai in commercio), piuttosto che per sistemi operativi symbian e Windows Mobile (scritti generalmente in linguaggio C o Python). Esse si differenziano l uno dall altro soprattutto per il principio di funzionamento e i prerequisiti hardware richiesti. Ad esempio, alcuni usano le connessioni GPRS per connettersi alla rete internet e caricare le informazioni; altri semplicemente sono compatibili solo con certi tipi di cellulari. Scopo di questa tesi è elaborare un sistema specializzato per la navigazione guidata di contenuti che riesca a colmare le lacune lasciate da queste applicazioni. Pagina 6 di 52

7 3 Panorama delle applicazioni location based Lo scenario attuale in fatto di applicazioni di questo tipo sviluppate per dispositivi mobili si presenta ricco di prodotti, commerciali o meno, dotati di svariate caratteristiche caratterizzanti. Per quanto riguarda la piattaforma dei PC da ufficio, tra gli applicativi a maggior diffusione citiamo Google maps, google earth, Microsoft Autoroute e molti altri (esistono svariate altri software simili, ma questi possono essere considerati i più rappresentanti del genere). Questa tipologia di applicazioni sono solitamente abbastanza evolute e possiedono funzionalità avanzate che permettono per esempio di tracciare un itinerario da un qualsiasi punto del mondo ad un altro, piuttosto che visualizzare la via più corta da percorrere di visualizzare la mappa della zona che ci interessa e/o aggiungere punti di interesse a piacere. La proposta di questa tesi mira ad occuparsi con maggiore dettaglio di un settore più ristretto di tali tipi di applicazioni e cioè di quelle che permettono l utilizzo dei dati pianificati (percorsi, punti di interesse e mappe) in tempo reale e in modo offline da parte dell utente finale. Risulta evidente infatti che per un utilizzatore che voglia visitare per esempio una città, i suoi musei, le sue piazze, un software di tipo desktop è in primo luogo poco pratico, non solo per la scarsa utilità delle funzioni che presenta, ma all atto pratico anche per l ingombro che esso rappresenta, dato che per funzionare necessita quanto meno di un computer portatile. Verranno quindi di seguito descritte le più note applicazioni che fanno uso di dispositivi di localizzazione portabili per la visualizzazione di contenuti pianificabili a piacere. La lista proposta non ha alcuna pretesa di essere esaustiva ma ha carattere generale per fornire una panoramica delle principali tipologie presenti sul mercato. Risulta infatti difficile fare un punto della situazione generale poiché la caraterizzazione dipende per la gran parte molto dalle necessità e dal dispositivo che un utente possiede.di f Pagina 7 di 52

8 3.1 CellMap CellMap è una guida turistica per cellulari che mette a disposizione dell utente tutte le informazioni utili sulla visita e sulla permanenza in una determinata località turistica in maniere rapida ed economica. Figura 1 Applicazione CellMap Il funzionamento è riassumibile come segue: l utente si collega con il proprio cellulare ad un sito internet specifico e scarica sul telefonino la guida turistica con tutte le informazioni della località turistica che vuole esplorare. Dopo averla scaricata ed installata l utente è possibile accedere atutta una serie di informazioni tipiche del luogo visitato come ad esempio: Elenco di Hotel, B&B, Camping, ecc Elenco di ristoranti Tempo libero, come Discoteche, concerti, pubs, Sport e Cinema Offerte Last Minute di ogni tipo News Pagina 8 di 52

9 Manifestazioni Informazioni sullo shopping e altro Si tratta di un software che viene anche venduto da alcune agenzie per il Turismo; nello specifico vengono vendute principalmente le basi di dati con le informazioni di interesse. L utente può poi ottenere la guida scaricandola da un sito tramite l immissione di una password ottenuta da una carta tipo gratta e vinci venduta dallo stesso sviluppatore; E possibile poi periodicamente collegarsi ad un sito specifico e scaricare gli aggiornamenti direttamente sul cellulare. L unico requisito tecnico per il funzionamento è che il cellulare sia abilitato WAP, cioè appunto in grado di connettersi alla rete Internet senza l ausilio di un PC. In seguito, a parte nel caso degli aggiornamenti, non necessita di altre connessioni. 3.2 MyNav Infotour MyNav Infotour è una proposta di GIOVE S.r.l, azienda italiana che integra in un sistema di navigazione semplice da usare che offre la possibilità di mettere a disposizione i propri contenuti informativi, consentendo massima flessibilità nella scelta degli elementi da promuovere e delle peculiarità da valorizzare in un ottica prettamente orientata al turismo ed alla promozione del territorio. Figura 2 - Applicazione MyNav Infotour Pagina 9 di 52

10 La formula con cui MyNav Infotour viene proposto è come descritto di seguito: i dati vengono inseriti (creati o migrati) nella piattaforma software che li convertirà in modo automatico in un formato proprietario criptato, compatibile con il navigatore. Il risultato è una guida personale portatile che indirizzerà il visitatore, in modo semplice ed intuitivo, a visitare e conoscere il territorio in cui si trova. MyNav permette di scegliere l itinerario preferito da una lista proposta suddivisa per tipologia, verificandone le caratteristiche (lunghezza e tempo stimato), ascoltando una descrizione introduttiva, visionando le tappe e quindi i luoghi che l itinerario si propone 3.3 Travels Guide Travels Guide è un appicativo suite composto da una serie di software, sviluppati in FlashLite per cellulari flashlite enabled, completi di mappa della città, mappa della metropolitana, percorsi dei bus e di molte altre informazioni essenziali quali polizia, pronto soccorso e principali collegamenti come aeroporti stazione ferroviaria, ecc. Come promozione è disponibile gratuitamente la Travels Guide Vienna, con le caratteristiche elencate di seguito (comuni a tutte le altre località). - CellMap Mappa della Città comprensiva del centro storico e dei principali dintorni, per un area di circa 5000x4000 mt. E possibile tramite apposita funzione visualizzare/nascondere la mappa della città e quella della metropolitana a piacimento. - Archivio di oltre 500 vie per trovare immediatamente l indirizzo al quale si è interessati con più di 70 luoghi da visitare completi di mappe, descrizione della zona, ecc e oltre 300 punti di interesse tra cui alberghi, discoteche, ristoranti, ecc. Pagina 10 di 52

11 L applicazione richiede per contra delle specifiche non comuni a tutti i cellulari, quali un sistema operativo Symbian e un Plugin Macromedia FlashLite 2.0 per cellulari; quindi prerequisiti non di poco conto, visto che allo stato attuale sono si sempre più numerosi i cellulari e smart phone dotati di queste caratteristiche, però non sono ancora così diffusi in relazione al totale dei dispositivi in uso al momento dall utenza media. Possiede comunque la particolarità di non necessitare di connessioni alla rete internet per il suo download e installazione, in quanto si può trasferire il pacchetto di installazione direttamente dal pc al telefono tramite cavo o connessione bluetooth (oppure scaricarlo direttamente sul cellulare tramite wifi, se dotato di questo accessorio); la consultazione viene poi fatta con la stessa modalità di una guida cartacea, facilitata comunque dalle varie opzioni di ricerca per punti di interesse che automatizzano e velocizzano di conseguenza tutto il processo. 3.4 Italia Mobile Guida Italia Mobile è uno strumento informativo che consente la ricerca di Hotels, Ristoranti, agriturismi, ecc, su tutto il territorio nazionale che si installa su telefoni cellulari, smartphone e palmari. La Guida Mobile seleziona le strutture presenti sul territorio secondo criteri di ricerca personalizzati (Regione, Località, Tipologia). Essendo scritto in linguaggio java, richiede che il cellulare sia equipaggiato con una virtual machine e ne esistono varie versioni per soddisfare le diverse esigenze di memoria dei dispositivi. La particolarità dell applicazione è che non usa nessun strumento esterno di collegamento, come GPS o Bluetooth, però contiene tutte le in formazioni in un unico file; in questo modo se l utente si trova in una zona e vuole sapere cosa c è nei dintorni, deve ricercare a mano le in formazioni di suo interesse. Questo, grafica e funzioni varie a parte, ha un principio di funzionamen to molto simile al precedente, con la particolarità che essendo scritto in linguaggio java (j2me nello specifico), è compatibile con una fetta più grossa di dispositivi. Google Maps Mobile 2.0 Beta promette di offrire la localizzazione del dispositivo anche in situazioni in cui le funzionalità GPS non siano disponibili, ovvero al chiuso o su smartphone non provvisti di tale periferica. Pagina 11 di 52

12 3.5 Google Maps Mobile La versione mobile della nota applicazione per pc di google, Google Maps è entrata a far parte degli strumenti comunemente utilizzati dagli utenti per individuare località, indirizzi o informazioni simili: utilizzando un pc provvisto di connessione a banda larga si ha a propria disposizione un supporto cartografico notevole. Alla semplice cartografia Google ha aggiunto nel tempo da disponibilità di foto aeree e di vari altri strati tematici. Figura 3 - Applicazione Google Maps Mobile Da tempo si parla di una versione del servizio Google Maps dedicata ai dispositivi mobile e una prima versione di tale software è in circolazione da oramai qualche anno. Nel caso in cui lo smartphone sia dotato di ricevitore GPS Google Maps Mobile proietta le informazioni relative alla posizione sulla mappa accessibile attraverso i servizi online. In questa situazione la localizzazione è assai precisa e dipende dalla qualità del segnale GPS. Google Maps Mobile 2.0 non effettua alcuna triangolazione di segnale e non valuta la potenza del segnale radio ricevuto per determinare la distanza: tutto avviene interrogando un database remoto. Pagina 12 di 52

13 Per poter usufruire di questa applicazione è necessario possedere uno smartphone di ultima generazione: tutti i più recenti sistemi iphone, Nokia, alcuni BlackBerry e taluni dispositivi Sony Ericsson e Motorola. 3.6 Limiti delle attuali applicazioni LBS La maggior parte delle applicazioni di questo genere attualmente in commercio fanno largo uso, per la parte su dispositivo mobile, dei servizi online forniti da internet a partire dallo scaricamento dello stesso software direttamente dal sito fino al download dei contenuti, delle mappe, ecc. Questo limite li rende di fatto inutilizzabili per la gran parte del tempo e delle applicazioni per problematiche di vario genere tra cui gli ancora elevati costi di connessione nonchè di instabilità dei segnali radio. Il sistema proposto si pone in modo costruttivo di fronte alla questione sopracitata predisponendo tutti i dati necessari per la navigazione scaricabili al momento della pianificazione delle attività sul campo. In questo modo bastano pochi minuti di connessione (effettuabili anche utilizzando per es. una connessione WiFi di casa) per scaricare tutti i dati utili. Un ulteriore limite che è emerso è la scarsa compatibilità degli applicativi con i dispositivi mobili in commercio. Le applicazioni in esame fanno solitamente uso di funzionalità presenti su specifici dispositivi e non hanno di conseguenza una grande portabilità. L utilizzo della tecnologia J2ME e del framework J-Polish descritti in seguito è stata scelta anche per sopperire a questa problematica offrendo la possibilità di installare un unico applicativo compatibile verso la maggior parte dei dispositivi mobili in commercio. In ultimo, ma non di poco conto, si sottolinea una forte limitazione della gran parte degli applicativi per quanto riguarda la pianificazione personalizzata delle informazioni che si vogliono utilizzare per la navigazione sul territorio. Anche in questo caso la soluzione proposta si propone in maniera soddisfacente permettendo la definizione di percorsi e punti di interesse personalizzati e non gestibili in maniera autonoma dall utente finale. Pagina 13 di 52

14 4 Sviluppo di una piattaforma GIS per la gestione ed erogazione di servizi LBS 4.1 Descizione generale del Sistema Il sistema è nel suo insieme riassumibile nel seguente modo di funzionamento: l utente, tramite interfaccia web TPlanner procede con la pianificazione delle infomazioni (mappe, percorsi e punti di interesse) da trasferire su un software per dispositivo mobile denominato NaviTour. utilizzando il software per dispositivo mobile NaviTour è in grado, previo scaricamento dei dati pianificati di cui al punto precedente, di visualizzare e navigare i punti di interesse e i percorsi trasferiti. Nei prossimi paragrafi verranno forniti dettagli sull ambiente di sviluppo, sulle tecnologie utilizzate descriventi i due applicativi in questione. Pagina 14 di 52

15 Figura 4 - Architettura della soluzione software 4.2 Applicazione Web-GIS TPlanner Nei paragrafi a seguire verranno dettagliate le principali componenti della parte di web-gis di questa tesi Architettura del Web-GIS Il sistema web-gis proposto si basa su funzionalità Client-server, come una classica architettura Web. Il client è un qualsiasi browser, come ad esempio Mozilla Firefox, il lato server risiede invece su un Webserver (nel nostro caso Apache-Tomcat ) con software webgis denominato TPlanner insallato (l applicativoè sviluppato con tecnologia javascript GWT Google Web Toolkit) il quale si occupa principalemente di: Pagina 15 di 52

16 o fornire le funzionalità di visualizzazione/interrogazione per l' interpretazione di dati georeferenziati attualmente forniti dalla banca dati wikipedia con possibilità di selezione della lingua o offrire strumenti per la navigazione di mappe Openstreetmap o permettere il disegno di percorsi manualmente o gestire e creare nuovi punti di interesse o occuparsi del salvataggio e della distribuzione della pianificazione creata dall tente Lo scambio dei dati con il motore di Wikipedia utilizzato per reperire dei punti di interesse si basa sul protocollo HTTP. Utilizzando un web service come descritto nei paragrafi precedenti si permette l interazione tra servizi web e applicazioni mediante l invio di messaggi in formato XML (extensible Markup Language). In base ai dati ricevuti dal client (una bounding box sostanzialmente) il motore server del WebGISTPlanner richiede le informazioni georiferite estraendole relativamente alla porzione di territorio visualizzata dall utente e le inoltra al browser che provvede alla visualizzazione delle informazioni in via tabellare e su mappa. L'intera soluzione software è indipendente dalla piattaforma hardware, dal sistema operativo e dal formato originario dei dati: qualsiasi software client e server possono comunicare tra di loro purché implementino in modo corretto gli standard Interfaccia utente di TPlanner In questo paragrafo verranno descritte le principali schermate dell applicativo web TPlanner con le varie spiegazioni di utilizzo Schermata principale La schermata principale dell applicativo web-gis TPlanner si avvia come mostrato nell immagine a seguire. Pagina 16 di 52

17 Figura 5 - Schermata principale TPlanner La schermata principale è suddivisa in tre aree funzionali che sono in ordine: Area di visualizzazione cartografica (in alto a sinistra) Area dei contenuti (in basso a sinistra) Area di pianificazione (colonna di destra) Le aree sono rappresentate come segue: Pagina 17 di 52

18 Figura 6 - Area mappa L area di visualizzazione della mappa mostra i controlli tipici forniti dalla libreria Openlayers in alto a sinistra ed identifica i punti di interesse Wikipedia elencati sotto con l icona W. Pagina 18 di 52

19 Figura 7 - Area Punti di interesse Wikipedia I punti di interesse presenti nell area dei contenuti sono filtrabili per lingua a seconda delle esigenze specifiche dell utente. Tramite taso cancella/aggiungi è possibile aggiungere il punto di interesse o i punti di interesse selezionati alla pianificazione (a destra) che si sta realizzando. Pagina 19 di 52

20 Pagina 20 di 52

21 Figura 8 - Area pianificazione L area di pianificazione è suddivisa in tre parti verticali: la prima contenente informazioni generali sulla pianificazione in atto. Tramite bottone salva verranno salvati il percorso e punti di interesse e verrà inoltre fornito all utente un codice di 5 cifre tramite il quale potrà scaricare la pianificazione creata. Per creare un percorso basta premere su start/stop editing percorso. Una volta cliccato si abiliterà l aggiunta punti del percorso cliccando sulla mappa Dettaglio di una informazione sui Punti di Interesse Cliccando sull icona di un punto di è possibile vedere sulla mappa le informazioni relative come segue. Figura 9 - Informazioni Wikipedia su mappa Pagina 21 di 52

22 Di seguito viene mostrato un esempio di percorso creato manualmente. Figura 10 - Editing percorso dalla Ferrovia S.Lucia al ponte di Rialto Una volta premuto Start è possibile stoppare la modalità editing del percorso cliccando una seconda volta sull icona Aggiunta di un punto di interesse Oltre all editing di un percorso è possibile inoltre aggiungere un punto di interesse personalizzato come mostrato nell immagine seguente: Pagina 22 di 52

23 Figura 11 - Aggiungi punto di interesse personalizzato Tramite pressione del tasto salva verranno salvate le informazioni relative ad un punto di interesse Salvataggio e scaricamento automatico delle mappe Una volta premuto il tasto Salva presente nell area di pianificazione si avviano le procedure di salvataggio dei punti di interesse e del percorso in modo da poter essere tasferite sul dispositivo portatile assieme alle mappe. Lo scaricamento automatico delle mappe relative all area di interesse è stato realizzato utilizzando come libreria di partenza un software opensource denominato JtileDownload che offre una interfaccia grafica per lo scaricamento dei cosidetti tiles di mappa e a partire da porzioni solitamente quadrate e georiferite di mappa. Pagina 23 di 52

24 Al termine della procedura di salvataggio dei dati l utente viene informato di un codice a 5 cifre che immesso nell applicativo NaviTour permetterà lo scarico dei dati appena registrati sul dispositivo mobile come descritto nel prossimo capitolo. 4.3 Applicazione NaviTour per dispositivi mobili La particolarità di questo sistema consiste, come gia accennato, nell usare direttamente le coordinate geografiche del punto in cui l utente si trova e, in base a queste e a preferenze impostate dall utente stesso sul software, fornire informazioni dettagliate sulla zona che si sta visitando; il tutto indipendentemente dall uso di connessioni GPRS e simili, quindi con informazioni precaricate sul dispositivo prima dell utilizzo. L intento principale nello sviluppo del navigatore è che l utilizzatore finale sia in grado di usare il software in maniera efficace, riuscendo ad ottenere tutte le informazioni sul luogo di interesse in maniera veloce, ma soprattutto economica Interfaccia utente di NaviTour Sono riportate di seguito le schermate principali messe a disposizione dall interfaccia su dispositivo portatile per la navigazione del territorio NaviTour Splash-Screen NaviTour All avvio dell applicativo viene mostrata l immagine come di seguito. Pagina 24 di 52

25 Figura 12 - Schermata spash-screen NaviTour Menu Home e Menu Scarico dati Il primo menu proposto all avvio dell applicativo è quello per lo scarico dei dati di pianificazione creati tramite applicativo TPlanner. Pagina 25 di 52

26 Figura 13- Schermata NaviTour: menu personalizzato per navigazione turistica Figura 14 - Schermata NaviTour: scarico percorso con codice Descrizione Tramite menu di navigazione turistica è possibile scaricare i dati pianificati da webgis TPlanner Descrizione Una volta premuto sul asto di scarico percorso è possibile procedere con lo scarico dei dati. Pagina 26 di 52

27 Menu di registrazione esettaggio della locazione corrente Di seguito sono mostrate due schermate del menu principale utili alla scelta del sistema di localizzazione da utilizzare (per es. il navigatore GPS del telefono) e quello di registrazione in cui è possibile avviare la registrazione di un Punto di interesse o di un percorso direttamente sul campo. Figura 15 - Schermata NaviTour: Menu di registrazione posizione Figura 16 - Schermata NaviTour: menu scelta localizzazione Descrizione E possibile tramite questo menu salvare un Descrizione Tramite menu di localizzazione è possibile Pagina 27 di 52

28 punto di interesse in cui si trova e avviare la registrazione di un percorso definire l interfaccia da utilizzare per localizzarsi sul territorio Menu mappe e Navigazione Di seguito sono visualizzati i principali menu riguardanti le mappe e la navigaziione messi a disposizione dal software- Pagina 28 di 52

29 Figura 17 - Schermata NaviTour: menu per l'accesso alla mappa Figura 18 - Schermata NaviTour: menu per la navigazione Descrizione Tramite questa lista è possibile interrogare e aprire la mappa cartografica localizzando e visualizzando: la propria posizione, uno più punti di interesse e un percorso a scelta Descrizione Una volta scelto un percorso o un punto di interesse che si vuole raggiungere è possible tramite questo menu aprire la modalità bussola che guida l utente verso le tappe del percorso oppure verso un punto di interesse prescelto. Pagina 29 di 52

30 Menu di visualizzazione elenco e dettaglio Punti di interesse Di seguito verranno mostrate le implementazioni delle schermate per la navigazione contenutistica e georafica dei punti di interesse caricati tramite applicativo TPlanner sul dispositivo mobile. Figura 19 - Schermata NaviTour: visualizzazione punti di interesse Figura 20 - Schermata NaviTour: dettaglio punto di interesse Descrizione Lista dei punti di interesse Descrizione Dettaglio delle informazioni relative ad un punto di interesse Pagina 30 di 52

31 Figura 21 - Schermata NaviTour: menu di un punto di interesse Figura 22 - Schermata NaviTour: visualizzazione punto di interesse su mappa Il menu relativo ad un determinato punto di interesse selezionato permette due possibili scelte: Naviga che apre la schermata Bussola e guida l utente verso il pounto; e Mostra su Una volta premuto Mostra su mappa come descritto per la figura a sinistra, si apre la schermata di navigazione della mappa con il punto di interesse evidenziato. Pagina 31 di 52

32 mappa che localizza uslla mappa il punto Dettaglio visualizzazione POI su mappa e bussola Le seguenti schermate mostano le funzionalità di visualizzazione di dettaglio di un punto di interesse sulla mappa e quello di navigazione verso di esso con bussola. Figura 23 - Schermata NaviTour: dettaglio di visualizzazione punto di interesse su mappa Figura 24 - Schermata NaviTour: navigazione con bussola Cliccando sul punto di interesse si apre una La schermata di navigazione con bussola fornisce Pagina 32 di 52

33 finesra descrittiva come in figura. informazioni su come raggiungere il punto di interesse selezionato. Nel caso di navigazione su percorso indica la direzione del punto di interesse più prossimo sul percorso Visualizzazione percorsi Tramite le schermate di visualizzazione percorso è possibile esplorare e navigare i percorsi creati offline. Pagina 33 di 52

34 Figura 25 - Schermata NaviTour: Scelta di un perccorso Figura 26 - Schermata NaviTour: visualizzazione di un percorso Descrizione Menu di scelta di un percorso. Descrizione Visualizzazione di un percorso sulla mappa. Compare l elenco dei percorsi precaricati. Pagina 34 di 52

35 Schermate di impostazione mappe e GPS Tramite queste schermate è possibile effettuare i settaggi più importanti per quanto riguarda le mappe il sistema di localizzazione da utilizzare. Figura 27 - Schermata NaviTour: impostazioni Figura 28 - Schermata NaviTour: impostazioni GPS mappa Descrizione Descrizione Pagina 35 di 52

36 Attraverso questa schermata è possibile definire le impostazioni relativamente al caricamento Attraverso questa schermata è possibile definire le impostazioni GPS del dispositivo. delle mappe presenti sul dispositivo. E possibile utilizzare anche mappe online Interfacce software utilizzate per la localizzazione Grazie all utilizzo delle Location API fornite da Java è possibile rilevare la posizione di un dispositivo mobile generalmente in tre princpali modi: o tramite triangolazione su rete GSM: l ID del telefono mobile può es sere utilizzato per determinare la stazione base di trasmissione (BTS) con il quale il dispositivo comunica ed identificare quindi la posizione della stazione BTS. Con questa tecnica la posizione viene determinata in maniera molto grossolana: un cellulare GSM per intenderci potrebbe trovarsi entro il raggio di 10 Km dalla stazione BTS con la quale comunica. o Sfruttando il sistema GPS (Global Positioning System) costituito da una rete di 24 satelliti che calcola i ritardi di propagazione del segnale fra un satellite e l altro per determinare la posizione geografica del dispositivo. Tale sistema è leggermente più costoso in quanto il dispositivo mobile deve essere dotato di un ricevitore GPS ma garantisce una migliore precisione (fino a 5 metri). o Sfruttando una rete locale: ad esempio all interno di un edificio si potrebbe installare una rete di dispositivi Bluetooth e calcolare tramite triangolazioni la posizione del dispositivo mobile. Pagina 36 di 52

37 Naturalmente la precisione è un fattore molto importante per alcuni tipi di applicazioni e meno per altre. Nel caso del sistema in esame che ha lo scopo di guidare un visitatore entro una determinata area o percorso ci si puo con buona approssimazione accontentare di un margine di errore di qualche decina di metri. 4.4 Ambiente di Sviluppo L ambiente di sviluppo utilizzato è stata l IDE Netbeans 6.8. Figura 29 - Schermata di visualizzazione ambiente di sviluppo Netbeans 6.8 NetBeans IDE è un ambiente di sviluppo uno strumento destinato ai programmatori per scrivere, compilare ed eseguire il debug ed il deploy di programmi. E scritto in Java ma può supportare qualsiasi linguaggio di programmazione. Esiste anche un gran numero di moduli utili per estendere le funzionalità di NetBeans IDE. Pagina 37 di 52

38 4.5 Tecnologie utilizzate In questo capitolo verranno descritte in via generale le tecnologie utilizzate per lo sviluppo della tesi Piattaforma J2me Java 2 Micro Edition Il linguaggio utilizzato per sviluppare l applicazione portatile è stato java e più precisamente la versione micro edition (J2me) di java sviluppata dalla Sun Microsystems appositamente per dispositivi mobili, che garantisce un ampia compatibilità hardware/software indipendentemente dal modello o dalla marca del dispositivo utilizzato. Essa sfrutta infatti il meccanismo del metalinguaggio interpretato che non dipende dall hardware del dispositivo su cui vengono eseguite ed è solitamente installata in quasi tutti i cellulari e dispositivi mobili di ultima generazione. La sfida tecnologica avviata da Sun con il rilascio della versione J2me è stata quella di definire un set di API, da mettere a disposizione degli sviluppatori, che soddisfacesse le limitazioni imposte dai dispositivi portatili che generalmente hanno:: limitate capacità di elaborazione limitate capacità di memoria schermi di ridotte dimensioni (a volte non a colori) e in grado di lavorare spesso solo a basse risoluzioni Per venire incontro alle limitazioni appena descritte, Sun ha introdotto il concetto di Configuration che può identificarsi con la definizione delle librerie base (core) e delle caratteristiche di una Java Virtual Machine (JVM) che risiede in un sistema con determinate potenzialità. In particolare sono definite due diverse Configuration: Connected Device Configuration (CDC) Con le seguenti caratteristiche minime: Pagina 38 di 52

39 512 kbyte di memoria RAM disponibile 256 kbyte di memoria per il runtime delle applicazioni Java Connettività in rete possibilmente continua ed a larga banda Connected Limited Device Configuration (CLDC) Con le seguenti caratteristiche: 192 kb di memoria per eseguire applicazioni Java Un processore a 16 o 32 bit Basso consumo di energia (normalmente derivante da batterie) Connettività in rete (normalmente wireless) con banda limitata e accesso a intermittenza. L applicazione sviluppata è basata sulla configurazione CLDC, la cui particolare JVM e stata denominata KVM (K Virtual Machine) e fauso congiunto di un framework grafico più evoluto e portabile denominato Polish Libreria per le mappe OpenLayers Openlayers è una raccolta di librerie in javascript che permettono di visualizzare cartografia in una qualsiasi pagina HTML senza avere bisogno di installare alcunché sul server. Nel caso di questa tesi è stato utilizzata una libreria Java (non javascript) di openlayers che ha necessitato di forti customizzazione in modo da poter essere utilizzata unitamente alla tecnologia GWT utilizzata nel disegno del client Il framework Ajax GWT (Google Web Toolkit) Il framework AJAX GWT permette allo sviluppatore di utilizzare il linguaggio Java (non JavaScript) per implementare l interfaccia grafica della sua applicazione. E poi il compilatore GWT che pensa alla generazione del codice javascript necessario, ottimizzandolo e rendendolo compatibile ai vari browser. Pagina 39 di 52

40 4.5.4 Web Services di Geonames Geonames ( è un progetto gratuito per la creazione di un database geografico mondiale. Il suo scopo è quello di fornire gli strumenti per tradurre il nome di una montagna o di una città in dati che le rappresentino: latitudine, longitudine, altezza, popolazione, codice postale. L'intero progetto è distribuito con licenza Creative Commons: chiunque è libero di utilizzare come preferisce l'enorme mole di informazioni disponibile, purché venga citata la fonte. Integrare la geografia nel Web semantico diventa così una operazione alla portata di qualunque webmaster. Fino ad oggi l'archivio di Geonames comprende circa 6.5 milioni di località, quasi due milioni delle quali dispongono anche di nomi alternativi nelle lingue locali. Le sorgenti di questo enorme bacino di informazioni sono cataloghi e registri degli enti pubblici: ad esempio gli archivi NGA e GNIS dello U.S. Board on Geographic Names, vale a dire l'organismo federale che regola la denominazione dei luoghi negli Stati Uniti. Per i nomi in linguaggio autoctono, Geonames si affida alle pagine di Wikipedia: oltre 610mila voci sono state processate ed inserite nel database, più di 50mila solo quelle italiane. Per tutti gli altri dati come statistiche sulla popolazione o localizzazione dei servizi, le fonti sono rappresentate dagli istituti nazionali di statistica sparsi per il mondo, o dalle risorse specializzate presenti in rete. Per completare, correggere ed affinare questi dati, Geonames dispone di una interfaccia wiki a disposizione online: attraverso la stessa è stato possibile fornire all utente del web-gis TPlanner realizzato le informzioni dei punti di interesse principali di un luogo. Esse vengono reperite tramite richiamo di un servizio web fornito da geonames che permette dopo un apposita interrogazione di ottenere un foglio dati in forato XML con le informazioni Wikipedia georiferite entro un certo rettangolo geografico. Pagina 40 di 52

41 4.5.5 Libreria J2ME Polish Si tratta di una libreria software il cui scopo è supportare il programmatore nella creazione di interfacce destinate a dispositivi portatili quali ad esempio cellulari o palmari. La base su cui si fonda che lo rende caratteristico oltre all elevato grado di compatibilità con i dispositivi presenti sul mercato è la possibilità di definire le interfaccie basandosi su semplici file HTML. Da notare inoltre il fatto che J2MEpolish sia distribuito sotto licenza GPL. Figura 30 - Logo di J2Me Polish Libreria JTileDownloader La libreria JTileDownloader fornisce delle API per lo scarico della mappe fornite da Openstreetmaps Il framework Locify Locify è una libreria di programmazione che fornisce la base per la costruzione di un navigatore J2me sopra cui personalizzare le proprie applicazioni. Esso è infatti in grado di fornire le funzionalità di geolocalizzare della propria posizione catturata da un modem satellitare. Pagina 41 di 52

42 Figura 31 - Schermata di navigazione Locify Pagina 42 di 52

43 5 Scenari di utilizzo Tipici scenari di utilizzo della soluzione GIS proposta da questa tesi verranno descritti nei paragrafi a seguire.. In particolar modo verranno prima descritti i casi d uso più genereci e successivamente uno particolare come per esempio puo essere quello di una agenzia per il turismo. 5.1 Utilizzo generico Gli utilizzi tipici di questo SIT ad uso personale possono essere come di eguito: Pianificazione di una visita del territorio: Questo utilizzo è il più completo in quanto prevede l utilizzo di tutte le funzionalità messe a disposizione dal sistema dalla creazione di percorsi e mappe alla navigazione su dispositivo portatile degli stessi. Esplorazione in campo: Il dispositivo portatile puo essere utilizzato anche semplicemente per l esplorazione del territorio sia in modalità online che offline a seconda dei limiti del caso Navigazione di un percorso: E possibile utilizzare il dispositivo portatile per muoversi lungo un percorso utilizzando una semplice modalità bussola per l orientamento. Esplorazione punti di interesse: E possibile utilizzare il dispositivo portatile per esplorare i contenuti georiferiti sul territorio che si sta visitando ottenendo indicazioni di orientamento per raggiungerli. 5.2 Utilizzo da parte di una Agenzia Turistica Il carattere di generalità del sistema fa si e che un ente, quale può essere per esempio l agenzia tuistica, possa utilizzare il sistema epr creare dei database di informazioni della propria città avendo così le Pagina 43 di 52

44 possibilità in primo luogo di inserire informazioni rilevanti e successivamente di renderli fruibili al visitatore stesso tramite un semplice meccanismo di pubblicazione dei dati. Pagina 44 di 52

45 6 Conclusioni Il progetto della tesi di Master Universitario di II livello in Sistemi Informativi Territoriali e Telerilevamento dell Università IUAV di Venezia ha portato alla realizzazione di un Sistema Informativo Territoriale a tutti gli effetti. Lo svolgimento del la tesi ha avuto come scopo e risultato la realizzazione di un sistema concreto ed utilizzabile a tutti gli effetti nella pratica rispettando i vincoli stabiliti inizialmente tra cui l ambizione di utilizzare interamente software open source. Sono state realizzate le principali funzioni e servizi che consentono la gestione di un ambiente SIT offrendo: o funzionalità di visualizzazione/interrogazione di contenuti georeferenziati forniti sfruttando servizi dati online fruibili tramite web-service (per es. geonames) o strumenti per la navigazione di mappe openstreetmap o la possibilità di disegnare percorsi manualmente o la possibilità di gestire e creare nuovi punti di interesse o uno strumento di navigazione sul territorio tramite dispositivo mobile dei punti di interesse e dei percorsi creati E stata quindi realizzata una soluzione software che ha consentito la visualizzazione di mappe, come quelle fornite dal servizio di Openstreetmap, su dispositivi mobili di utilizzo comune e con capacità limitate in maniera offline che non necessita per il suo utilizzo sul campo di essere connessi alla rete Internet. In particolare si è riusciti a superare i molteplici limiti delle principali applicazioni con finalità simili attualmente in commerci. Esse infatti: - hanno mediamente uno scarso livello di compatibilità verso i dispositivi mobili di largo consumo Pagina 45 di 52

46 - molto spesso non offrono la possibilità di creare programmazioni avanzate personalizzate di percorsi e di punti di interesse - necessitano per il loro funzionamento la presenza di una connessione ad Internet Per quanto riguarda il navigatore realizzato si sottolinea inoltre il suo punto di forza che lo differenzia da altri sistemi di navigazione in commercio per il suo grado specializzazione volto all efficacia per l utente, ad ottenere le informazioni turistiche sul luogo di interesse in maniera veloce, ma soprattutto economica. Futuri sviluppi potrebbero trasformare l attuale progetto in un servizio web con scopo di diffusione maggiore con le caratteristiche descritte in seguito. Pagina 46 di 52

47 7 Sviluppi Futuri Verranno elencati nei paragrafi a seguire alcune delle funzionalità che potrebbero ancora essere sviluppate nell ambito del progetto di tesi ma che per questioni di tempo non sono state finalizzate. 7.1 Condivisione delle informazioni L attuale applicazione web si limita a rendere disponibile l informazione di pianificazione delle informazioni e del percorso al singolo utente. Questa forte limitazione dovrebbe venire superata rendendo la banca dati dei percorsi e dei punti di interesse esplorabile e scaricabile direttamente da Internet. In questo modo nascerebbe un ulteriore campo di applicazione del sistema che sarebbe in grado di fornire informazioni condivise in tempo reale a tutte le utenze connesse. 7.2 Estensione della banca dati sui punti di interesse Per come è stato pensato e realizzato il sistema sarebbe molto semplice aggiungere la possibilità per l utente utilizzatore del software di pianificazione TPlanner di selezionare diverse banche dati di informazioni riguardo ai punti di interesse da cui prelevare i dati. In questo modo sarebbe possibile collegare il sistema a base di dati specifiche a seconda dell utilizzatore. 7.3 Audioguida Sfruttando le tecnologie messe a disposizione dai dispositivi palmari di ultima generazione si potrebbe rendere disponibili le informazioni relative al percorso ed ai punti di interesse anche in formato audio. Questo renderebbe la soluzione ancora più usabile e aperta anche ad un pubblico disabile. 7.4 Funzionamento ad uso interno Implementando la funzionalità di lettura della propria posizione GPS tramite triangolazione su reti radio come per es. la rete WiFi e fornendo uno strumento per la generazione di mappe di interni di un edificio Pagina 47 di 52

48 sarebbe possible utilizzare la soluzione proposta anche per uso non a cielo aperto e senza sfruttare quindi il sistema GPS per la localizzazione. In questo modo si potrebbe fornire la possibilità di creare percorsi e punti di interesse anche all interno di un edificio. 7.5 Mappe vettoriali L attuale sistema è limitato al download e all utilizzo di mappe di tipo raster che non offrono la possibilità di applicare algoritmi per il calcolo dei percorsi considerando la rete stradale. Pagina 48 di 52

49 8 Tabella delle figure Figura 1 Applicazione CellMap... 8 Figura 2 - Applicazione MyNav Infotour... 9 Figura 3 - Applicazione Google Maps Mobile Figura 4 - Architettura della soluzione software Figura 5 - Schermata principale TPlanner Figura 6 - Area mappa Figura 7 - Area Punti di interesse Wikipedia Figura 8 - Area pianificazione Figura 9 - Informazioni Wikipedia su mappa Figura 10 - Editing percorso dalla Ferrovia S.Lucia al ponte di Rialto Figura 11 - Aggiungi punto di interesse personalizzato Figura 12 - Schermata spash-screen NaviTour Figura 13- Schermata NaviTour: menu personalizzato per navigazione turistica Figura 14 - Schermata NaviTour: scarico percorso con codice Figura 15 - Schermata NaviTour: Menu di registrazione posizione Figura 16 - Schermata NaviTour: menu scelta localizzazione Figura 17 - Schermata NaviTour: menu per l'accesso alla mappa Figura 18 - Schermata NaviTour: menu per la navigazione Figura 19 - Schermata NaviTour: visualizzazione punti di interesse Pagina 49 di 52

50 Figura 20 - Schermata NaviTour: dettaglio punto di interesse Figura 21 - Schermata NaviTour: menu di un punto di interesse Figura 22 - Schermata NaviTour: visualizzazione punto di interesse su mappa Figura 23 - Schermata NaviTour: dettaglio di visualizzazione punto di interesse su mappa Figura 24 - Schermata NaviTour: navigazione con bussola Figura 25 - Schermata NaviTour: Scelta di un perccorso Figura 26 - Schermata NaviTour: visualizzazione di un percorso Figura 27 - Schermata NaviTour: impostazioni mappa Figura 28 - Schermata NaviTour: impostazioni GPS Figura 29 - Schermata di visualizzazione ambiente di sviluppo Netbeans Figura 30 - Logo di J2Me Polish Figura 31 - Schermata di navigazione Locify Pagina 50 di 52

51 9 Bibliografia/Webgrafia [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] Pagina 51 di 52

52 Pagina 52 di 52