Quando è interessante di avere un database distribuito? Capitolo 2 DISTRIBUZIONE, FEDERAZIONE. Database territoriali federati

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1 Capitolo 2 DISTRIBUZIONE, FEDERAZIONE Quando è interessante di avere un data distribuito? gestione dei rischi naturali riparazione delle strade gestione dei trasporti pianificazione ambientale ecc. territoriali federati 2.1 Architetture dei sistemi informativi 2.2 Specificità dell'informazione geografica 2.3 Frammentazioni 2.4 Integrazione degli schemi 2.5 Collimazione dei data 2.6 Risoluzione delle query spaziali e indicizzazione spaziale multi 2.7 Aspetti giuridici 2.8 Conclusioni 2.1 Architetture di sistemi informativi Aspetti storici sulla separazione dei data Definizioni Architettura client-server Capitolo 2 1

2 Separazione dei data Definizioni DATABASE TERRITORIALE A DATABASE TERRITORIALE B DATABASE TERRITORIALE C Applicazione A Applicazione B Applicazione C remoti Siti distribuiti federati omogenei eterogenei Multidata Dizionario dei dati Schemi locali e globale Integrazione degli schemi Query locali Query distribuite Frammentazioni orizzontali, verticali, miste Architettura Client-server Esempio di architettura Client-Server in un Municipio Ditta Ellettricità Ditta Gas Ditta Acque Processo client Processo server Ditta Telefono Server Ente geologico Amministrazione regionale Catasto Rete Server Dialogo Trattamento Servizio Strade Servizio Urbanistica Servizio Edilizia Municipio Servizio Fognature Capitolo 2 2

3 Architettura n-tiers Regole di Chris DATE 1 - Autonomia 2 - Uguaglianza dei siti 3 - Operazioni continue 4 - Trasparenza di localizzazione dei DB 5 - Indipendenza dei frammenti 6 - Trasparenza delle copie 7 - Trattamento delle richieste distribuite 8 - Aggiornamento distribuito 9 - Indipendenza dell'hardware 10 - Indipendenza dal sistema operativo 11 - Indipendenza dalla rete 12 - Indipendenza dei data 2.2 Specificità dell'informazione geografica Esempio di rappresentazione multipla Rappresentazione multipla Continuum spazio-temporale 2D, 3D, 3D+T Discrepanze negli schemi Fiume rappresentato come grafo Fiume Fiume rappresentato come due linee Fiume rappresentato come superficie Fiume rappresentato come volume Capitolo 2 3

4 Lista di discrepanze Discrepanze geometriche Tubi per le acque Tubi per il gas Diversità delle rappresentazioni Proiezioni della terra Diversità delle unità di misure Diversità del campionamento spazio-temporale Diversità delle definizioni nel tempo e nello spazio Diversità delle coordinate (errori di misura) Diversità sui confini, ecc. dell' Azienda delle Acque dell' Azienda per il Gas della Ditta delle Strade Struttura dei data Discrepanze semantiche G-STREET (#street, street_name, (#axis_segment, width)*) G-SEGMENT (#segment, #point1, #point2) G-POINT (#point, x, y) G-PIPE (#edge, #node1, #node2) G-NODE (#node, x, y, z, type) Ditta del gas (G-site) Ditta delle Acque (W-site) W-STREET (#street, (#right_segment, order)*, (#left_segment, order)*) W-SEGMENT (#segment, #from_point, #to_point) W-POINT (#point, x, y) W-PIPE (#edge, #from_node, #to_node) W-NODE (#node, x, y, z, (#edge)*, category) 2.3 Frammentazione Frammentazione relazionale Orizzontale, verticale, mista Frammentazioni di strati o di zone Servicio strade (SR-site) SR-STREET (#street, street_name, (#parcel_segment)*,( kerb_segment)*) SR-SEGMENT (#segment, #point1, #point2, begin_address, end_address) SR--POINT (#point, x, y) SR-G-PIPE (#edge, #node1, #node2) SR-G-NODE (#node, x, y, depth, type) SR-W-PIPE (#edge, #node1, #node2) SR-W-NODE (#node, x, y, depth, type) Capitolo 2 4

5 Frammentazione relazionale Frammentazione di strati (tematica) Sito A Sito B Frammentazione orizzontale di una tabella relazionale : - un pezzo sul sito A - un pezzo sul sito B del gas chiavi Sito C Sito D Frammentazione verticale di una tabella relazionale (Le chiavi sono presenti sui due siti) - un pezzo sul sito C - un pezzo sul sito B Edilizia chiavi Sito E Sito F Frammentazione mista di una tabella relazionale - un pezzo sul sito E - un pezzo sul sito F - un pezzo sul sito G Catasto Sito G Frammentazione di zone (geografica) Frammentazione eterogenea della zona A della aona B misto di frammentazioni tematiche e geografiche della zona C Capitolo 2 5

6 Approccio top-down Approccio bottom-up concettuale globale esterno 1 esterno 2 esterno 3 esterno 1 esterno 2 esterno 3 concettuale globale Distribuzione dei dati in siti diversi Federazione di data già esistenti 2.4 Integrazione degli schemi Views Integrazione classica Integrazione spaziale Accesso trasparente a tabelle remote SELECT * FROM Peter.Table@gis1.paris.fr UNION SELECT * FROM Jim.Table@gis2.athens.gr Nel sito di Londra CREATE VIEW BLOCK (...) AS SELECT * FROM Peter.Table@gis1.paris.fr UNION SELECT * FROM Jim.Table@gis2.athens.gr Capitolo 2 6

7 Integrazione classica di data globale esterno di un utente importato Ordine di integrazione degli schemi intermedio intermedio UTENTE Sito remoto 1 Sito remoto 2 Sito remoto 3 Sito 1 Sito 2 Sito 3 Sito 4 Procedura d'integrazione degli schemi Integrazione delle coordinate Utenti X, Y Dichiarazione di corrispondenza X, Y Z Z Soluzione dei conflitti Fusione degli schemi Amministratore Ellisoide 2 Ellisoide 1 Capitolo 2 7

8 Discrepanze al confine Integrazione di data geografici DATABASE #1 Linea di confine DATABASE #1 esterno dell'utente Trasformazioni elastiche importato territoriale Utente DATABASE #2 Fascia di correzione DATABASE #2 geografico remoto geografico remoto geografico remoto 2.5 Collimazione dei data Problemi nell'integrazione di data di terreni Tener conto della qualità dell'informazione Senza errori di misura Con errori di misura della zona A della zona B Contorno di A Zona intermedia Contorno di B Capitolo 2 8

9 Soluzione per l'integrazione di data di terreno Forzando punti al confine Città A Punti a forzare Confine secondo la Città B Confine secondo la città A Città B Città A Larghezza della fascia nella zona elastica Pezzi di 2 data di terreno ad integrare Collimazione di due data di terreno con trasformazione dei quadrati in triangoli ed addizione di triangoli intermedi Larghezza della fascia nella zona elastica Città B Risolvendo una query spaziale a cavallo su due data Raccordi semantici, geometrici e topologici Sito A Punti omologhi Zona A Zona da trasformare elasticamente quando B ha una query a cavallo su A Query spaziale Zona A Zona B Zona da trasformare elasticamente quando A ha una query a cavallo su B Punti omologhi Zona B Zona senza modifiche delle coordinate Sito B Sito A Zona A SS 75 Fabbricato artificialmente tagliato in due Strade SP 65 SP 73 Fiume C Affluente del fiume C Sito A Zona senza modifiche delle coordinate Zona con modifiche delle coordinate Sito B Sito B Zona B SS 75 Capitolo 2 9

10 Forzatura dei confini Continuità Zona A Zona B Fabbricato SS 75 Senso del forzatura Continuità geometrica le mappe sono belle Continuità semantica nomi degli oggetti parzialmente tagliati Continuità topologica costruzione di un grafo su parecchi data per determinare i percorsi minimi 2.6 Risoluzione delle query spaziali e indicizzazione Indicizzazione spaziale distribuita Indicizzazione spaziale Indice spaziale globale Localizzazione dell'indice globale Siti pertinenti Query spaziali inter Indice 1 basato sui quadtree Indice 2 di tipo griglia Indice 3 alla Peano Capitolo 2 10

11 Rettangoli circondanti delle zone Dove mettere l'indice globale? DB - 2 DB - 4 DB - 1 DB - 3 due possibilità una sola copia su un sito privilegiato, pero' problema (regole di Date) una copia per sito da integrare Rettangoli circondanti Indici locali e localizzazione degli indici globali Risolvendo una richiesta di zona su diversi data globale Richiesta spaziale di zona globale globale globale Esempio di richiesta di zona su parecchi data Soli 3 rettangoli e 3 data sono interessati dalla richiesta di zona Capitolo 2 11

12 Risolvendo una richiesta di cammino Identificatori locali, globali Identificatori d'oggetti Continuità topologica Punto di arrivo Punto di partenza Sito 4 ID = Sito 4 ID = SS 75 SP 38 Sito 5 ID = SP 57 SP 29 SS 75 SS 75 Ellisse di pertinenza Zone selezionate per la richiesta Sito 1 ID = 678 Sito 2 ID = 3216 Sito 3 ID = Aspetti giuridici Utenti Procedure d'integrazione degli schemi geografici Dichiarazione di corrispondenza Soluzione dei conflitti semantici Soluzione dei conflitti geometrici Raccordo dei confini Continuità topologica Indicizzazione spaziale Fusione degli schemi Amministratore Concordato tra gli enti cooperanti Proprietà dei dati Responsabilità per l'aggiornamento Capitolo 2 12

13 Concordato tra gli enti Comitato di pilotaggio Appuntamento di un amministratore del SIT federato Contabilità Autorizzazioni degli utenti Copie dei contenuti Procedure di integrazione dei nuovi siti Copyright Proprietà dei dati Restituzione dei contenuti Query multi Proprietà dei risultati dei query globali Che cosa fare quando si trova un errore o un'incoerenza? Aggiornamento Solo il proprietario può aggiornare Errore messaggio al proprietario Aggiornamento: avvertire gli altri siti Aggiornamento delle copie 2.8 CONCLUSIONI Collimazione dei confini Continuità topologica Risoluzione della richieste spaziali interbasi Indicizzazione spaziale multi Integrity constraints nei DB federati Aspetti giuridici (concordato) Capitolo 2 13