APPENDICE 1 I SISTEMI INFORMATIVI GEOGRAFIC
1.3.3 L’architettura di un GIS
Nell’ultimo ventennio, il GIS è evoluto portandosi da ambiti di nicchia, dove erano richieste soluzioni tecniche per lo più proprietarie, a un livello tecnologico completamente integrato con quelli che sono gli attuali standard delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione (Information and Comunication Technology -ICT). Il GIS moderno presenta dunque un’architettura aperta, distribuita, orientata alla rete,
interoperabile.
Il fattore culturale che ha influenzato questa evoluzione è la diffusa consapevolezza del pianificatore come dello scienziato che la condivisione dell’informazione spaziale è una condizione necessaria per creare e diffondere la conoscenza geografica. I principali fattori tecnologici sono invece la diffusione di Internet; l’enfatizzazione da parte del mondo dell’ICT del concetto di servizi distribuiti e di calcolo/programmazione
distribuita; la diffusione di standard tecnologici aperti atti a garantire condivisione e integrazione di dati e di
sistemi/servizi su di essi basati.
A livello software, il GIS orientato alla rete si compone delle seguenti applicazioni:
– applicazioni desktop GIS per la creazione, l’integrazione e l’analisi dei dati spaziali;
– applicazioni server di Spatial Database Engine (SDE) per l’archiviazione e la gestione dei dati
spaziali in base di dati relazionali standard e per la gestione della multiutenza;
– applicazioni server di Internet Map Server (IMS) per la distribuzione e condivisione di dati,
mappe e funzionalità di analisi spaziale in ambiente Intranet/Internet.
La tecnologia IMS consente all’utente, attraverso un sistema mobile, un sistema desktop GIS o un browser standard di visualizzare, tematizzare, interrogare, modificare e analizzare, come se fossero in locale, i dati spaziali distribuiti sulla rete ed eventualmente integrarli con dati presenti sul proprio computer o disponibili su altri siti Web.
Più in generale, il modello architetturale di un GIS orientato alla rete, che soddisfi i requisiti di affidabilità, sicurezza e alte prestazioni si articola nei seguenti sottosistemi:
– Storage Area Network (SAN): costituita da un insieme di componenti hardware
particolarmente sofisticate, tra loro connessi in fibra ottica, e dai relativi software che garantiscono scalabilità e consentono di ottenere prestazioni di trasferimento dati che possono arrivare ai Gigabit per secondo. Le componenti hardware (server, switch, ecc.) e i relativi software che la compongono possono essere raggruppati in due aree: area del Data Repository e l’area dello Storage Server.
– L’area del Data Repository individua le apparecchiature di archiviazione (Disk Array, Tapes Libraries, CD Array, etc.) che contengono l’insieme dei dati da utilizzare in formato
elementare, e che consentono l’accesso unicamente ad apparati definiti fisicamente a livello della SAN, in modo da garantire l’assoluta integrità e coerenza dei dati.
– L’area dello Storage Server individua l’insieme degli apparati fisici e dei relativi software dedicati alla memorizzazione dei dati, questi ultimi collegati tra loro con delle strutture logiche che consentono di ottenere ottime prestazioni in fase di interrogazione.
– La separazione dei dati elementari da quelli organizzati in modo strutturato permette di ottimizzare le prestazioni, indipendentemente dal volume di dati, in quanto si possono adottare politiche differenziate e specializzate per la memorizzazione; inoltre consente di ottenere sistemi ad alta affidabilità attraverso la duplicazione di componenti fisicamente distinte e collegate logicamente tra loro mediante prodotti software che effettuano operazioni di clustering. Il clustering consente di gestire le anomalie di sistema, i guasti, di ottimizzare quindi il ripristino e ridurre al minimo il tempo di fermo per l’utente finale.
– Area degli Application Server: individua l’insieme degli apparati fisici e dei relativi software che gestiscono il complesso dei servizi applicativi.
– Area dei Security Server: individua l’insieme degli apparati e dei relativi software che garantiscono la protezione del sistema. Lo schema prevede l’adozione di firewall, apparati specifici per il controllo del traffico e il monitoraggio degli accessi, che consentono di separare la rete esterna da quella interna.
– Area dei Web Server: individua l’insieme degli apparati e dei relativi software che consentono al sistema di organizzare le informazioni e di renderle fruibili in rete. Per garantire la scalabilità (la possibilità di adeguare opportunamente i server al crescere delle richieste), la sicurezza e monitorare esattamente il carico e le prestazioni è necessario che il Web Server sia separato dall’Application Server ovvero si limiti unicamente alle funzionalità di gestione delle richieste e delle conseguenti risposte elaborate dagli Application Server.
– Area di Network Comunications: comprende l’insieme degli apparati e dei relativi software che realizzano l’infrastruttura di comunicazione integrata in grado di trasportare i dati tra le diverse localizzazioni.
– Area client: include gli apparati e i relativi software che costituiscono gli originatori delle richieste e gli utilizzatori delle informazioni. Tali apparati possono variare dal PC al telefono cellulare.
Questo modello architetturale presenta caratteristiche di elevata complessità ma anche di estrema generalità, per cui può essere notevolmente semplificato in funzione della specifica applicazione.
Le prospettive future per il GIS sono le Infrastruttura di Dati Territoriali (IDT). Esse sono costituite da insiemi di GIS orientati alla rete che pubblicano, ricercano e usano l’informazione spaziale condivisa sul Web, e realizzano un’unica base di dati virtuale integrando il vasto patrimonio di dati spaziali esistenti, resi fruibili attraverso servizi orientati alla rete.
Le principali componenti logiche delle IDT sono: portali di cataloghi di metadati, attraverso i quali l’utente può ricercare e trovare l’informazione spaziale rilevante per i propri scopi; nodi GIS, dove avviene la creazione e la pubblicazione dell’informazione spaziale; gli utenti GIS che ricercano, trovano e si connettono per utilizzare i dati e i servizi spaziali pubblicati.