[Gfoss] GIANT 3D - modelli dati GIS 3D interoperabili

Wed Apr 18 15:27:31 CEST 2007

Invio, alle due liste GRASS e GFOSS, queste note, con le quali ho 
risposto a chi mi chiedeva notizie sul nostro modello GIANT.
In tali note ho riportato  alcune sommarie considerazioni (slegate spero 
non troppo) sulle mie esperienze e di chi operano all'interno del 
GISLAB, e sulle conoscenze che mi porto dietro come sviluppatore di 
applicazioni CAD (fatto lontano del passato sul quale dovrei anbche 
aggiornarmi), perchè potrebbero essere utili per innescare un dibattito 
e permettere lo sviluppo dell'argomento, che è di mio specifico 
interesse in termini di ricerca di modelli innovativi per i GIS 
applicabili ai diversi settori della conoscenza. Ciò potrebbe essere 
interessente per ulteriori sviluppi sperimentali di GRASS ai quali mi 
piacerebbe dedicarmi.
saluti
Andrea Scianna

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Merlo S. (Ms) ha scritto:
> Gentili dott. Scianna e Corsale,
>  
> ho visto di recente e letto con molto interesse l' abstract del paper 
> da voi presentato al Meeting degli Italian Users di GRASS. Sono un 
> archeologa e da un paio d'anni sto lottando con CAD e GIS software per 
> la modellazione 3d di contesti di scavo. Vi sarei molto grata se 
> poteste darmi ulteriori informazioni sul vostro lavoro, magari qualche 
> pubblicazione oppure una breve introduzione alle procedure da voi 
> usate per i passaggi da ambiente CAD a ambiente GIS. Io fino ad ora ho 
> usato, per il vettoriale, dxf per passare da un ambiente ad un altro, 
> visualizzando in Paraview, ma devo dire di non essere ancora riuscita 
> a trovare una soluzione ottimale.Cosa mi suggerite di fare?
>  
>  
> Vi ringrazio anticipatamente per l' aiuto e collaborazione.
>  
> Cordiali saluti,
> Stefania Merlo
G.ma Stefania,
Il problema della gestione di informazioni tridimensionali tramite GIS è
ad oggi in fase assolutamente sperimentale e incompiuto.
Si sperimenta infatti su diversi aspetti quali il trasferimento delle
informazioni 3D, la gestione all'interno del sw, l'archiviazione su
RDBM, l'elaborazione per la realizzazione di rappresentazioni tematiche 3D.
Ovviamente i GIS attuali non sono ancora pronti per lavorare su
informazioni 3D, anche se esistono taluni metodi o modelli di codifica
dell'informazione che possono già per certi aspetti permettere il
trasferimento dell'informazione 3D anche tra i GIS (esempio il
linguaggio GML3 che sfrutta la codifica XML delle informazioni).
In tal direzione noi stiamo lavorando, guardando come, con moduli
realizzati da noi, si potrebbe strutturare l'informazione GIS 3D (anche
strutturata topologicamente), per la definizione di un modello
cartografico numerico 3D "nazionale".
Esiste un interessantissimo lavoro realizzato da ricercatori tedeschi
che hanno messo a punto il City GML, almeno 30 persone secondo quanto
riferitomi da uno di loro, per descrivere in 3D un certo numero di
comuni che hanno sponsorizzato il progetto di ricerca stesso. Tale
modello è inserito come proposta di standard dell'Open GIS Consortium.
Tornando alla descrizione del sito archeologico, vi sono, per questo
tema, degli aspetti che richiederebbeo più la descrizione con SW CAD
piuttosto che come GIS, per diversi motivi fra cui i seguenti:
- area territoriale spesso ristretta per  cui si potrebbe pensare più ad
un CAD specializzato che ad un GIS, con casi specifici di grande
estensione territoriale relativi a città come Roma, Pompei ecc.(anche se
è pensabile la creazione di un'infrastruttura dati spaziale che mette
insieme  e permette di descrivere in modo puntuale tutti i siti
archeologici a partire da una mappa generale anche nazionale non troppo
dettagliata);
- lettura alla scala edilizia dell'informazione che qualifica gli
oggetti alla maniera del GIS tramite gli attributi;
- livello di complessità grafico di descrizione degli oggetti e di
rappresentazione elevato tipico di ambienti CAD e di modellazione solida
(nel gis, vicino alle esigenze della cartografia si descrivono gli
oggetti territoriali con punti, linee e poligono cioè si ricorre ad una
rappresentazione grafica schematica tipica del settore cartografico per
il quale sono richieste strutture dati più semplici da implementare a
costi non troppo elevati data l'estensione territoriale);
Per poter descrivere tramite un GIS una città, anche se archeologica, in
3D con un livello di dettaglio elevato, sarebbe necessario uno strumento
in grado di gestire:
- l'input dei dati 3D (il GML3 anche con qualche variante potrebbe
essere adatto allo scopo),
- di gestire pienamente l'informazione di oggetti 3D strutturati al
contempo come singoli e facenti parte di un complesso (le pareti, il
tetto, l'insieme delle pareti ed il tetto a costituire l'edificio)
costituiti da primitive grafiche a diverso livello di complessità ed
configurazione geometrica, sarebbe cioè necessaria una struttura
topologica veramente completa cosa che peraltro riusciamo a fare con il
nostro sistema GIANT - modello dati + sw ad hoc;
- di gestire il rapporto con un eventuale DB esterno all'interno del
quale allocare le informazioni geometrico topologiche in una modalità
standard tipica di un database spaziale;
- di gestire la creazione di mappe tematiche 3D con le quali mostrare le
diverse sottoclassi di oggetti con colori e o campiture diversificate in
funzione di un attributo come l'età, la fattura, lo stile.
Con il nostro sistema alcune di queste cose sono possibili ma alcuni
aspetti sono affrontati al momento senza ricorso a modalità standard
(che non esistono quasi - ad esempio Oracle gestisce con la sua
estensione spaziale le topologie e qualcosa fa pure postgres + postgis
ma si parla di strutture semplici e non 3D).
Peraltro anche Autocad Map 3D (= autocad + estensione mapping) quando si
utilizza come GIS perde tutte le funzioni relative alla terza dimensione
tipiche del CAD (almeno così era sino alla penultima versione) e se non
ricordo male la cosa vale anche per Microstation.
Nei GIS allo stato attuale si può modellare l'ambiente 3D tramite voxel
come avviene per GRASS in un mdo simile a quanto si fa per la
modellazione ad elementi finiti (i dem adottano un concetto simile). I
questo caso la modellazione non è vettoriale ad oggetti nel senso che
l'oggetto si individua come insieme di pixel o di voxel tuti
caratterizzati dallo stesso attributo (quindi) -> colore ma l'oggetto
non è selezionabile nella sua interezza e ad esso non può essere
collegato un record di database che qualifica la/le primitive grafiche
come oggetto del mondo reale (spazio limitato o geografico).
Una soluzione interessante e possibile sarebbe quella di andare per
piccoli passi sfruttutando sw CAD come autocad o microstation per la
realizzazione di un sistema informativo nel quale gli oggetti possono
essere collegati ai record del database senza servirsi necessariamente
dell'estensione GIS (tecnica tipica del facilities management). Di
converso GRASS è lo strumento idoneo per sperimentare, a piccoli passi,
come un GIS può essere moficato per arrivare al 3D full con definizione
vettorial degli oggetti.
A tali aspetti siamo abbastanza interessati e dovrebbe essere per noi
questo il campo di sperimentazione degli anni a venire.
Con il nostro attuale sistema alcune cose si possono fare in parte ed è
anche possibile sfruttare tale base per la descrizione di ambienti  più
compessi con estensione dei tipi di primitive grafiche utilizzabili.
Il modello da noi realizzato in questi giorni è in fase di ulteriore
definizione e insieme con il sw di browsing definitivo (solo per la 
prima fase) sarà presentato nei mesi prossimi. Molte entità territoriali
sono descritte, ma ne mancano ancora alcune come le strade che erano
definite con una modalità semplificate (derivate dal modello intesa 
GIS), non utile ancora per la gestione di un catasto strade completo.
Inoltre abbiamo in corso una ricerca FIRB su strutturazione di GIS per
l'archeologia e sarebbe interessante per noi fare una prima scansione
degli oggetti da descrivere  e delle relative modalità (si parte sempre
da cose semplici) ed in tale ottica siamo anche e ovviamente aperti ad
ogni possibilità fattiva e valida collaborazione.
Al momento le persone impiegate sono tre dottorandi più un collaboratore
esterno per la programmazione sw (di cui 3 ingegneri ed un architetto).
cordiali saluti
Andrea Scianna
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