Progettazione e realizzazione del sistema informativo territoriale Geografie dell'Italia medievale (XIII - XV sec.)

Internet applications that allow monitoring and analysis of geo-referenced data have been knowing an ever-increasingly adoption in the last decade, in many different fields. This doctorate degree thesis originated from the collaboration of a research group in geomatics with a group of medieval history researchers who wanted to archive and manage historical data from different sources in a shared environment. The goal was to build a custom tool which had to be as much user-friendly as possible, leaving only to the developer the most technical details of database management and structure. A new database has been built, designed with two key features at the core: managing the temporal element with the indictional system and managing the geographical component of the data. The historical source for the dataset considered in this work is the "Quaternus Declaracionum", an inventory of tax input and expenses of the Orsiniano domination between 1448 and 1460. However, it was important to plan the possibility of integrating multiple sources: in the design phase much work has been dedicated in making the database structure modular and adaptable, keeping in mind the possibility of enrichment of the dataset with information from multiple other historical sources. Moreover, all references to the historical document from which they were taken have been carefully maintained, since this element is particularly sensitive for historians. The Database Management System (DBMS) chosen for the project is PostgreSQL with its spatial extension PostGIS. To facilitate data sharing a custom user interface has been designed and built using web technologies. The final application has been called "Geografie dell’Italia Medievale (XIII – XV sec.)" and allows historians to study the available data in two different modes: the "WebGIS" mode which displays a geographical representation and interrogation of the data upon a cartographic basemap, and the "Table" mode which is designed to select, search and query the various tables and views of the database through custom designed tools, forms and panels. Once the database structure has been designed and built, all data have been loaded using custom SQL scripts. To build this web application, a combination of many different technologies had to be taken into account, some of them working on the client side, which corresponds to each user browser window, others working on the server side, which are installed on a dedicated machine that hosts the software and the database. For the server side, the chosen operating system for the server machine has been Apache webserver on Ubuntu Linux. For data publication a WMS (Web Map Service) server named QGIS Server, a derivation of Quantum GIS Server, has been adopted. The scripting language chosen for all database interrogations has been PHP, which is a very mature, popular and well documented development language for rich internet applications. On the client side, the application has been developed using web standards such as HTML, CSS and Javascript, relying on the Openlayers framework for web mapping integration and ExtJS to build the graphical user interface. Two different search functionalities have been integrated in the application: a quicker, simpler one, to search only in the active table or view, and another one, more powerful, to concatenate multiple search criteria using a custom built query builder. To make the web application maintenance easier and to facilitate the addition of new tables/views inside the system, a set of service tables have been added to the database, in order to control the tables, views and data fields. For each table and field in the database it is possible to change settings for visibility, appearance, search and, in the future releases, edit functionality. These service tables make the application itself dynamic: adding a new table to the database and setting it as "visible" will automatically make it displayed inside the web application without needing any intervention on the codebase. The new data structure and its visualization inside the web application finally made it possible to display a cartographic representation of the data, which may already be leading to new interpretations by the historians. For instance, thanks to this geo-service, places which may have benefited of tax discounts and towns that were under a heavier tax burden have been singled out by the historians. This project is an example of the opportunities that GIS can offer in a research context, since they encourage a collaborative and multi-disciplinary approach, leading to quicker, easier and more precise data analysis, in any scientific and humanistic research context.

Negli ultimi anni si è assistito alla diffusione di strumenti web che consentono la navigazione e consultazione di dati georeferenziati, ovvero dati riconducibili a coordinate geografiche, in tutti gli ambiti. Questo lavoro di Tesi nasce dalla collaborazione di studiosi di Storia Medievale con la comune necessità di un unico sistema in cui archiviare le informazioni provenienti da diversi documenti storici. Tale sistema deve essere il più possibile user friendly e nascondere gli aspetti più tecnici e complessi nella gestione di una base di dati. È stato progettato e realizzato un database che ha tenuto conto di due aspetti: la componente temporale, gestita con il sistema indizionale e la componente geografica dei dati, ottenuta mediante la georeferenziazione delle località storiche a cui sono riferite le informazioni. I dati utilizzati in questo lavoro provengono dalla fonte storica "Quaternus Declaracionum", un registro degli ingressi e uscite tributarie del dominio orsiniano tra il 1448 e il 1460, tuttavia è possibile integrare dati provenienti da altre fonti storiche poiché nella fase di progettazione si è mantenuta una struttura flessibile e modulare. Per tutti i dati sono stati mantenuti i riferimenti al documento storico (indicazione dell'archivio, del fondo e del numero del pezzo). Una volta strutturato e creato il database sono stati caricati i dati con appositi script SQL. Per agevolare la condivisione dei dati è stata progettata e realizzata con tecnologie web un'interfaccia grafica utente. L'applicazione web risultante è stata chiamata "Geografie dell'Italia Medievale (XIII – XV secolo)" e dispone di due modalità di consultazione dei dati: la modalità "WebGIS" che consente la navigazione e interrogazione dei dati su un supporto cartografico e la modalità "Mostra tabella", da cui è possibile selezionare e consultare tabelle e viste del database mediante appositi strumenti realizzati ad hoc. Per la realizzazione della web application è stato necessario appoggiarsi a tecnologie diverse, alcune che lavorano sul lato client, ovvero sui browser dei diversi utenti, altre invece che lavorano sul lato server, ovvero la macchina che ospita il sistema informativo realizzato in questo lavoro. In particolare, per quanto riguarda il lato server si è scelto di utilizzare il Sistema Operativo Ubuntu coadiuvato dal web server Apache. Per la gestione del database è stato scelto il DBMS PostgreSQL, integrato dall'estensione spaziale PostGIS. La pubblicazione dei dati è stata affidata a QGIS Server, un server WMS Web Map Service (versione 1.3.0) che deriva da Quantum GIS, l'applicazione desktop e ne utilizza le librerie. Il linguaggio di programmazione lato server utilizzato per fare le interrogazioni al database è PHP, un linguaggio interpretato molto diffuso nello sviluppo di applicazioni web. Il lato client dell'applicazione web è stato realizzato in HTML5. Le funzionalità sono state implementate grazie al linguaggio Javascript con l'utilizzo di due librerie: Openlayers per integrare funzionalità di web mapping e ExtJS per la creazione di alcuni elementi dell'interfaccia grafica utente. Per la consultazione dei dati sono state implementate due modalità di ricerca: la prima definita "semplice" consente di cercare una stringa nella tabella attiva, la seconda invece consente di concatenare diversi criteri di ricerca mediante un query builder. Per semplificare la gestione e l'inserimento di nuove tabelle/viste nell'applicazione web sono state create nuove tabelle di configurazione nelle quali è possibile specificare per ciascuna tabella (e relativi campi) se è visibile, editabile e se è possibile eseguirvi delle ricerche. La nuova organizzazione dei dati nel database e la loro visualizzazione nell'applicazione web hanno consentito di ottenere rappresentazioni di tipo cartografico utili a suggerire nuove interpretazioni dei dati da parte degli Storici. Ad esempio, grazie a "Geografie dell'Italia Medievale (XIII – XV secolo)" sono state individuate località che godevano di sgravi fiscali e centri obbligati a pagare un importo maggiore del dovuto. Questo lavoro dimostra le potenzialità che i GIS possono offrire a supporto della ricerca: essi favoriscono un approccio collaborativo ed interdisciplinare e permettono analisi dei dati in maniera più rapida, precisa ed intuitiva, a prescindere dall'ambito di riferimento.