Una componente critica dei Data Space, quelli che supportano la strategia Green Deal europea o oltre, sarà la loro gestione di serie di dati dinamici provenienti da molte fonti diverse, come vari sensori. Per consentire una comunicazione interoperabile tra tali serie di dati, nonché facilitarne l'interpretazione e il (ri-)utilizzo, l'Open Geospatial Consortium (OGC) ha sviluppato molto tempo fa lo standard API SensorThings. In questo post, lo standard viene introdotto insieme agli sviluppi pianificati e ai risultati iniziali di due progetti Horizon Europe sui Green Deal Data Space in cui è coinvolto OGC: 'All Data for Green Deal' (AD4GD) e 'Urban Data Space for Green Deal' (USAGE).
Il Green Deal europeo e le strategie sui dati digitali
Il Green Deal europeo mira a guidare la transizione dell'Europa verso un'economia e una governance sostenibili ed efficienti nell'uso delle risorse, migliorando al contempo il benessere dei cittadini. Diversi obiettivi contribuiranno al raggiungimento di questo traguardo principale , tra cui: trasformare l'economia e le società; rendere i trasporti sostenibili per tutti; innovare l'industria; ripulire i sistemi energetici; ristrutturare gli edifici per stili di vita più ecologici; collaborare con la natura per preservare il pianeta; e promuovere azioni globali per il clima. Gli obiettivi del Green Deal europeo sono, a loro volta, in linea con gli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite.
I dati, in particolare i dati dinamici provenienti dai sensori, svolgono un ruolo essenziale nel monitoraggio, nell'analisi e nella comprensione dello stato e dell'evoluzione dei settori sopra menzionati, dell'influenza delle politiche e delle decisioni proposte e nella simulazione e misurazione dell'efficacia di misure e modelli appena applicati o di condizioni modificate.
Inoltre, l'utilizzo di protocolli aperti e pratiche di gestione dei dati in linea con i principi FAIR di reperibilità, accessibilità, interoperabilità e riutilizzabilità, aumenta l'efficienza e supporta meglio la democrazia attraverso la trasparenza e l'accessibilità dei dati.
La digitalizzazione è riconosciuta come un valido supporto al Green Deal europeo e agli Obiettivi di sviluppo sostenibile, a condizione che venga adottata una strategia che garantisca un utilizzo e una gestione efficienti e ottimizzati dei dati digitali e degli strumenti ad essi associati. La Strategia europea per i dati e le politiche relative agli spazi dati europei mirano a regolamentare, definire e sostenere tale digitalizzazione, favorendo una condivisione e un utilizzo dei dati equi, consapevoli ed efficienti.
OGC SensorThings API: un modello aperto per i dati dei sensori
Migliori OGC SensorThings API è stato sviluppato dall'OGC SensorThings Standard Working Group come standard aperto che consente la gestione, l'archiviazione, la condivisione e l'analisi basate sul Web dei dati di osservazione dei sensori basati sull'Internet of Things (IoT).
Migliori OGC SensorThings API consiste in un modello di dati e un'API divisi in due documenti: (1) la parte Sensing e (2) la parte Tasking (attualmente in fase di pianificazione). La parte Sensing consente ai dispositivi e alle applicazioni IoT di creare, leggere, aggiornare ed eliminare dati e metadati IoT in un servizio SensorThings.
Il modello dati delle entità SensorThings si basa sul modello di osservazione e misurazione (O&M) OGC/ISO [OGC 10-004r3 e ISO 19156:2011]. Il modello può essere interpretato come segue: un'“osservazione” è modellata come un flusso di dati connesso a un “sensore” e a un “oggetto” che produce un “risultato” (detto anche “ProprietàOsservata”) il cui valore è una stima di una proprietà dell’“oggetto di osservazione” (detto anche “CaratteristicaDiInteresse”).
Ad esempio: quando si misura la temperatura in una stanza, l'"Osservazione" è ogni misurazione o valore di dati in un determinato momento nel tempo; il "sensore" è il termometro; la "cosa" è il dispositivo che legge e trasmette la misurazione dal termometro; e il "risultato" (ObservedProperty) è la temperatura misurata dal sensore. L'ObservedProperty è associato al "target di osservazione" (FeatureOfInterest), in questo caso, la parte della stanza in cui risiede il sensore.
Un'istanza di Osservazione è classificata in base al tempo dell'evento, alla Caratteristica di Interesse, alla Proprietà Osservata e alla procedura utilizzata (spesso un Sensore). Inoltre, anche gli "Oggetti" sono modellati nell'API SensorThings e la loro definizione segue quella dell'ITU-T: " un oggetto del mondo fisico (oggetti fisici) o del mondo dell'informazione (oggetti virtuali) che è in grado di essere identificato e integrato nelle reti di comunicazione " [ ITU-T Y.2060 ]. Le posizioni geografiche degli Oggetti sono utili in quasi tutte le applicazioni (in particolare nel telerilevamento, dove l'oggetto misurato è lontano dal dispositivo reale) e, di conseguenza, sono incluse.
API SensorThings per spazi dati Green Deal: progetti USAGE e AD4GD
Tra i recenti esempi di adozione dello standard API SensorThings si annoverano due progetti di Horizon Europe, ai quali OGC partecipa in qualità di partner del consorzio, che mirano a fornire soluzioni per lo spazio dati del Green Deal: 'Urban Data Space for Green Deal' (USAGE) e All Data for Green Deal (AD4GD).
Utilizzando standard per l'interoperabilità e l'integrazione di dati/servizi, USAGE fornirà soluzioni che rendono i dati ambientali e climatici a livello di città reperibili, accessibili, interoperabili e riutilizzabili (FAIR). Ciò significa innovare meccanismi di governance, accordi consolidati, strumenti basati sull'intelligenza artificiale e analisi dei dati per condividere, accedere e utilizzare meglio i dati a livello di città generati da Earth Observation, Internet of Things, fonti autorevoli e di massa.
I casi d'uso di USAGE spazieranno dalla mobilità inquinata alle strategie di mitigazione dei cambiamenti climatici (come la riduzione al minimo dell'impatto delle isole di calore urbane e dell'aumento delle inondazioni), fino alla gestione intelligente del traffico. I progetti pilota e i casi d'uso di USAGE includono le città di Ferrara (Italia), Saragozza (Spagna), Graz (Austria) e Lovanio (Belgio). A Ferrara, sono già in programma iniziative di citizen science con scuole superiori e volontari a supporto dei casi d'uso di USAGE e della biodiversità.
AD4GD mira a co-creare un Green Deal Data Space con stakeholder e utenti finali. Uno degli obiettivi principali del progetto è l'integrazione dei dati di Citizen Science con osservazioni in situ, risultati di modelli di intelligenza artificiale e dati di telerilevamento. AD4GD sfrutterà standard e tecnologie semantiche per raggiungere questo obiettivo.
I progetti pilota e i casi d'uso di AD4GD includono la qualità dell'acqua nei laghi di Berlino (Germania), la biodiversità nell'area metropolitana di Barcellona (Spagna) e la qualità dell'aria con sensori a basso costo nell'Italia settentrionale.
L'implementazione dell'API SensorThings è una parte fondamentale di entrambi i progetti. I sensori forniscono dati essenziali per diversi casi d'uso trattati, tra cui qualità dell'aria, qualità dell'acqua, stato del traffico, tracciamento delle specie animali, parametri meteorologici e ambientali e altro ancora.
Utilizzando un protocollo aperto e condiviso per comunicare i dati, come lo standard API SensorThings, i dati richiesti per i progetti possono provenire da diversi tipi di sensori di diversi fornitori e i sensori possono essere gestiti dal governo, dall'industria privata o da singoli cittadini. Inoltre, la capacità dell'API SensorThings di collegare le osservazioni alle definizioni di variabili e unità di misura facilita l'aggregazione e l'integrazione automatiche dei dati, aumentandone al contempo l'interoperabilità semantica.
I due progetti prevedono di sviluppare ulteriormente lo standard API di SensorThings utilizzandolo nelle soluzioni fornite e nell'architettura raccomandata, sperimentando al contempo la sua integrazione con altri sensori e dati all'interno del software sviluppato. Nello specifico, in USAGE, il plugin API di SensorThings per QGIS verrà rielaborato per integrare l'accesso agli endpoint API di SensorThings nella parte centrale di QGIS ed estenderlo per supportare l'analisi dei dati.
Inoltre, è stata ulteriormente implementata e testata in AD4GD e USAGE l'API SensorThings PlusPer gestire in modo più efficace i dati prodotti da più attori con licenze diverse (ad esempio nei dati della scienza dei cittadini), SensorThings API Plus estende OGC SensorThings API Parte 1: Sensing Version 1.1 (STA) Modello dati standard e migliora gli aspetti di sicurezza dello standard. Il suo sviluppo è iniziato nel Progetto COS4CLOUD e fu ulteriormente sviluppato in cittadini.
Promuovere l'API SensorThings con le parti interessate
Sia AG4GD che USAGE riconoscono inoltre che una sfida fondamentale per l'adozione di soluzioni efficaci è innanzitutto quella di allertare gli stakeholder e gli utenti finali della sua esistenza, e poi di formarli al suo utilizzo. Pertanto, all'interno del progetto USAGE, sono stati organizzati alcuni workshop da OGC e dal partner di progetto DedaNext.
Il primo workshop è stato organizzato il 1° febbraio 2023 a Ferrara (e online). Il workshop si è aperto con un'introduzione allo standard API SensorThings insieme a diversi esempi di implementazioni Open Source. Marco Minghini, del gruppo del Joint Research Centre che lavora sul framework e l'implementazione della direttiva INSPIRE, ha presentato il Raccomandazione di buone pratiche INSPIRE OGC SensorThings APIÈ stato presentato anche il progetto API4INSPIRE, che ha valutato le implicazioni dell'utilizzo delle API per lo scambio di dati, tra cui l'API SensorThings. Una registrazione di questa parte iniziale del workshop è disponibile sul canale YouTube dell'OGC.
Successivamente si è tenuta una tavola rotonda in cui gli stakeholder degli enti nazionali e regionali italiani hanno discusso delle attuali soluzioni per la condivisione di dati dinamici e delle sfide che l'adozione di SensorThings API deve affrontare per migliorare la qualità della gestione dei dati e la FAIRness. Il pubblico è stato invitato a rispondere a due domande tramite strumenti di questionario interattivi: 1) Quali ostacoli ostacolano maggiormente l'adozione di SensorThings API nella vostra organizzazione? E 2) Cosa potrebbe supportare meglio l'adozione dello Standard?
Per facilitare la partecipazione di un pubblico più ampio, le domande e le relative risposte sono state consentite sia in italiano che in inglese. La scarsa conoscenza dello standard è stata riconosciuta come una delle principali cause che ne ostacolavano l'adozione, come illustrato nella Figura 1. Per questo motivo, la registrazione della prima parte informativa del workshop è stata pubblicata online e pubblicizzata nell'ambito della Location Innovation Academy e non solo. Inoltre, il 20 aprile 2023 si è tenuto un secondo webinar sull'API SensorThings , organizzato dall'Agenzia per la Digitalizzazione (AgID) e svoltosi in italiano.
La seconda domanda ha evidenziato che il principale fattore trainante per l'adozione dello standard API SensorThings sarebbe rappresentato da chiare direttive politiche. I fattori successivi in ordine di importanza – competenze digitali e risorse umane, rispettivamente – confermano ancora una volta la necessità di formazione e di nuove competenze professionali. Questa problematica è alla base del lancio della Location Innovation Academy , sviluppata nell'ambito del progetto europeo GeoE3 e ospitata da OGC.
L'interesse attorno allo standard API SensorThings continua a crescere e si prevedono ulteriori sviluppi, applicazioni e implementazioni in futuro.
I membri dell'OGC interessati a rimanere aggiornati sui progressi dello standard API SensorThings o a contribuire al suo sviluppo sono invitati a unirsi al gruppo di lavoro Connected Systems / SensorThings Standards tramite il portale OGC . I membri non iscritti all'OGC che desiderano maggiori informazioni sulla partecipazione al gruppo di lavoro sono invitati a contattare il programma Standard dell'OGC.
Il progetto USAGE ha ricevuto finanziamenti dal programma quadro Horizon Europe dell'Unione Europea per la ricerca e l'innovazione nell'ambito della convenzione di sovvenzione n. 101059950.
Il progetto AD4GD ha ricevuto finanziamenti dal programma quadro Horizon Europe dell'Unione Europea per la ricerca e l'innovazione nell'ambito della convenzione di sovvenzione n. 101061001.
