Application of automated software development techniques in Geographic Information Systems

Abstract

[Abstract] Geographic Information Systems (GIS) has been widely adopted within different areas such as infrastructure administration, traffic control or environmental management. Despite each application can be very specific in terms of its functional scope, they share a set of elements that make all systems very similar. These characteristics have made us consider investigating software engineering techniques that may be useful to support the automation of the development of these applications from high-level specifications. Our contributions are as follows: (i) a declarative, close to natural, domain-specific language for the development of GIS, that allows users without deep programming knowledge to specify and generate a basic system; (ii) the theoretical bases for the application of multilevel modelling to GIS-based applications in different real-world scenarios. This can improve the simplicity, expressiveness, and flexibility of the modelling process and (iii) new mutation operators, the automation of the workflow to generate the mutate versions and a new tool to support the application of mutation testing in the GIS domain.

[Resumen] Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) se han adoptado ampliamente en diferentes áreas como la administración de infraestructura, el control del tráfico o la gestión ambiental. A pesar de que cada aplicación puede ser muy específica en cuanto a su alcance funcional, comparten un conjunto de elementos que hacen que todos los sistemas sean muy similares. Estas características nos han hecho plantearnos investigar técnicas de ingeniería de software que puedan ser útiles para apoyar la automatización del desarrollo de estas aplicaciones a partir de especificaciones de alto nivel. Nuestras contribuciones son las siguientes: (i) un lenguaje declarativo, cercano al natural, de dominio específico para el desarrollo de SIG, que permite a los usuarios sin conocimientos profundos de programación especificar y generar un sistema básico; (ii) las bases teóricas para la aplicación de modelos multinivel a aplicaciones basadas en SIG en diferentes escenarios del mundo real. Esto puede mejorar la simplicidad, expresividad y flexibilidad del proceso de modelado y (iii) nuevos operadores de mutación, la automatización del flujo de trabajo para generar las versiones mutadas y una nueva herramienta para apoyar la aplicación de pruebas de mutación en el dominio SIG.

[Resumo] Os Sistemas de Información Xeográfica (SIX) adoptáronse amplamente en diferentes áreas como a administración de infraestrutura, o control do tráfico ou a xestión ambiental. A pesar de que cada aplicación pode ser moi específica en canto ao seu alcance funcional, comparten un conxunto de elementos que fan que todos os sistemas sexan moi similares. Estas características fixéronnos expornos investigar técnicas de enxeñería de software que poidan ser útiles para apoiar a automatización do desenvolvemento destas aplicacións a partir de especificacións de alto nivel. As nosas contribucións son as seguintes: (i) una linguaxe declarativo, próximo ao natural, de dominio específico para o desenvolvemento de SIX, que permite aos usuarios sen coñecementos profundos de programación especificar e xerar un sistema básico; (ii) as bases teóricas para a aplicación de modelos multinivel a aplicacións baseadas en SIG en diferentes escenarios do mundo real. Isto pode mellorar a simplicidade, expresividade e flexibilidade do proceso de modelado e (iii) novos operadores de mutación, a automatización do fluxo de traballo para xerar as versións mutadas e una nova ferramenta para apoiar a aplicación de probas de mutación no dominio SIG.