Entwicklung einer formalen Sprache zur Modelltransformation auf Basis von UML & XMI

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1 Entwicklung einer formalen Sprache zur Modelltransformation auf Basis von UML & XMI Swisstopo-Kolloquium TU München, 13. März 2007

2 Inhalt 1. Anforderungen, Voraussetzungen, Grundlagen 2. Instrumente aus dem Umfeld der OMG / UML 3. Sprachkonzept 4. Implementierungsschritte / -techniken 5. Beispiele 2

3 Anforderungen, Voraussetzungen, Grundlagen - Transformations-Modelle müssen auch für Nicht-Informatiker verständlich und intuitiv zugänglich sein - Definition eines Metamodells und Syntax für textuelle Notation (HUTN) - Repräsentation der Transformations-Modelle in visueller, textueller und XML-Form - Verwendung/Berücksichtigung von internationalen Standards im Modellierungsumfeld - Adaption für verschiedene Realisierungen von Geo-Basisnormen muss möglich sein - Abstraktionsschicht für (Geo-)Datentypen 3

4 Instrumente aus dem Umfeld der OMG / UML MOF-QVT (Query, View, Transformation of Metamodels) - zur Transformation von Metamodellen (Beispiel: UML JAVA oder relationale-db) - Modelle schwer zu verstehen, visuelle Form bringt wenig Unterstützung - komplexer Standard: 3 Sprachen (Relations, Core, Operational) - keine Implementierungen für den Datenbereich: wird vorwiegend für das PIM-PSM verwendet Vorliegender Fall: Transformation zwischen UML-Modellen Metamodell wird nicht geändert größerer Umfang von Meta-Klassen in UML spezifische, zusätzliche Anforderungen 4

5 Instrumente aus dem Umfeld der OMG / UML UML 2 (Unified Modeling Language) - Aktivitäten bzw. Aktivitätsdiagramme können als Rahmen zur Beschreibung von Transformationen verwendet werden - klare Beschreibung der Semantik, des Metamodells und des Austauschformats (XMI) für UML-Modelle (Superstructure) - Modelle sind verständlich und die nicht sichtbaren Elemente sind durch das Metamodell klar vorgegeben - Diverse Implementierungen + Open Source API's verfügbar - Eine Umsetzung nach MOF-QVT denkbar Vorliegender Fall: Aktivitäten und Aktionen werden zur Modellierung von Transformationsprozessen verwendet spezifische Anforderungen für die eigentlichen Abbildungsfunktionen und die Objektselektion

6 Sprachkonzept Grundsätze - Unabhängige Erweiterung des UML-Metamodells Die Metaklassen der Sprache erben alle Eigenschaften von UML - Modellierung komplexer Transformationsprozesse - Potenzial: bedingte Ausführung, Verzweigungen, Schleifen - Metamodell der Sprache als UML2-Modell - Textuelle Notation: EBNF-Syntaxregeln - Projektname: UMLT

7 Sprachkonzept Teil 1: Ueberbau 7

8 Sprachkonzept Teil 2: Sprachkonstrukte 8

9 Implementierungsschritte / -techniken Aspekte - Datenmodelle: Textuelle Notation Parser UML-Metamodell Serialisierung nach XMI [implementiert] - Transformationssprache: Metamodell Generatormodell (Eclipse EMF) Implementierung, Modelleditor (Eclipse Plugin) XMI Serialisierungscode [weitgehend/prototypisch implementiert] - Transformationsmodelle: Textuelle Notation Parser UMLT-Metamodell XMI-Serialisierung [weitgehend/prototypisch implementiert] - Datentransformation: UMLT-Metamodell Generation von Mapping-Instruktionen einer Zielplattform (Oracle: SQL mit Spatial-Operationen, FME: Transformationsskripte) [prototypisch implementiert -> Oracle]

10 Beispiel Quell und Ziel-Datenmodelle 10

11 Beispiel Transformations-Modell 11

12 Beispiel Transformations-Modell in textueller Notation MAPPING MODEL ExampleTrafoModel (en) AT "www.gis.ethz.ch" VERSION "0.1" = IMPORTS SourceModel; IMPORTS TargetModel; IMPORTS UNQUALIFIED SpatialOperations; TOPIC ExampleTopic = ACTIVITY ExampleTrafoActivity = TRANSFORMATION ExampleTrafo = IN linesin: SourceModel.SourceTopic.A; IN pointsin: SourceModel.SourceTopic.B; OUT areaout: TargetModel.TargetTopic.C; TRAFO_ACTION Lines2Polygon = IN linesin_1{*..*}; OUT polygonout; MAPPING polygonout := Topo.polygonbuilder(linesIN_1, linesin_1->geom); END Lines2Polygon;

13 TRAFO_ACTION TransferCetroidInfo2Area = IN polygonin; IN centroidpointsin; OUT areaout_1: TargetModel.TargetTopic.C; VARIABLE temp; MAPPING temp := Topo.areabuilder(polygonIN, polygonin->geom, centroidpointsin, centroidpointsin->geom); areaout_1->geometry := temp->geom; areaout_1->kind := temp->art; END TransferCetroidInfo2Area; CONTROLFLOW START_FLOW ---Lines2Polygon; Lines2Polygon --- TransferCetroidInfo2Area; TransferCetroidInfo2Area --- END_FLOW; DATAFLOW linesin ---Lines2Polygon.linesIN_1; Lines2Polygon.polygonOUT --- TransferCetroidInfo2Area.polygonIN; pointsin --- TransferCetroidInfo2Area.centroidPointsIN; TransferCetroidInfo2Area.areaOUT_1 --- areaout; END ExampleTrafo; END ExampleTrafoActivity; END ExampleTopic; END ExampleTrafoModel.

14 Beispiel im Modelleditor (Eclipse Plugin):

15 Beispiel und als XMI:

16 Beispiel: funktionierende Prototyp-Anwendung Quell Datenmodell: Ausschnitt aus CH: GG25 16

17 Quell Datenmodell: Ausschnitt aus DE-AAA 17

18 Ziel Datenmodell: Ausschnitt aus Eurospec FeatureCatalog 18

19 Transformationsmodell GG25toEurospecFC 19

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