Software Product Line Modularity through Geographic Information Systems and Internet of Things Use Cases

• Autores: Víctor Juan Lamas Sardiña
• Directores de la Tesis: Miguel Rodríguez Luaces (dir. tes.) , Alejandro Cortiñas (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidade da Coruña ( España ) en 2025
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Jennifer Pérez Benedí (presid.) , Ángeles Saavedra Places (secret.) , Jacinto Estima (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: RUC
• Resumen
  • español

    La industrialización del desarrollo de software se ha convertido en un objetivo central de la ingeniería moderna, con la Ingeniería de Línea de Productos de Software (SPLE) y el Desarrollo Dirigido por Modelos (MDD) emergiendo como paradigmas fundamentales para impulsar la automatización y reutilización de software. Esta tesis explora cómo estos enfoques pueden combinarse y aplicarse eficazmente en dos dominios con una gran similitud arquitectónica y funcional: los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y el Internet de las Cosas (IoT). Ambos campos presentan patrones arquitectónicos recurrentes y comparten requisitos, lo que los hace idóneos para la automatización basada en líneas de productos y la ingeniería basada en modelos.

    Para demostrarlo, la tesis presenta primero GisPublisher, un marco que permite generar aplicaciones SIG web totalmente funcionales directamente a partir de archivos de datos geográficos. Al aplicar los principios de SPL y MDD, el sistema simplifica las tareas complejas de configuración e implementación, permitiendo a los usuarios crear aplicaciones personalizadas mediante modelos de características reutilizables y la generación automatizada de código. Partiendo de ideas similares, la tesis presenta posteriormente SensorPublisher, una plataforma específica para la creación de paneles de IoT que incorporan, almacenan y visualizan datos de sensores de series temporales. Mediante un Lenguaje Específico de Dominio (DSL) y una arquitectura de línea de productos subyacente, SensorPublisher permite a los usuarios definir modelos de sensores y preferencias de visualización con un mínimo esfuerzo técnico, ofreciendo una solución flexible y escalable para diversas aplicaciones basadas en sensores.

    Reconociendo los desafíos de desarrollar y mantener múltiples SPL en diferentes dominios, la tesis propone un marco modular de SPL.

    Este marco introduce mecanismos para componer y reutilizar módulos desarrollados independientemente en diferentes SPL. El soporte de modelos de características modulares facilita el crecimiento sostenible de los ecosistemas de software, permitiendo a las organizaciones gestionar la complejidad, reducir los costes de mantenimiento y simplificar la integración de nuevas tecnologías en los SPL.

    En conjunto, estas contribuciones demuestran que la combinación de técnicas de MDD y SPL dentro de una arquitectura modular puede mejorar significativamente la eficiencia y la evolución de sistemas complejos. Las soluciones propuestas reducen el tiempo de desarrollo, ayudan a expertos en el dominio sin experiencia en software y sientan las bases para SPL escalables y adaptables en SIG, IoT y otros dominios futuros.

  • English

    The industrialization of software development has become a central goal in modern engineering, with Software Product Line Engineering (SPLE) and Model-Driven Development (MDD) emerging as foundational paradigms to support automation, reusability, and customization. This thesis explores how these approaches can be effectively combined and applied in two domains with high architectural and functional commonality: Geographic Information Systems (GIS) and the Internet of Things (IoT). Both fields feature recurring architectural patterns and shared component requirements, making them well-suited for product line-based automation and model-based engineering.

    To demonstrate this, the thesis first introduces GisPublisher, a framework that enables non-programmers to generate fully functional web-based GIS applications directly from geographic data files. By applying SPL and MDD principles, the system abstracts complex configuration and deployment tasks, allowing users to create custom applications through reusable feature models and automated code generation. Building on similar ideas, the thesis then presents SensorPublisher, a domain-specific platform for creating IoT dashboards that ingest, store, and visualize time-series sensor data. Using a Domain Specific Language (DSL) and an underlying product line architecture, SensorPublisher allows users to define sensor models and visualization preferences with minimal technical effort, offering a flexible and scalable solution for diverse sensor-based applications.

    Recognizing the challenges of evolving and maintaining multiple SPLs across domains, the thesis proposes a modular SPL framework.

    This framework introduces mechanisms for composing, versioning, and reusing independently-developed modules across SPLs. Supporting modular feature models facilitates the sustainable growth of software ecosystems, enabling organizations to manage complexity, reduce maintenance costs, and simplify the integration of new technologies in the SPLs.

    Together, these contributions demonstrate that combining MDD and SPL techniques within a modular architecture can significantly enhance the efficiency and maintainability of complex systems. The proposed solutions reduce development time, empower domain experts without software expertise, and lay the groundwork for scalable and adaptable SPLs across GIS, IoT and other future domains.

  • galego

    A industrialización do desenvolvemento de software converteuse nun obxectivo central da enxeñería moderna, coa Enxeñería de Liña de Produtos de Software (SPLE) e o Desenvolvemento Dirixido por Modelos (MDD) emerxendo como paradigmas fundamentais para impulsar a automatización e reutilización de software. Esta tese explora como estes enfoques poden combinarse e aplicarse eficazmente en dous dominios cunha gran similitude arquitectónica e funcional: os Sistemas de Información Xeográfica (SIG) e o Internet das Cousas (IoT). Ambos os campos presentan patróns arquitectónicos recorrentes e comparten requisitos, o que os fai idóneos para a automatización baseada en liñas de produtos e a enxeñería baseada en modelos.

    Para demostralo, a tese presenta primeiro GisPublisher, un marco que permite xerar aplicacións SIG web totalmente funcionais directamente a partir de arquivos de datos xeográficos. Ao aplicar os principios de SPL e MDD, o sistema simplifica as tarefas complexas de configuración e implementación, permitindo aos usuarios crear aplicacións personalizadas mediante modelos de características reutilizables e a xeración automatizada de código. Partindo de ideas similares, a tese presenta posteriormente SensorPublisher, unha plataforma específica para a creación de paneis de IoT que incorporan, almacenan e visualizan datos de sensores de series temporais. Mediante unha Linguaxe Específica de Dominio (DSL) e unha arquitectura de liña de produtos subxacente, SensorPublisher permite aos usuarios definir modelos de sensores e preferencias de visualización cun mínimo esforzo técnico, ofrecendo unha solución flexible e escalable para diversas aplicacións baseadas en sensores.

    Recoñecendo os desafíos de desenvolver e manter múltiples SPL en diferentes dominios, a tese propón un marco modular de SPL.

    Este marco introduce mecanismos para compoñer e reutilizar módulos desenvolvidos independentemente en diferentes SPL. O soporte de modelos de características modulares facilita o crecemento sostible dos ecosistemas de software, permitindo ás organizacións xestionar a complexidade, reducir os custos de mantemento e simplificar a integración de novas tecnoloxías nos SPL.

    En conxunto, estas contribucións demostran que a combinación de técnicas de MDD e SPL dentro dunha arquitectura modular pode mellorar significativamente a eficiencia e a evolución de sistemas complexos. As solucións propostas reducen o tempo de desenvolvemento, axudan a expertos no dominio sen experiencia en software e sintan as bases para SPL escalables e adaptables en SIG, IoT e outros dominios futuros.