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BANCO DE DADOS EM SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 1.

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1 BANCO DE DADOS EM SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 1

2 PARTE I DADOS GEOGRÁFICOS E SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 2

3 Banco de Dados Definição Coleção de dados inter-relacionados e procedimentos para se acessar estes dados Objetivo Uso eficiente para armazenamento e recuperação dos dados Exemplos MS SQL Server, My SQL, Informix, Access, Firebird, PostgreSQL, Oracle, Jasmine, Datalog, Adabas, etc. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 3

4 Tipos de Banco de Dados Relacional Tipos de dados simples, linguagens de consulta eficientes. Orientado a objetos Tipos de dados complexos, integração com linguagens de programação, alta performance. Objeto-relacional Tipos de dados complexos, linguagem de consultas eficientes, proteção. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 4

5 Conceitos Básicos Entidade Geográfica Qualquer entidade identificável do mundo real, possuindo características espaciais e relacionamentos espaciais com outras entidades geográficas. Dado geográfico com dimensão e localização na superfície da terra. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 5

6 Conceitos Básicos Exemplos de Entidades Geográficas Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 6

7 Conceitos Básicos Espaço Geográfico Meio físico onde as entidades geográficas coexistem e se relacionam. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 7 Exemplos

8 Conceitos Básicos Características Básicas de Dado Geográfico Espacial - informa posição geográfica e geometria. Descritiva - descreve a entidade através de atributos. Temporal - Descrevem tempo e validade dos dados geográficos e suas variações com o tempo. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 8

9 Conceitos Cartográficos Superfície de referência Um objeto qualquer somente tem sua localização geográfica estabelecida quando se pode descrevê-la em relação a outro objeto cuja posição seja previamente conhecida. Para fins práticos, aproxima-se a Terra por um elipsóide de revolução, que é um sólido gerado pela rotação de uma elipse em torno do eixo dos pólos (eixo menor). Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 9

10 Conceitos Cartográficos Superfície de referência Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 10

11 Conceitos Cartográficos Datum Um datum caracteriza-se por uma superfície de referência posicionada em relação a Terra. Um datum é formalmente estabelecido por cinco parâmetros: dois para definir o elipsóide de referência e três para definir o vetor de translação entre o centro da Terra real e o do elipsóide. Mais recentemente, passou-se a ser utilizado no Brasil como referência o datum SAD-69 que utiliza o elipsóide de referência Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 11

12 Conceitos Cartográficos Sistemas de Coordenadas A localização de qualquer ponto na superfície terrestre pode ser definida quando se dispõe de um sistema de coordenadas como referência. Sistemas de Coordenadas Geográficas No sistema de coordenadas geográficas, cada ponto da superfície terrestre é localizado na interseção de um meridiano com um paralelo. Sistemas de Coordenadas Planas Em um SIG as coordenadas planas normalmente representam uma projeção cartográfica e, portanto, são relacionas matematicamente às coordenadas geográficas, de maneira que umas podem ser convertidas nas outras. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 12

13 Conceitos Cartográficos Projeções Cartográficas Todos os mapas são representações aproximadas da superfície terrestre. Isto ocorre porque não se pode passar de uma superfície curva para uma superfície plana sem que haja deformações. A transformação entre coordenadas geográficas e coordenadas planas é feita através de algoritmos das projeções cartográficas, que dependem de certos parâmetros que variam de acordo com a projeção em questão. O mapeamento sistemático do Brasil, que compreende a elaboração de cartas topográficas, é feito na projeção UTM (1: :100.00, 1:50.000, 1:25.000). Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 13

14 Conceitos Cartográficos Projeção UTM Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 14

15 Sistema de Informações Geográficas - SIG Ambiente computacional para manipulação de dados geográficos. Permite consulta, recuperação, visualização, integração e plotagem de dados geográficos. Sistema que realiza geoprocessamento, ou seja, processa dados geográficos. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 15

16 Sistema de Informações Geográficas - SIG Exemplos de SIG Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 16

17 Sistema de Informações Geográficas - SIG Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 17

18 Sistema de Informações Geográficas - SIG Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 18

19 Sistema de Informações Geográficas - SIG Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 19

20 Sistema de Informações Geográficas - SIG Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 20

21 Estrutura de um SIG Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 21

22 Modelagem de Dados Geográficos Níveis de Abstração Mundo real - edificações, vegetação, solos, clima Conceitual - campos, objetos Representação - matrizes, vetores Implementação - R-trees, quad-trees Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 22

23 Definição do Universo Conceitual Objetos Variáveis geográficas discretas Campos Variáveis geográficas contínuas Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 23

24 Definição do Universo de Representação Matriz Composto por matriz de células Vetorial Composto por ponto, linha ou região Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 24

25 Definição do Universo de Implementação São determinadas as estruturas de dados a serem utilizadas em um SIG Envolve decisões concretas a nível de programação. Está relacionada com algoritmos de pesquisa e recuperação de dados -> desempenho do sistema. Tipos de representação de implementação mais comuns: –Pontos - árvores K-D –Linhas e Polígonos - árvores R e R+ –Imagens - árvores quaternárias Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 25

26 Elementos de uma Aplicação em SIG Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 26

27 PARTE II BANCO DE DADOS GEOGRÁFICOS Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 27

28 Evolução Tecnológica 1a. Gera ç ão de SIG (~ ) Ambientes centralizados: grande n ú mero de fun ç ões; complexidade e necessidade de suporte; Ambientes PC (DOS): facilidade de uso, capacidade limitada. Orientada a projetos (CAD) 2a. Gera ç ão de SIG (~ ) Ambientes Distribu í dos (Windows): interfaces amig á veis, fun ç ões simplificadas; Orientada a aplica ç ões corporativas. 3a. Gera ç ão de SIG (~2000) Bibliotecas Digitais; Uso da Internet; Orientada a aplica ç ões integradas. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 28

29 Evolução Tecnológica Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 29

30 Requisitos de um BD Geográfico Definição de esquema conceitual Suporte a grande base de Dados Folhamento Acesso aos dados Estratégia de implementação Arquitetura do GIS Gerência de transações Extensibilidade Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 30

31 Linguagem de Consulta em um SGBDG Tem como objetivo prover acesso aos dados geográficos Extensão de SQL com operadores espaciais Exemplo: SELECT * FROM regiao WHERE estrada [OVERLAP, TOUCH, CROSS, IN, DISJOINT, COVERS, NEAR, NORTH, SOUTH,...] rio; Deve permitir possibilidades para exprimir consultas espaciais. Expressão pode ser complexa. Linguagem de apresentação - não pode ser SQL, pois não suporta tais funcionalidades. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 31

32 Linguagem de Consulta em um SGBDG Outros exemplos de consultas: select road_name from roads, regions where regions_name = “ ABC ” and intersects (region_location,road_location) select all from roads where intersects(road_location,box) and road_name  “ MARGINAL TIETÊ ” Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 32

33 Ligação entre SIG e Banco de Dados A maioria dos SIG armazenam dados geográficos em um sistema de arquivo e dados descritivos (convencionais) em um SGBD. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 33

34 Ligação entre SIG e Banco de Dados Um exemplo da utilização de um SGBD em um SIG é o uso de um SGBD relacional com campos longos. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 34

35 Estratégia de Implementação GIS tradicional (Arc/INFO) GIS baseado em CAD GIS relacional Orientado a objetos Desktop mapping GIS baseado em imagens. Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 35

36 GIS Tradicional Arquitetura Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 36

37 GIS Relacional Arquitetura Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 37

38 GIS Orientado a Objetos Arquitetura Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 38


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