Ontologias do Espaço Urbano e a Produção de Informação Geográfica GeoBrasil 2002 – Geoinformação na Gestão das Cidades Ontologias do Espaço Urbano e a Produção de Informação Geográfica Gilberto Câmara (INPE) Taciana Lemos Dias (PRODABEL) Frederico Fonseca (Penn State Univ) Observação importante: para ver corretamente esta apresentação, voce precisa ter a fonte tipográfica Calibri instalada. Essa fonte está disponivel no Windows Vista. Você também pode baixar o Power Point Viewer 2007, que contém a fonte Calibri, no site da Microsoft. Custe o que custar, não deixe o Windows substituir a fonte Calibri pela fonte Arial, que é indecente. Licença de Uso: Creative Commons Atribuição-Uso Não-Comercial-Compartilhamento http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/br/

Motivação Pode existir um “cadastro multi-finalitário?” É possível, numa mesma prefeitura, ter um único banco de dados geográfico, que organize todas as informações sobre o espaço urbano? Ontologia Urbana única? Como é possivel compartilhar dados sobre o espaço urbano? Ontologias que interoperam Estudo Investiga os limites téoricos e conceituais Conceitos chave Espaço urbano Ontologias

Condição de Existência Quando duas ontologias são iguais? Mapeamento de conceitos

O conhecimento é possível? “Se quisermos apreender a essência de um complexo de noções abstratas, devemos por um lado investigar as relações mútuas entre os conceitos e as afirmações feitas a seu respeito e, por outro, investigar como eles se relacionam com as experiências.” Albert Einstein

Componentes de Ontologia Urbana Conceitos Unicidade (“lote”, “dengue”) Relações entre conceitos Partes, funções, atributos Processos Ações (“valor venal do terreno” ou “regiões sensíveis a dengue”) Modelos Espaciais Geometrias associadas a conceitos Modelos temporais Cada ontologia tem seu modelo temporal

Organização Ontologias Urbanas Afinal das contas, o que é o “espaço urbano”? Como as diferentes visões do “espaço urbano” afetam a concepção e uso de SIG ? O que fazer para dar suporte a estas visões diferentes? Pode existir um “cadastro multi-finalitário?”

Espaço como Totalidade “Forma e Função, Estrutura e Processo” (Milton Santos) Forma aspecto visível do objeto, referindo-se, ainda, ao seu arranjo, que passa a constituir um padrão espacial; Função tarefa, atividade ou papel a ser desempenhado pelo objeto; Estrutura maneira pela qual os objetos estão inter-relacionados Processo estrutura em seu movimento de transformação, ação que se realiza continuamente visando um resultado qualquer, implicando tempo e mudança

Ontologia Ontologia Porque ontologias são importantes? Descreve “o que existe” Lista de conceitos usados para modelar informação Ex: dicionário Porque ontologias são importantes? Modelagem formal de domínios de aplicação Compreender o conteúdo de bancos de dados Compartilhar ontologias : essencial para comunicação

Ontologia: Brincar com Palavras

Ontologias Formalização explicita de um modelo mental de uma comunidade comunidade de interesse Urbano (forma uma comunidade ou várias?) Hipótese Linguística “Os limites da minha linguagem são os limites do meu mundo” (Wittgenstein) Hipótese do Condicionamento Ontológico “Os limites da minha visão de mundo são os limites do meu banco de dados “ Modelo mental condiciona o modelo lógico (TADs)

Processo de Representação Computacional Universo Ontológico Universo Formal Universo Estrutural Universo Implement. Níveis de abstração Ontologias (conceitos do mundo real): lote, tipo de solos Formal: entidades (objetos) x processos (campos) Estruturas de dados: matrizes, vetores Implementação: código em linguagem de computador

Processo de Representação Computacional Universo Ontológico Universo Formal Universo Estrutural Universo Implement. Lista de coord. Entidade única Poligono Tabela refúgio

Universo Ontológico Domínio de aplicação estabelece conceitos (“visão de mundo”) ex: “refúgio” e “fragmento” em ecologia “concentração de poluentes” Como traduzir os conceitos para o SIG ? Associação formal campos/objetos (e suas especializações) Mensuração levantamento de campo

Processo de Representação Computacional Decisões concretas Atributos Que medidas caracterizam os dados ? Partição geométrica do espaço Que estruturas de dados são necessárias ? Escala Qual o nível de detalhe? Analise Que procedimentos de extração de informação serão utilizado? Ex: câncer de esôfago e exclusão/inclusão social

Compartilhar Múltiplas “Visões” do Espaço Mapas Temáticos Superfícies Imagens Compartilhar Múltiplas “Visões” do Espaço Redes Feições

Diferentes Leituras do Espaço Geográfico

Percepções do Espaço Espaço como uma subdivisão planar Espaço como uma superfície contínua

Percepções do Espaço Espaço como uma superfície de decisão

Espaço como Clusters de Eventos

Espaço como uma Dinâmica de Evolução Urbana Realidade S 3

O “Urbano” e Suas Circunstâncias Afinal das contas, o que é um SIG para gestão urbana?

O “Urbano” e Suas Circunstâncias Afinal das contas, o que é um SIG para gestão urbana? Diferentes visões do fenômeno urbano Cadastro lotes e logradouros Roteamento Políticas públicas (saúde, educação, assistência social) Planejamento Urbano Meio-Ambiente

Ontologias Urbanas Cadastro lotes e logradouros Mundo ocupado por “objetos” de localização fixa Mudanças temporais discretas Entidades geográficas institucionais Construídas pelo homem (fiat) Existência depende de contrato social (e.g., lei de uso do solo urbano) The Structure of Social Reality

Representação de Cadastro Dualidade entre localização e atributos Lotes geoid dono endereço cadastro IPTU 22 Guimarães Caetés 768 250186 23 22 23 Bevilácqua São João 456 110427 24 271055 Ribeiro Caetés 790

Para que serve uma linha? Setores censitários em São José dos Campos

Para que serve uma linha? Setores Censitários Papel institucional Linhas no mapa Função social Levantamento de dados Indicadores sociais Estrutura Geral “Uma área é um setor censitário no Censo 1991”

Modelos Temporal para Objetos Institucionais Urbanos Planejamento Estradas: Avenida avenida avenida a a a plan 1996 avenida 1996 avenida 1996 bairro d Example from Warboys’ book: July 1995 (transaction time) Bypass is planned to be built during early 1996 (valid) as shown by abc. July 1996 (transaction time) The bypass has been completed, but follows a revised route adefc July 1997 (transaction time) The previous database state was an error: the bypass had not been completed and is still not complete: the segment efc still has to be built during late 1997 or 1998. e bairro d e bairro b c f c f c 1995 1996 1997

Ontologias Urbanas Políticas Públicas espaço: ocupado por cidadãos depende de características dos indivíduos problema dados agregados por área

Ontologias Urbanas: A Questão da Escala Problema das Unidades de Área Modificáveis - MAUP A Falácia Ecológica envolve a inferência não apropriada de relações em nível individual a partir de resultados agregados em unidades de área. Isto ocorre, tipicamente, quando o dado agregado é a única fonte disponível, porém o objeto de estudo são características e relacionamentos em nível do indivíduo. Wrigley, et. al , 1996

Renda individual per capita distritos Zonas od97 Zonas_renda

Ontologias Urbanas: Efeitos de Escala Aumento da desagregação espacial uso de setores censitários do Censo 2000 Cuidados na desagregação efeitos de pequenas áreas (instabilidades) Uso de estatística (convencional e espacial) determinação de “clusters” construção de superfícies

Ontologias Urbanas Análises Socioeconômicas Fenômenos contínuos no espaço Padrões espaço-temporais podem ser tão importantes quanto efeitos individuais uso de representações de superfícies

Análise Espacial Análise Espacial Domínios do Conhecimento Modelos Teorias Inferenciais Hipóteses Conceitos T estáveis Qualitativos Análise Espacial

Ontologias Urbanas “Bolsões” de exclusão/inclusão social em São Paulo

Do Espaço das Áreas ao Espaço das Superfícies dados agrupados por áreas / polígonos geração de centróides/Centros de Massa do atributo X,Y,Z X,Y,Z X,Y,Z X,Y,Z pontos / amostras X,Y,Z krigeagem superfície contínua / grade

Produção da Topografia Social

Homicídios - Das Zonas às Superfícies Fonte: SEADE Homicídos - SP 1996 Homicídos - SP 1999

Slides: Marília Carvalho ENSP/FIOCRUZ Avaliação dos Serviços de Saúde FONTE: FIOCRUZ

Ontologias Urbanas Meio-Ambiente funções contínuas; localização – fixa Existem independentemente de nossa vontade (bona fide) Não precisam de contrato social Não são objetos institucionais

Ontologias Urbanas Validação da hipótese linguística?

Ontologias Urbanas

Revisão Ontologias Urbanas Como as diferentes visões do “urbano” afetam a concepção e uso de SIG ? ...... O que fazer para dar suporte a estas visões diferentes? ..... Pode existir um “cadastro multi-finalitário?” NÃO, cada ontologia urbana requer uma organização de dados distinta???