BANCO DE DADOS GEOGRÁFICOS Equipe: Antônio Alves Ezequiel Guilherme Cassol Luciano Gaspar Nilton Ramos Renan Santos

INTRODUÇÃO - Sistemas de informação Geográfico são sistemas automatizados usados para armazenar, analisar e manipular dados geográficos ou conjunto de ferramentas e algoritmos para manipulação de dados geográficos tal como produção de mapas. - Usuários não estão restritos a especialistas em um domínio específico.

Implantação de um SIG Sob certo ponto de vista, o processo de implantação de um SIG divide-se em três grandes fases: modelagem do mundo real; criação do banco de dados geográfico; e operação. BANCO DE DADOS GEOGRÁFICO

A Criação de um BDG Exige várias etapas: -Coleta de dados de interesse identificados na modelagem. -Correção de dados coletados. -Georeferenciamento dos dados (associando a cada conjunto de dados informações sobre sua localização geográfica).

Modelagem A fase de modelagem do mundo real engloba a modelagem de processos e de dados consiste em selecionar fenômenos e entidades de interesse, abstraindo e generalizando-os. Diferentes conjuntos de fenômenos podem ser escolhidos para descrever distintas visões do mundo, para uma mesma região, em um dado instante.

Operação A fase de operação refere-se tanto ao uso em si do SIG, quanto ao desenvolvimento de aplicações específicas por parte dos usuários a partir dos dados armazenados, reconstruindo visões (particulares) da realidade.

Aplicações de BDGs Socio-econômicas -Sistemas de informação sobre terra; Servem de apoio na delimitação de propriedades, servindo também de base para cálculo de impostos; -Sistemas para serviços de utilidade pública; São largamente utilizadas para armazenar dados sobre redes de fornecedores de serviços como sistema telefônico ou elétrico; -Sistemas de censo; Apoiam nas estimativas populacionais, sendo uma alternativa barata para os censos tradicionais feitos por entrevistas.

Aplicações de BDGs Ambientais -Sistemas de informações sobre solos; Permite traçar o perfil dos solos, apoiando na agricultura indicando a melhor cultura a ser aplicada numa determinada região; -Estudo ambiental de mudanças globais; Realizam monitoração dos recursos e fenômenos naturais, possibilitando a criação de modelos climáticos que preveem o rumo do clima no planeta na ordem de meses à séculos;

Aplicações de BDGs Gerenciamento -Projetos urbanos de governos; Utilizado na elaboração de projetos urbanos, levando em consideração fatores geográficos e demográficos, permitindo atingir a maior população possível com os efeitos positivos do projeto e a menor população possível com os efeitos colaterais do projeto; -Base de apoio na tomada de decisões; Apoia na criação de planos diretores e zoneamentos das cidades, permitindo um planejamento eficiente no sentido de maximizar o crescimento dos diversos setores produtivos;

Ferramentas SIGS - GRASS GIS: Planejamento Ambiental. - QUANTUM: Planejamento voltado, plataforma LINUX . - CASE GEO: Modelagem UML. - SAGA GIS: Analise Automatizada. SGBDS ESPACIAIS - POSTGIS: Extensão POSTGRESQL. - SPATIAL: Estende o modelo Objeto Relacional do ORACLE.

ACESSO AOS DADOS: CONSULTAS ESPACIAIS As consultas aos dados são, formuladas a partir de condições, e podem ser efetuadas através de uma seleção de dois tipos: Atributos Descritivos. Restrições Espaciais

ATRIBUTOS DESCRITIVOS A consulta realizada necessita, apenas dos atributos que estão armazenados no banco de dados: Ex: Selecione os nomes de todos os municípios Catarinense a menos de 50 km da cidade de Florianópolis. SELECT m.nome FROM m Município, c Cidade WHERE c.nome = “Florianópolis" and distance(m,c) < 50

RESTRIÇÕES ESPACIAIS Consulta realizada que depende do relacionamento: Topológico, Métrico e de Ordem. - Métrico: Distância entre feições Geográficas. - Ordem: Posicionamento. - Topológico: Determinam se dois objetos são interceptados ou não, e qual tipo de Intersecção. Ex: Determinar todos os países da América do Sul, que fazem fronteira com o Brasil.

Modelos e Estruturas de Dados Espaciais

Modelos e Estruturas de Dados Espaciais

Modelos e Estruturas de Dados Espaciais Tipos de dados em Geoprocessamento 1. Mapas Temáticos Descrevem, de forma qualitativa, a distribuição espacial de uma grandeza geográfica. 2. Mapas Cadastrais Cada elemento é considerado como um objeto geográfico, possuindo atributos e podendo estar associado a várias representações gráficas. 3. Redes Cada objeto geográfico possui uma localização geográfica exata e está sempre associado a certos atributos descritivos armazenados no banco de dados. 4. Imagens São obtidas por satélites, fotografias aéreas ou scanners aerotransportados. 5. Modelos numéricos de terreno É utilizado para denotar a representação quantitativa de uma grandeza que varia continuamente no espaço.

Modelos e Estruturas de Dados Espaciais Mapas Temáticos Mapas Cadastrais Ex: países da América do Sul Ex: consumo das famílias por faixa de renda

Modelos e Estruturas de Dados Espaciais Imagens Ex: imagens de satélite Modelos numéricos de terreno

Modelos e Estruturas de Dados Espaciais

Modelos e Estruturas de Dados Espaciais Modelo Matricial: Representa a realidade por meio de superfícies projetadas com um padrão regular. Cada elemento da matriz pode ser referenciada de forma única por meio de um índice, o númera da linha e o da coluna. No modelo matricial não existe a localização precisa do objeto referenciado. Ocupa muito espaço. Necessidade de comprimir a informação antes de armazená-la Código de cadeia matricial (Raster chain codes ou freeman) Quadtrees

Modelos e Estruturas de Dados Espaciais

Modelos e Estruturas de Dados Espaciais Modelo Vetorial: Ter objetos geográficos do mundo real divididos em elementos claramente definidos. No modelo vetorial, o mundo é dividido em elementos com sua própria geometria de pontos, linhas ou áreas. Uma estrutura vetorial representa a localização espacial de objetos de maneira explícita. No modelo vetorial, o espaço existente entre entidades gráficas não precisa ser armazenado. No modelo vetorial, todas as posições, comprimentos e dimensões são definidos precisamente. Métodos vetoriais de armazenamento de dados usam relações implícitas que permitem o armazenamento de dados complexos em espaço mínimo. Estrutura Spaghetti Estrutura Topológica

Modelos e Estruturas de Dados Espaciais Modelo Vetorial:

Operações em Banco de Dados Geográfico Conjunto de funções aplicadas sobre um mapa e/ou terreno Subdivisões Análise geo-espacial Atualização de dados Consulta a dados Visualização

Classificação das Operações Captura Digitalização e vetorização de um mapa Transformação Produção de mapas através dos dados resultados Topológicas Analisam a existência de relacionamentos topológicos Métricas Realizam processamentos baseados no conceito de distância Estatísticas Valorações - analisam tendências - baseadas em propriedades convencionais, espaciais e/ou temporais

Análise Geo-Espacial As informações geográficas contidas no espaço geográfico é suscetível de tratamento em termos da teoria geral da informação. A Análise espacial sem dúvidas é importante para um bom SIG

Análise Geo-Espacial Resultados Esperados da Análise Transformação do mapa em dados computáveis Identificação de relacionamentos topológicos Levantamento de Informações geométricas e estatísticas

CONSULTAS A DADOS GEOGRÁFICOS Linguagens Propostas: - GEOSQL - SPATIAL SQL - SF-SQL São extensões do SQL Permitem diferentes tipos de resultados - Textuais - Gráficos - Mistos

CONSULTAS A DADOS GEOGRÁFICOS Linguagens Propostas: - GEOSQL - SPATIAL SQL - SF-SQL São extensões do SQL Permitem diferentes tipos de resultados - Textuais - Gráficos - Mistos

CRITÉRIOS DE SELEÇÕES Espacial (SF-SQL) - Funções de analise GEO-ESPACIAL - Linguagens textuais estendidas Select cont (c) From Cidade c, Cidade c2 Where c2.nome = “São Paulo” And c.geometria.DISTANCE(c2.geometria)<300 And c.populacao() >100000

CRITÉRIOS DE SELEÇÕES Baseada em apontamento (GeoSQL) - Manipulação de mapas - Interface gráfica select municipio m fromLayerUrbano of MapaSC Where m CROSS select rodovia r Where (r.nome = “282”)

CRITÉRIOS DE SELEÇÕES Misto (SPATIAL SQL) - set legend color black pattern dashed from select geometriafrom Via; set window select Via.geometria, Via.nome grafico from Via, Cidade Where Cidade.nome = “Florianópolis” and Via.nome like “F*” and Via.geometria INSIDE Cidade.geometria

VISUALIZAÇÃO DE RESULTADOS Exibição em interface gráficas (2D/3D) Navegabilidade (rotação, zoom .....) Configuração do Layout dos dados exibidos Formulação Interativa de Consultas Representação de saldos (população, estatísticas, lugares, pontos turísticos,etc..) Facilita a Analise dos Dados

VISUALIZAÇÃO DE RESULTADOS

BIBLIOGRÁFIA Modelagem de Dados Geográficos- C. Davis, K. Borges and A. Laender, GeoInformatica, 3 (2002). Metodos de Acesso Espacial e Otimização de Consultas - R. Kothuri, S. Ravada and D. Abugov, 2002 ACM SIGMOD international conference on Management of data, 2002. http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_GIS_software Silva, Rosângela. Banco de Dados Geográficos: Uma Análise das ArquiteturasDual(Spring) e Integrada(Oracle Spatial). Escola Politécnica da USP. 2002.