Modelagem de dados geográficos

slides do curso de banco de dados georáficos

1. Banco de dados geográficos
Unidade I–Modelagem
de dados geográficos
Sérgio Souza Costa
Especialização de geoprocessamento

2. Tópicos desta aula:
1.Introdução
2.Níveis de abstração
I.Mundo real
II.Conceitual
III.Apresentação
IV.Implementação
3.Modelo de dados OMT-G
I.Classes
II.Relações
III.Diagrama de apresentação

3. Introdução
•O mundo real é extremamente complexo, só conseguimos capturar
partes darealidade através de modelos e abstrações.

4. Introdução
•Omundorealéextremamentecomplexo,sóconseguimoscapturar
partesdarealidadeatravésdemodeloseabstrações.
•Alinguagempodesercompreendidacomoumaabstraçãoouum
modelo.Mesmoexistindoumainfinidadedeárvores,conseguimos
distinguirumaárvorequandovemosuma.

5. Introdução
•O mundo real é extremamente complexo, só conseguimos capturar
partes da realidade através de modelos e abstrações.
•A linguagem pode ser compreendida como uma abstração ou um
modelo. Mesmo existindo uma infinidade de árvores, conseguimos
distinguir uma árvore quando vemos uma.
“Para resolver um problema é necessário escolher uma abstração da
realidade” (Almeida, 2010)

6. Introdução
“Abstraçãoéoprocessomentalqueconsisteemescolherouisolar
umaspectodeterminadodeumestadodecoisasrelativamente
complexo,afimdesimplificarasuaavaliação,classificaçãooupara
permitiracomunicaçãodomesmo”(Houaiss,2006)

7. Níveis de abstração
•Mundo real –consiste dos
fenômenos geográficos reais
como rios, cidades, montanhas
Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3
Nível
conceitual
Nivel
Apresentação
Nível
Implementação
Nível do
mundo real

8. Fenômenos geográficos são todos aqueles que possuem tempo
e espaço bem definidos.
“A temperatura ao meio dia local na altitude 34 graus e 35 minutos norte,
longitude 120 graus 0 minutos oeste, era 19 graus Celsius” (Longley et. al 2013).
“A altitude do Monte Everest éde 8848 metros”.
Nível do mundo real

9. Níveis de abstração
•Mundo real –consiste dos
fenômenos geográficos reais
como rios, cidades, montanhas
•Conceitual–descrevem os
conceitos formais com os quais
as entidades geográficas podem
ser modeladas.
Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3
Nível
conceitual
Nivel
Apresentação
Nível
Implementação
Nível do
mundo real

10. Nível conceitual
Na literatura são aceitas duas visões de dados geográficos:
Objetos discretos: representa o mundo como objetos com limites bem
definidos sobre um espaço vazio (Longley et. al 2013).
Campo contínuo: representa o mundo real como um número finito de
variáveis, cada qual definida em cada posição do espaço (Longley et. al 2013).

11. Nível conceitual -Campos contínuo
Um exemplo comum de campos contínuo são as imagens de satelite, já
que o sensor de satélite tem um valor para cada posição imageada.

12. Nível conceitual –Objetos discretos
Um exemplo comum de objetos discretos são mapas geopoliticos, aonde
os limites são definidos e aceitos por acordos nacionais e internacionais.

13. Nível conceitual: Objetos e Campos
•OsoftwareSPRING(Câmaraetal.,1996)incluiosconceitosderede,geo-
camponuméricoegeo-campotemático,coleçãodegeo-objetos(chamada
demapacadastral).Osgeo-camposnuméricosadmitemasimagenscomo
casoparticular;
•NoArcGIS(ESRI,2000),acoleçãodeobjetoséchamadadefeatures
(feições).Oscampossãochamadosdesurfaces(superfícies),eas
imagenstambémsãomodeladascomocasoparticulardecampos
numéricos.Asredes(networks)tambémsãoincluídas.
•NomodeloOpenGIS(OGC,1998),oscampossãochamadosdecoverage,
eacoleçãodeobjetoséchamadadefeaturecollection.

14. Níveis de abstração
•Mundo real –consiste dos
fenômenos geográficos reais
como rios, cidades, montanhas
•Conceitual–descrevem os
conceitos formais com os quais
as entidades geográficas podem
ser modeladas.
•Apresentação–especificam os
diferentes aspectos visuais.
Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3
Nível
conceitual
Nivel
Apresentação
Nível
Implementação
Nível do
mundo real

15. Nível de apresentação
No nível de apresentação são
definidoso aspecto visual ou
gráfico (envolvendo
parâmetros como cor, tipo de
linha, espessura da linha e
padrão de hachura)

16. Níveis de abstração
•Mundo real –consiste dos
fenômenos geográficos reais
como rios, cidades, montanhas
•Conceitual–descrevem os
conceitos formais com os quais
as entidades geográficas podem
ser modeladas.
•Apresentação–especificam os
diferentes aspectos visuais.
•Implementação–definem
estruturas de dados e modos de
armazenamento.
Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3
Nível
conceitual
Nivel
Apresentação
Nível
Implementação
Nível do
mundo real

17. Nível de implementação: Matrizes e vetores
Matrizesevetoressãousualmenteas
estruturadedadosusadaspara
representarrespectivamentecampos
contínuoseobjetosdiscretos.
•Estruturamatricialdividemomundoem
matrizesdecélulaseespecificamatributos
paraelas(Longleyet.al2013).
•Estruturavetorialrepresentamomundo
comocoleçõesdefeiçõesgeométicascom
umoumaisatributosassociados.
source: Mohamed Yagoub

18. Nível de implementação: Matrizes
célula
Extensão
Resolução
source: Mohamed Yagoub

19. Nível de implementação: vetores

20. Modelo de dados OMT-G
Osníveisconceitualedeapresentaçãopodemsermodeladosatravésde
umatécnicademodelagemdenominadaOMT-G.
EssatécnicafoibaseadanodiagramadeclassesdaUnifiedModeling
Language–UML,introduzindopictogramas,relacionamentoserestrições
deintegridadesespacias.

21. Modelo de dados OMT-G
Utiliza três conceitos principais:
classes,
relacionamentose
restrições de integridade espaciais.

22. Modelo de dados OMT-G
Utiliza três conceitos principais:
classes,
relacionamentose
restrições de integridade espaciais.
Não iremos tratar das
restrições de
integridade espaciais.

23. Modelos de dado OMT-G: Classes
O modelo OMT-G define cinco classes descendentes de geo-campo:
isolinhas, subdivisão planar, tesselação, amostragem e malha triangular.

24. Modelos de dado OMT-G: Classes
Duasclassesdescendentesdegeo-objeto:geo-objetocomgeometriae
geo-objetocomgeometriaetopologia

25. Modelo OMT-G: Relacionamento
OmodeloOMT-Gdescrevetrêstiposderelacionamentosentresuas
classes:associaçõessimples,relacionamentostopológicosemredee
relacionamentosespaciais.

26. Modelo OMT-G: Relacionamento
Acardinalidaderepresentaonúmerodeinstânciasdeumaclasseque
podemestarassociadasainstânciasdaoutraclasse.

27. Modelo OMT-G: Relacionamento
Um tipo específico de relacionamento á a generalização:

28. Modelo OMT-G: Relacionamento
Um tipo específico de relacionamento á a generalização:
Generalização é o processo
de definição de classes
mais genéricas
(superclasses) a partir de
classes com características
semelhantes (subclasses).

29. Modelo OMT-G: Relacionamento
Um tipo específico de relacionamento á a generalização:
Generalização é o
processo de definição de
classes mais genéricas
(superclasses) a partir de
classes com características
semelhantes (subclasses).

30. Modelo OMT-G: Agregação
A agregaçãoé um tipo de associação entre objetos, onde o
primeiro é formado pelo segundo.
Notação UML
Agregação entre uma classe convencional e uma georreferenciada
Agregação espacial (“todo-parte”).

31. Modelo OMT-G: Diagrama de apresentação
Odiagramadeapresentaçãoparao
modelodeterminaoaspectovisual,ou
seja,pertenceaonívelde
apresentação.

32. Modelageméumatarefasemprecrucial,sendoimportantetambémparao
geoprocessamento.Muitasdasvantagensdautilizaçãodebancodedados
geográficosdependedeumaboamodelagem.
Nessesslidesdiscutimosalgunsaspectos,masnãodeixedeestudar,pois
essaéumaáreaaindaemdesenvolvimento.
Bonsestudos

33. Referências
•CÂMARA, G.; SOUZA, R.; FREITAS, U.; GARRIDO, J. SPRING: Integrating Remote Sensing and
GIS with Object-Oriented Data Modelling. Computers and Graphics, v. 15, n.6, p. 13-22, 1996.
•BORGES, K. A. D. V. Modelagem de dados geográficos. Câmara, G.; Monteiro, Am; Davis, C. …, ,
n. 2, p. 66, 2002.
•ESRI, 2000, ModellingOur World : The ESRI Guide to GeodatabaseDesign, Redlands, CA.
•Houaiss, InstitutoAntônio. DicionárioHouaissda línguaportuguesa(2006) EditoraObjetiva,
Março.
•LONGLEY, P. A.; GOODCHILD, M. F.; MAGUIRE, D. J.; RHIND, D. W. Geographic Information
Systems and Science. Annals of the Association of American Geographers, 2005.
•Mohamed Yagoub. Cartographic and GIS Data Structures. Acessadoem 05/02/2017.
http://www.angelfire.com/mo/yagoub/Week2.ppt
•OPEN GIS CONSORTIUM, 1999, OpenGISSimple Features Specification for SQL -Revision 1.1.