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BANCO DE DADOS EM BANCO DE DADOS EM SISTEMAS DE INFORMAÇÕES SISTEMAS DE INFORMAÇÕES

GEOGRÁFICASGEOGRÁFICAS

Weyler M Lopes © Especialização em Banco de Dados Página 1

PARTE IPARTE I

DADOS GEOGRÁFICOS DADOS GEOGRÁFICOS EE

SISTEMAS DE INFORMAÇÕES SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICASGEOGRÁFICAS


Banco de Dados

DefiniçãoColeção de dados inter-relacionados e procedimentos para se acessar estes dados

ObjetivoUso eficiente para armazenamento e recuperação dos dados

ExemplosMS SQL Server, My SQL, Informix, Access, Firebird, PostgreSQL, Oracle, Jasmine, Datalog, Adabas, etc.


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.


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.


Conceitos Básicos

Exemplos de Entidades Geográficas


Conceitos Básicos

Espaço GeográficoMeio físico onde as entidades geográficas coexistem e se relacionam.


Exemplos

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.


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).



Superfície de referência



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 1967.



Sistemas de CoordenadasA localização de qualquer ponto na superfície terrestre pode ser definida quando se dispõe de um sistema de coordenadas como referência.

Sistemas de Coordenadas GeográficasNo sistema de coordenadas geográficas, cada ponto da superfície terrestre é localizado na interseção de um meridiano com um paralelo.

Sistemas de Coordenadas PlanasEm 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.



Projeções CartográficasTodos 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 (1:250.000. 1:100.00, 1:50.000, 1:25.000).



Projeção UTM


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.



Exemplos de SIG


Estrutura de um SIG


Modelagem de Dados Geográficos

Níveis de Abstração

Mundo real - edificações, vegetação, solos, clima

Conceitual - campos, objetos

Representação - matrizes, vetores

Implementação - R-trees, quad-trees


Definição do Universo Conceitual

ObjetosVariáveis geográficas discretas

CamposVariáveis geográficas contínuas


Definição do Universo de Representação

MatrizComposto por matriz de células

VetorialComposto por ponto, linha ou região


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


Elementos de uma Aplicação em SIG


PARTE IIPARTE II

BANCO DE DADOSBANCO DE DADOS GEOGRÁFICOS GEOGRÁFICOS


Evolução Tecnológica

1a. Geração de SIG (~1983-1990)

Ambientes centralizados: grande número de funções; complexidade e necessidade de suporte;

Ambientes PC (DOS): facilidade de uso, capacidade limitada.

Orientada a projetos (CAD)

2a. Geração de SIG (~1990-2000)

Ambientes Distribuídos (Windows): interfaces amigáveis, funções simplificadas;

Orientada a aplicações corporativas.

3a. Geração de SIG (~2000)

Bibliotecas Digitais;

Uso da Internet;

Orientada a aplicações integradas.


Evolução Tecnológica


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


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.


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”


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.


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 .


Estratégia de Implementação

GIS tradicional (Arc/INFO)

GIS baseado em CAD

GIS relacional

Orientado a objetos

Desktop mapping

GIS baseado em imagens.


GIS Tradicional

Arquitetura


GIS Relacional

Arquitetura


GIS Orientado a Objetos

Arquitetura


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