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Introducao ao Epigrass: Conceitos e Tecnologias

Flavio C. Coelho

Fundacao Oswaldo Cruz

21 de maio de 2007

Flavio C. Coelho (Fiocruz) Introducao ao Epigrass: Conceitos e Tecnologias 21 de maio de 2007 1 / 12

Motivacao

Cenario:

A Modelagem dinamica de populacoes, esta ultrapassando oparadigma de populacoes homogeneas representadas por suas medias

A inclusao do espaco como um elemento descontınuo e complexosurge na modelagem de pandemias globais (sars, gripe aviaria, etc).

Teoria de grafos e redes passa a ser utilizada para representar aestrutura de associacao de indivıduos e populacoes distribuıdosespacialmente.


Motivacao

O Problema:

A introducao de heterogeneidades populacionais e espaciais aumentaa complexidade do modelo e numero de parametros.

Com muito esforco pode-se escrever um modelo razoavelmentecomplexo (algumas dezenas de equacoes)usando as ferramentastradicionais. Mas... e o proximo modelo?

Como lidar com o volume de dados necessarios para a parametrizacaode tal modelo?

Como lidar com a montanha de dados produzidos?


Expandindo os limites

A proposta

Desenvolver uma plataforma de modelagem orientada a objetos quepermita aumentar a complexidade dos modelos sem uma aumento”exponencial”do esforco de parametrizacao e analise.

Incorporar conceitos de teorias de grafos e redes.

Buscar integracao com sistemas de informacao geografica, sem”reinventar a roda”.


O Epigrass


Princıpios de Design

Otimizar o tempo de desenvolvimento e manutencao: Python.

Desenvolvido Exclusivamente com Software Livre: Qt, Numpy,Matplotlib, VPython, etc.

Arquitetura modular, pode funcionar sem a GUI, por exemplo.

Aderencia a padroes abertos: MySQL, SQLite, PostGIS?, Unicode,LATEX, GraphML,etc.

Utilizacao exclusiva de arquivos texto para toda a especificacao domodelo (3 arquivos definem completamente o modelo).

Manutencao da generalidade da Plataforma: Util para qualquer tipode modelo baseado em rede.


Epigrass, Status atual:

Caracterısticas Principais:

Modelos compostos por Tres objetos basicos: Grafo, No e aresta.

Modelos dinamicos espacialmente estruturados onde a unidadeespacial e o no de uma rede.

Dinamica intra-no e dada por uma funcao em Python, identica paratodos os nos mas parametrizadas com variaveis locais.

Dinamica inter-no e parametrizada atraves das arestas. Estruturacompleta do modelo e visıvel e acessıvel a todos os seus componentesdurante a execucao.

Treze Modelos epidemiologicos classicos para dinamica intra no saoincluidos no programa.

Usuario pode desenvolver seu proprio modelo para a dinamicaintra-no Como uma funcao em Python.


Epigrass, Status atual(continuacao):


Modelo Do Usuario:


Parametrizando um modelo:


Nos e arestas

Parametrizacao:

Parametrizacao a partir de duas tabelas contendo um objeto por linha

Atualmente lidos apartir arquivos “csv”mas poderiam ser lidosdiretamente de um banco de dados.

No: lat, long, nome, populacao, geocodigo, mais numeroarbitrario de variavieis adicinais.

Aresta: NomeOrigem, NomeDestino, fluxoOD, fluxoDO, Dist,geocodigoOR, GeocodigoDEST.


Futuro

Possibilidades

Manager.py tornar-se um pluginde um GIS (Terra?)

I Nos e arestas poderiam serextraıdos diretamente de umbango PostGIS

I Saıda seria igualmente apenasuma camada.

I Animacao da dinamicautilizando rotinas graficas doGIS.

Epigrass API

Processamento distribuıdo:Modelo dependente.

Melhor integracao com R viaRpy.

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