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:
1.
Representa a realidade por meio de superfícies projetadas com um padrão regular.
2.
Cada elemento da matriz pode ser referenciada de forma única por meio de um índice, o
númera da linha e o da coluna.
3.
No modelo matricial não existe a localização precisa do objeto referenciado.
4.
Ocupa muito espaço.
5.
No modelo matricial não existe a localização precisa do objeto referenciado.
6.
Necessidade de comprimir a informação antes de armazená-la
7.
Código de cadeia matricial (Raster chain codes ou freeman)
8.
Quadtrees
Modelos e Estruturas de
Dados Espaciais
Modelos e Estruturas de
Dados Espaciais
 Modelo Vetorial:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
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
fromLayerUrbano of MapaSC
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.