aspectos do projeto lógico de um bd espaço

ASPECTOS DO PROJETO LÓGICO DE UM BD ESPAÇO-TEMPORAL
PARA ESTIMATIVA DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL (1)
César Huegel Richa(2), Camila de Matos Alonso(3), Alexandro Schafer(4)
(1)
Trabalho executado com recursos do Edital FAPERGS/PROBITI 2014;
Estudante; Universidade Federal do Pampa – UNIPAMPA; Bagé, RS; [email protected];
(3)
Estudante; Universidade Federal do Pampa – UNIPAMPA; Bagé, RS; [email protected];
(4)
Orientador; Universidade Federal do Pampa.
(2)
RESUMO: Este trabalho apresenta o projeto lógico de um banco de dados espaço temporal utilizado para realizar a
estimativa do escoamento superficial em uma bacia hidrográfica. O projeto lógico foi concebido para ser implementado
no sistema gerenciador de banco de dados (SGBD) PostgreSQL e sua construção foi realizada a partir do modelo
conceitual Geoframe-T desenvolvido na primeira fase do projeto de pesquisa ao qual está vinculado este trabalho.
Expõem-se ainda os aspectos referentes ao mapeamento das entidades e relacionamentos, bem como os estereótipos
espaciais e temporais, do modelo conceitual para o projeto lógico. Para facilitar o entendimento, exemplos do processo
de construção do projeto lógico de um banco de dados espaço temporal real, desenvolvido em um projeto vinculado a
Universidade Federal do Pampa e financiado pela Fundação de Amparo à pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul
(FAPERGS) através do edital FAPERGS/PROBITI 2014, são apresentados.
Palavras-Chave: Projeto lógico, Geoframe-T, bd espaço-temporal.
INTRODUÇÃO
Atualmente enfrentamos inúmeros problemas relacionados aos recursos hídricos e ambientais. Neste
cenário, o crescimento populacional, rápido e desordenado, vem causando inúmeros impactos ambientais e
socioeconômicos, que variam espacialmente, em diferentes níveis de intensidade ao longo do tempo.
Uma das formas de reduzir estes impactos é através da gestão integrada dos recursos hídricos e
territoriais. Para tanto, faz-se necessário ferramentas computacionais que possibilitem realizar análises
qualitativas e quantitativas destes impactos em uma bacia hidrográfica em termos de escoamento, baseado
em modelos hidrológicos. Além destes fatores, a dificuldade em encontrar uma ferramenta que possibilite
estas análises também motivou o desenvolvimento deste trabalho.
Atualmente, os bancos de dados, acrescidos de uma extensão espacial, vem sendo amplamente
utilizados no desenvolvimento de sistemas com estas características. Com o objetivo de contemplar os
requisitos temporais, os dados são vinculados a informações temporais e inseridos no banco de dados, que
passa a ser chamado de banco de dados espaço-temporal.
Assim, este trabalho tem por objetivo apresentar aspectos relacionados à construção do projeto lógico
de um banco de dados espaço-temporal (BDET) que permita a simulação do escoamento superficial direto
em uma bacia hidrográfica, relacionados a um determinado cenário, bem como identificar as mudanças
ocorridas na cobertura superficial do terreno, entre dois cenários, e seu impacto no escoamento superficial
direto. Este projeto lógico foi construído a partir do modelo conceitual baseado no modelo GeoFrame,
apresentado por Lisboa Filho e Iochpe (1999), acrescido de sua extensão temporal, proposta por Rocha e
Edelweiss (2001) e denominada GeoFrame-T. O modelo conceitual em questão foi proposto pelos autores
na primeira fase do projeto ao qual este trabalho está vinculado.
METODOLOGIA
O método utilizado para a construção do projeto lógico, apresentado neste trabalho consiste,
basicamente, no mapeamento das entidades e relacionamentos, bem como o mapeamento dos
estereótipos espaciais e temporais do modelo para o projeto lógico. É válido ressaltar, que a etapa de
construção do projeto lógico é apenas uma dentre as etapas de desenvolvimento de um banco de dados e
está embasada no modelo conceitual. Uma ferramenta CASE chamada MicroOLAP Database Designer for
PostgreSQL, cuja licença foi adquirida com verba destinada ao projeto, foi utilizada neste trabalho.
Inicialmente definiu-se o SGBD no qual o banco de dados deverá ser implementado e uma versão
piloto deverá ser testada. Tendo definido o SGBD e de posse do modelo conceitual já construído pelos
autores foi possível realizar a construção do projeto lógico através dos mapeamentos anteriormente citados.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
De acordo com o modelo conceitual, o qual embasou este trabalho, todas as entidades que
representam a realidade modelada relacionam-se, de alguma forma, com a bacia hidrográfica, portanto,
tem-se a bacia hidrográfica como principal entidade. Este modelo foi concebido e definido a partir do
Anais do VII Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão – Universidade Federal do Pampa
GeoFrame-T e apresenta aspectos relacionados à estereótipos temporais, definidos por Rocha e Edelweiss
(2001), e espaciais, definidos por Lisboa Filho (2001), conforme exemplificado, abaixo, na Figura 1.
Figura 1 – Estereótipos temporais e espaciais do modelo conceitual.
No exemplo apresentado na Figura 1, a classe LULC, que representa o uso e cobertura do terreno,
possui características temporais de intervalo de tempo ramificado e características espaciais de campo
geográfico, representada por polígonos adjacentes. Tendo conhecimento do significado dos estereótipos
temporais e espaciais, foi realizado o mapeamento destas características no projeto lógico. Assim, para o
exemplo da Figura 1, foi possível definir as tabelas, colunas e chaves, conforme ilustrado na Figura 2.
Figura 2 – Diagrama definido a partir do exemplo da Figura 1.
O estereótipo temporal, juntamente com os requisitos de projeto, originaram a tabela stateLULC, que
carregou consigo a informação de intervalo de tempo, cujo tipo do atributo é datarange. O estereótipo
espacial deu origem ao atributo geom, do tipo genérico geometry, na tabela LULC. Os atributos do tipo
geometry deverão ser criados novamente, quando o projeto for implementado, utilizando a função espacial
AddGeometryColumn, da extensão espacial do PostgreSQL. Assim, a metodologia adotada, descrita na
seção anterior, possibilitou a construção do projeto lógico do banco de dados espaço temporal. O diagrama
apresenta 44 tabelas, relacionadas entre si através de 52 chaves estrangeiras.
CONCLUSÕES
O projeto lógico já foi finalizado, bem como sua implementação em um ambiente funcional e está,
atualmente, em fase de testes. Os autores acreditam que adequações sejam necessárias devido a falhas
decorrentes da dificuldade que se tem em realizar o mapeamento dos estereótipos temporais e espaciais
levando em conta ainda, as características intrínsecas deste processo, como a cardinalidade dos
relacionamentos.
O projeto em questão prevê ainda, para trabalhos futuros, o desenvolvimento de consultas e rotinas
que permitam a realização da estimativa do escoamento superficial a partir de um determinado cenário, bem
como consultas que permitam a recuperação das alterações entre dois cenários relacionando-as aos
valores de escoamento superficial.
REFERÊNCIAS
Lisboa Filho, J.; Iochpe, C. Specifying analysis patterns for geographic databases on the basis of a conceptual
framework. In: ACM SYMPOSIUM ON ADVANCES IN GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS, 7., 1999, Kansas
City, USA. Proceedings... Kansas City: ACM Press, 1999.
Lisboa Filho, J. Projeto de banco de dados para sistemas de informação geográfica. Revista Eletrônica de Iniciação
Científica, Porto Alegre, Vol 1, n. 2, 2001.
Rocha, L. V.; Edelweiss, N. GeoFrame-T: um framework conceitual temporal para aplicações de Sistemas de
Informação Geográfica. Porto Alegre: PGCC da UFRGS, 2001. Dissertação de Mestrado.
Anais do VII Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão – Universidade Federal do Pampa