Modeling and Querying Mobile Objects in Location Based Services

Dragan Stojanovié e Slobodanka Dordevié-Kajan

Wagner de Souza Portowagner@dsc.ufcg.edu.br

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Roteiro

Introdução Serviços Baseados em Localização Arquitetura Modelando Objetos Móveis Objetos Móveis Pontuais em uma Rede de

Transporte Implementação do Modelo em um Sistema de

Banco de Dados Consultando objetos móveis Conclusão

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Introdução

Explosão de tecnologias de comunicação: Redes sem fio GSM packet radio Smart Phones PDAs GPS

Essas tecnologias tem tornado os sistemas de computação ubíquos

Surgimento de aplicações baseadas em localização

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Serviços Baseados em Localização

Classe especializada de sistemas de computação

Os dados de objetos móveis mudam continuamente com o tempo

Fornece informações geográficas e serviços para: Usuário móvel, dependendo de sua localização

e suas preferências Usuários fixo, dependendo da localização de

objetos fixos/móveis de seu interesse.

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Exemplos de Aplicações

Controle de tráfego Serviços de emergência Localização de veículos e pessoas Guia para turistas Serviços Militares Sistema de monitoramento

ambiental, etc

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Arquitetura

Arquitetura em várias camadas Informação distribuída para usuários principalmente

através de rede sem fio Ocasionalmente os usuários estão conectados ao

servidor através de uma rede com fio. Localização dos objetos móveis é determinada

através de GPS Informação é distribuída para o LBS server através

de rede sem fio Diretamente do dispositivo móvel ou a partir de um

centro de transmissão O LBS server processa os dados e fornece os

serviços

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Arquitetura

Uso de GML para transferência de dados entre os módulos Formato XML Padrão proposto pelo OGC Promove interoperabilidade entre os

módulos Deve ser estendido para representar a

locomoção dos objetos móveis Usado por vários produtos comerciais

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Arquitetura

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Objetos móveis em LBS

Foco em objetos móveis com geometria pontual

A maioria dos objetos móveis do mundo real: Segue uma rede de transporte

Estradas, trilhos, rios, zona de vôo Conhecem seu destino Normalmente usa o caminho mais

rápido e/ou mais curto para atingir o destino

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Objetos móveis em LBS

Cenário onde os objetos móveis são tanto usuários do serviço, quanto objetos a serem localizados

Os objetos móveis enviam para o LBS: A localização inicial O tempo inicial O localização final Eventualmente o conjunto de pontos de

interesse e o tempo de permanência em cada parada

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Objetos móveis em LBS

O LBS information server armazena a malha onde o objeto irá se mover Possui os atributos necessários para

cálculo de tempo de viagem (geometria de cada segmento, distância entre cada segmento, velocidade média, etc.)

Essa malha pode ser atualizada em tempo-real

Informação sobre acidentes, congestionamentos, etc

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Objetos móveis em LBS

Durante a locomoção o objeto móvel envia a atualização da localização (posição e tempo)

O LBS server forma a trajetória do objeto A trajetória é um polígono de 3 Dimensões (x, y,

t) O tipo de locomoção também é informado

para cada ponto do percurso.

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Objetos móveis em LBS

Tipos de Locomoção punctual – A localização do objeto móvel

não é definida no intervalo de tempo stepwise – o objeto móvel não se move

durante o intervalo de tempo linear – o objeto móvel move-se em uma

linha reta em velocidade constante interpolated – a locomoção é representada

por uma função de interpolação

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Objetos móveis em LBS

Baseado na trajetória o LBS server pode derivar a localização do objeto móvel através dos atributos da rede de transporte

Se os atributos da rede de transporte não estão disponíveis, o LBS server precisa da velocidade média do objeto em determinada localização

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Modelando Objetos Móveis

mSTOMM (mobile Spatio-Temporal Object Modeling and Management) Apóia modelagem conceitual e consulta

de objetos móveis O modelo de dados é extensível Orientado a objetos É especificado usando UML Atende aos padrões OGC e ISO TC 211 Prover representação da locomoção do

objeto do passado ao futuro

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Modelando Objetos Móveis

mSTOMM estende o modelo OGC Simple Features

Modelo OGC Define entidades geométricas representadas por

coleções de pontos com interpolação linear entre eles

Possui a classe abstrata Geometry e sua hierarquia (Point, LineString, Polygon, MultiPoint, etc)

O tempo é especificado pela hierarquia de classes da classe TimeObject (TimeInstant, TimePeriod, TimeDuration, MultiTimeInstant, etc)

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Modelando Objetos Móveis

A classe abstrata MobileObject introduz mobilidade Define operações para gerenciar e

consultar as propriedades móveis dos objetos móveis

Novas classes podem herdar de MobileObject ou qualquer outra classe da hierarquia

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Modelando Objetos Móveis

Para todas as classes na hierarquia de classe de Geometry é criada uma classe apropriada para representação de uma geometria móvel MobilePoint, MobileLineString,

MobilePolygon, MobileMultiPoint, etc

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Modelando Objetos Móveis

A classe MobileGeometry É uma especialização da classe MobileObject Permite modelar objetos móveis com propriedades

geométricas Especializa as operações ObjectAt e ObjectDuring

definidos na classe MobileObject na forma das operações GeometryAt e GeometryDuring

Acrescenta a operação Route que retorna Geometry, representando o caminho percorrido pelo objeto.

Sobrescreve as operações da classe Geometry

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Objetos Móveis Pontuaisem uma Rede de Transporte

Considera objetos móveis pontuais movendo em uma rede de transporte. Engloba grande partes dos sistemas

baseados em localização Fornece embasamento para modelagem

de objetos móveis com outras geometrias

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Objetos Móveis Pontuaisem uma Rede de Transporte

A classe MobilePoint permite a modelagem de objetos móveis em uma rede de transporte O atributos speed é usado quando

banco de dados da rede de transporte não possui os atributos de navegação (velocidade média, tempo de viagem, etc)

O atributo direction é usado quando a rota do objeto móvel não é definida.

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Implementação do Modelo em um Sistema de Banco de Dados

A implementação do modelo em uma aplicação orientada a objetos e um BD é feita através da transcrição do modelo UML

Os tipos de dados e funções são definidos através do comando CREATE TYPE da DDL do SQL

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Implementação do Modelo em um Sistema de Banco de Dados

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Implementação do Modelo em um Sistema de Banco de Dados

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Consultando objetos móveis

Selecione as ambulâncias que estão dentro de 2km ao redor do meu endereço:

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Consultando objetos móveis

Retorne o tamanho do caminho do caminhão “BioExport-1” em quilômetros e tempo:

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Consultando objetos móveis

Retorne a posição de uma táxi “Banker-17” se ele entrou na rua “Cara Dusana” nos últimos 5 minutos:

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Consultando objetos móveis

Selecione todos os táxis que estão na rua “Vozdova”:

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Consultando objetos móveis

Selecione todas as ambulâncias que estiveram hoje no município “Niska Banja” entre as 5 e as 6 horas:

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Conclusão

O mSTOMM é um framework que prover um modelo de dados para objetos móveis

O modelo proposto é orientado a objetos, simples e extensível

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Referências

Dragan Stojanovié and Slobodanka Dordevié-Kajan, “Modeling and Querying Mobile Objects in Location-Based Services”

Schiller and A. Voisard, “Location-Based Services”, 2004, Morgan Kaufmann