Banco de Dados Espaciais Sistema de Informações Geográficas 2006.2 Prof. Cláudio Baptista.
BANCO DE DADOS EM SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS Weyler M Lopes © Especialização em Banco...
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BANCO DE DADOS EM BANCO DE DADOS EM SISTEMAS DE INFORMAÇÕES SISTEMAS DE INFORMAÇÕES
GEOGRÁFICASGEOGRÁFICAS
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PARTE IPARTE I
DADOS GEOGRÁFICOS DADOS GEOGRÁFICOS EE
SISTEMAS DE INFORMAÇÕES SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICASGEOGRÁFICAS
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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.
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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.
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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.
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Conceitos Básicos
Exemplos de Entidades Geográficas
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Conceitos Básicos
Espaço GeográficoMeio físico onde as entidades geográficas coexistem e se relacionam.
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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.
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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).
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Conceitos Cartográficos
Superfície de referência
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Conceitos Cartográficos
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.
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Conceitos Cartográficos
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.
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Conceitos Cartográficos
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).
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Conceitos Cartográficos
Projeção UTM
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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.
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Sistema de Informações Geográficas - SIG
Exemplos de SIG
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Sistema de Informações Geográficas - SIG
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Sistema de Informações Geográficas - SIG
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Sistema de Informações Geográficas - SIG
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Sistema de Informações Geográficas - SIG
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Estrutura de um SIG
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Modelagem de Dados Geográficos
Níveis de Abstração
Mundo real - edificações, vegetação, solos, clima
Conceitual - campos, objetos
Representação - matrizes, vetores
Implementação - R-trees, quad-trees
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Definição do Universo Conceitual
ObjetosVariáveis geográficas discretas
CamposVariáveis geográficas contínuas
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Definição do Universo de Representação
MatrizComposto por matriz de células
VetorialComposto por ponto, linha ou região
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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
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Elementos de uma Aplicação em SIG
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PARTE IIPARTE II
BANCO DE DADOSBANCO DE DADOS GEOGRÁFICOS GEOGRÁFICOS
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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.
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Evolução Tecnológica
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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
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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.
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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”
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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.
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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 .
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Estratégia de Implementação
GIS tradicional (Arc/INFO)
GIS baseado em CAD
GIS relacional
Orientado a objetos
Desktop mapping
GIS baseado em imagens.
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GIS Tradicional
Arquitetura
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GIS Relacional
Arquitetura
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GIS Orientado a Objetos
Arquitetura
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