Modelagem Geo Frame
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Modelagem de Processos de Análise
Geográfica Utilizando o Framework GeoFrame
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Processo deAnáliseGeográfica (PAG):
executa operações,transformandodados.
• dados críticos;
• recursos de software
Processos
Dependência entre
dados originais egerados
Modelo deprocessobaseado namodelagem
cartográfica deTomlin (1991).
(Eastman, 1998)
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Proposta:
Estender um modelo existente no domínio de SIG para que o usuáriomodele seus processos de análise geográfica (especificação externa e
interna).Modelo escolhido -> framework GeoFrame (Lisboa, 1999).
Poucos modelos para projeto de BDG contemplam aspectosdinâmicos:
- Especificação externa: GMOD (Pires, 1997 ), Tryfona+ (Lopes,2002 ).
- Especificação interna: OMT-G (Davis, 1999 ).
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Framework :
Projeto genérico,
serve como moldepara construiraplicações.
Diagrama de classe do Framework (PGeoFrame-T)Pictogramas
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Características atuais do GeoFrame:
Modelagem deaspectos estáticos.
Modelagem temporal.
(Rocha, 2001)
Catálogo de padrõesde análise.
Catálogo deoperações de análisegeográfica.
Expressão de
processos no diagramade classes.
Utilização dediagramas
comportamentais daUML.
Proposta de extensão:
<<import>>PGeoFrame-T PGeoFrame
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Lógico:
Aronoff (1989),Chrisman (1997),Albrecht (1995),Câmara et alli(2000)
Representação:
Tomlin (1991),
Egenhofer (1994),
Câmara (1995),
Davis (2000),Rigaux et alli (2001),
Open GIS, ISO
Implementação:
FME WorkbenchESRI Map Objects
Oracle Spatial
Fontes pesquisadas:
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Seleção Espacial (Spatial Selection )Gera um sub-conjunto de objetos aplicando restrições sobre osrelacionamentos espaciais que esses objetos têm com um outroconjunto de objetos.
Essas restrições (predicados espaciais) podem ser topológicas(“dentro”, “toca”, “cruza”, “interseção”, etc.), de distância ou dedireção.
Exemplo de definição de operação:
Entrada: [1] ObjetoEspacial1;
[2] ObjetoEspacial2;
[3] predicado espacial.
Saída: sub-conjunto deObjetoEspacial1.
Ex.: Selecionar municípios que teminterseção com a rodovia BR-101/RS.
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Operação Parâmetros de Entrada Resultado
Seleção Fenômeno ; expressão lógica Fenômeno
Seleção Espacial Objeto ; predicado espacial ObjetoSeleção por Região Fenômeno ; região FenômenoClassificação Fenômeno ; método FenômenoZona de Influência Fenômeno ; distância Campo ou PolígonoSuperposição Fenômeno1 ; Fenômeno2 (rest.) ; op.booleano Fenômeno
Diagrama Voronoi PontosIrregulares PolAdjacentesDeclividade Campo CampoIntervisibilidade Campo ; região ; altura CampoDifusão GradeCélulas ou Linha ; origem ; dominância GradeCélulas ou LinhaTransformação Fenômeno ; sistema origem; sistema destino FenômenoDistância Objeto1 ; Objeto2 Distância
Centróide Polígono PontoAgregação Linha ou Polígono ; atributo Linha ou PolígonoInterpolação Fenômeno ; método ; parâmetros numéricos Fenômeno
Síntese das operações do catálogo proposto para o GeoFrame
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Versão simplificada das fases iniciais do RUP (Quatrani, 2001):
RUP (Rational Unified Process)
Descreve as atividades necessárias para transformar os requisitos dousuário em um sistema de software, utilizando UML.
Diagrama de caso de uso:atores, casos de uso e
relacionamentos.
Diagrama inicial de atividade:fluxo interno ou entre casos de
uso.
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UML 2.0 - Ações e Atividades (OMG, 2003):
Novos elementos de modelagem funcional.
Influência da linguagem de processos BPEL4WS e do modelo
funcional INCOSE.
Tipos de Ação:
• Computação (ex: operação aritmética);
• Ler/Escrever (ex: acesso a atributos de objetos);
• Invocação (ex: chama atividade definida pelo usuário).
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• Ação: unidade básica de comportamento.
• Atividade: conjunto de ações que especifica um comportamento.
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Diagrama de classe em UML-GeoFrame
Atividade é umaespecialização de classe:
pode possuir atributos,
operações e serassociada a outrasclasses.
Conceito Uso no Framework
GeoFrame
Elemento de
modelagem da
UMLProcesso de Análise Geográfica Classe do tipo Processo AtividadeOperação de Análise Geográfica Catálogo de Operações AtividadeChamada a uma Operação ouProcesso de Análise Geográficaem um Diagrama de Atividade
AçãoCallBehaviorAction
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agrega
ZonaInfluênciaSeleção
Predicado de Seleção : Texto
OG: ObjetoGeográficoDistância: Inteiro
DeterminaFaixaProtegida
Pol: Polígono
Ação
Nó deobjeto
Atividade
Fluxo deobjeto
Pino
Diagrama de Atividade:
Especificação interna de um Processo de Análise Geográfica.
&%
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Novo Pacotepara oGeoFrame:
PGeoFrame-A
GeográficoObjetoNão Metadado
Processo
GeográficoFenômeno
Geometadado
GeográficoObjeto
GeográficoCampo
EspacialObjeto
<<instantiate>>
<<instantiate>>
representa representa
RepresentaçãoCampo
* *
0...1
parâmetro
parâmetro
1...*
0...11...*
PGeoFrame-A
PGeoFrame
PGeoFrame-A
PGeoFrame-T
<<import>><<import>>
%%
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Gerar Superfície do Terreno
Determinar SuperfíciePiezométrica
Órgão de Abastecimento
de ÁguaGerar Superfície de Pressão
<<include>>
<<include>>
Plano de carga
Linha piezomét r ica
Perda de carga
Pressão de Água
T e r r e n o na t u
ra l
Limite do sistema
Cota Máxima
Reservatório
!"#
$%
'()*+
$,**
Diagrama de caso de uso
Diagrama inicial da atividade“Gerar Superfície de Pressão”
!"#$%&'(&
)"$%&
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"$%&+
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Especificação Externa de PAG
Diagrama declasse
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Especificação Interna de PAG:Diagrama de atividade
)(
Interpola
Superposição
+,
-%
.&/0% GravarVariável
)(
*+
ZonaInfluência)(
.〹
Classificação
&"$%&+
$6&
&(
SeleçãoEspacial
LerAtributo
&7
!$*
8("
Fluxo de
Controle Região deExpansão
Nó de bifurcação
Nó de
expansão
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O levantamento de operações e metodologias de modelagem deprocessos de análise geográfica forneceu subsídios para:
• Definição de um catálogo de operações de análise geográfica
para uso em modelagem conceitual.• Desenvolvimento de uma metodologia para modelagem de
processos de análise geográfica a partir do GeoFrame, usandotécnicas do RUP e recursos da UML versão 2.
Trabalhos futuros:
• Geração de código a partir de esquemas UML-GeoFrame;
• Integração dos pacotes PGeoFrame-A e PGeoFrame-T;
• Catálogo de padrões de processos de análise geográfica.
Compatibilidade com a UML permite o desenvimento do projetodo BDG em uma ferramenta CASE.
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ALBRECHT, J. Universelle GIS Operationen .
Univ. de Vechta, 1995. Tese de Doutorado.
ARONOFF, S. Geographic Information Systems: a
management perspective. 1989.
CÂMARA, G. Modelos, Linguagens e Arquiteturas para Bancos de Dados Geográficos. INPE, 1995.
Tese de Doutorado.
CÂMARA, G. et al. Towards a Unified Framework
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2000.
CHRISMAN, N. Exploring Geographic Information Systems. 1997.
DAVIS Jr., C. ; Laender, A. H. F. Multiple
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generalization, geometric and spatial analysis. InProc. ACM GIS 1999.
EASTMAN, J. R. Idrisi for Windows: introdução eexercícios tutoriais. 1998.
EGENHOFER, M. Spatial SQL: a query and
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LISBOA FILHO, J.; Iochpe, C. Specifying analysis patterns
for geographic databases on the basis of a conceptual
framework . In Proc. ACM GIS 1999.
LOPES, E. C.;Ulrich, S. Tryfona +: um framework estendido
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OMG - Object Management Group. UML 2.0 SuperStructure
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PIRES, F.. Um ambiente computacional para modelagem de
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QUATRANI, T. Modelagem Visual com Rational Rose e
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RIGAUX, P. et al. Spatial Databases: with application to GIS.
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ROCHA, L.V.; Edelweiss, N.; Iochpe,C. GeoFrame-T: A
Temporal Conceptual Framework for Data Modeling. In Proc.
ACM GIS 2001.
TOMLIN, C.D. Cartographic Modelling. In: D. Maguire et. al.Geographical Information Systems. 1991.
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Modelagem de Processos de Análise Geográfica
Utilizando o Framework GeoFrame
Apresentação: Cláudio Ruschel - PPGC/UFRGS