Vida, Movimento e Evolução de Entidades Geográficas

Apresentação interna, 29 julho 2004

Motivação

Modelo de dados TerraLib Representa uma concepção de mundo Materializado em tabelas do banco de dados

Vantagens Oferece um conjunto de serviços

Recuperação, persistência, manipulação de dados

Problemas Estabelece uma forma definitiva de organização de

dados Restringe os usos da TerraLib

Desafios Avaliação cuidadosa antes de escolhas definitivas

Desafio

Modelo de dados espaço-temporal Componente essencial da TerraLib Diferencial competitivo do produto

Suporte para diferentes tipos de dados Eventos (crime, doenças) Dados socio-econômicos (cadastro urbano, municípios) Fenômenos contínuos (modelos hidrológicos) Mudanças discretas (modelos LUCC) Padrões espaço-temporais (desmatamento) Sistemas baseados em localização (roteamento de

frotas, serviços para clientes móveis)

Organização

Partir de um conjunto amplo de requisitos Verificar suas características Estabelecer qual o suporte necessário em cada caso Buscar agrupar em tipos de dados genéricos

Estabelecer requisitos de engenharia Conceitos gerais (containers) Questões de consulta e manipulação Tabelas do banco de dados

Compromissos de projeto O que é possível fazer? O que é possível adiar sem prejuízos futuros? O que teremos de abandonar?

Alguns Conceitos Básicos

Vida de entidade geográfica Todas as mudanças durante sua “existência”

evolução da população de uma cidade Movimento de uma entidade

Diferentes localizações de um geo-objeto em instantes discretos no tempo

gerenciamento de frota Genealogia de entidades geográfica

Descendência com modificação criação de novos municípios, desmembramento de lote

Evolução de entidade geográfica Processo que muda no tempo

Desmatamento, poluição

Alguns Conceitos Básicos

Modelos de Tempo Tempo de transação x tempo de validade

Estruturas do Tempo Chronon, instante, intervalo

Fluxo do Tempo Linear, cíclico, ramificado (versões)

Two major kinds of Time

Valid Time,synonyms: real-time world-time event time

User-defined time uninterpreted value

Transaction Time, synonyms: database time registration time system time commit time

Version information not just time

Classificação de BD Espaço-Temporais

Valid time Transaction time

static x x

historical x

rollback x

bitemporal

Types of time value

Instants at different granularities Spans, Intervals (Periods) Relative times Open intervals

Often use different types for valid and transaction times.

Tempo: Estruturas Conceituais

Ordem no tempo Variação Temporal Granularidade

Linear Discreto Instante

Ramificado Contínuo Intervalo

Período

Cíclico

Predicados Temporais sobre Intervalos

Eventos

Ocorrência singular Localização, tempo,

atributos Exemplos

Homicídios, ocorrência de agravos de saúde

Características Vida efêmera Localização fixa Não tem genealogia Não evoluem no tempo

Importância para TerraLib Grande

CACHOEIRINHA

ALVORADA

VIAMÃO

10

Quilômetros

N

50

GUAÍBA

Eventos: Questões

Quais as ocorrências policiais no centro de São José no mes de Março de 2003?

Em que mês de 2003 houve maior número de ocorrências policiais no centro de BH com homicídios?

Em que região de SJC as ocorrências policiais estão acima de média municipal mensal?

Dados Socio-econômicos

Associados a partições do espaço definidas por convenções

legais e institucionais Lotes, distritos,

municípios, setor censitário

Características Vida “longa” Localização fixa Genealogia é importante Evolução capturada por

mudanças em atributos Importância para TerraLib

Grande

Genealogia de Unidades Socio-Econômicas

Dados Sócio-Econômicos: Perguntas

Quais eram as configurações espaciais das zonas fiscais utilizadas na cobrança do IPTU em 2001?

Quais foram todas as configurações espaciais do lote CTM no período de 2/4/1989 até hoje?

Quais foram cronologicamente os proprietários do lote CTM X?

Quais foram as sucessivas taxas cobradas do lote X? Quais são os imóveis do proprietário X que foram

desapropriados pelo poder público? Quais são as quadras que possuem lotes com zoneamentos

diferentes originados pelo novo zoneamento fiscal? Quando a pavimentação do logradouro X correspondeu a

um percentual maior que 40%? Durante qual período de tempo o lote CTM X não obteve o

beneficio de iluminação pública?

Modelagem de Fenômenos Contínuos

Associados a partições fixas do espaço Regulares ou irregulares

Características Vida “infinita” Localização fixa Genealogia não é

relevante Evolução definida por

modelo matemático, capturada por mudança de atributos

Importancia para TerraLib Grande

0,8

0,6

0,4

0,2

0,8

0,6

0,4

0,2

águadisponível

Fenômenos Contínuos: Questões

Qual será a distribuição de água na bacia daqui a 6 meses?

Quais as regiões com mais de 50% de disponibilidade hídrica por mais de 6 meses por ano?

Qual a região com maior variação de disponibilidade hídrica no período de Julho a Setembro?

Mudanças Discretas

Associados a partições fixas do espaço Mudanças discretas de estados

Características Vida infinita Localização fixa Genealogia é relevante Evolução capturada por modelo

empírico, geralmente baseado em CA

Importância para TerraLib Grande

Mudanças Discretas: Questões

Quais os padrões de uso do solo em Bauru em 2010?

Quais as áreas que foram transformadas de residenciais para comerciais no centro de Bauru entre 1995 e 2000?

Qual a região da cidade que mudou mais rapidamente nos últimos 10 anos?

Padrões Espaço-Temporais

Padrões Espaço-Temporais

Associados a partições variáveis do espaço Podem sofrer expansões e contrações ao longo do

tempo Usualmente determinados por conjuntos de polígonos

Características Vida “infinita” Localização variável Genealogia não é importante Evolução muda atributos e posição

Importância para TerraLib Média

Padrões Espaço-Temporais: Questões

Qual a forma típica do desmatamento em Rondônia durante os anos 80?

Quanto cresceu em área o desmatamento em MT durante os anos de 1998 a 2002?

Quais as regiões com maior crescimento durante os anos de 2000 a 2002?

Sistemas Baseados em Localização

Associados a localizações móveis no espaço

Características Vida longa Localização variável Genealogia não é

importante Evolução muda atributos e

posição

LBS: Questões

Onde estou?

Qual foi o trajeto feito pelo caminhão BFQ-2234 nos últimos 3 dias?

Quais são os restaurantes a menos de 500 metros de onde eu estou?

Resumo dos Requisitos

Vida Geometria

Atributos Mudanças Geometria - Atributos

Genealogia

I Eventos Efêmera Ponto (fixa)

Fixos - -

II Cadastro Longa Polígono (variável)

Variáveis Em separado?

Importante

III Fenômenos Contínuos

Permanente Célula, Polígono

(fixa)

Variáveis Só muda atributo

-

IV Mudanças Discretas

Permanente Célula, Polígono

(fixa)

Variáveis Só muda atributo

Relevante

V Padrões Espaço-Temporais

Permanente Polígono (variável)

Variáveis Em conjunto

Relevante

VI Sistemas baseados em Localização

Permanente Ponto (variável)

Variáveis Em conjunto

-