Modeling and Querying Mobile
Objects in Location Based Services
Dragan Stojanovié e Slobodanka Dordevié-Kajan
Wagner de Souza Porto
[email protected]
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
2
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
3
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.
4
Exemplos de Aplicações






Controle de tráfego
Serviços de emergência
Localização de veículos e pessoas
Guia para turistas
Serviços Militares
Sistema de monitoramento
ambiental, etc
5
Arquitetura


Arquitetura em várias camadas
Informação distribuída para usuários principalmente
através de rede sem fio



Localização dos objetos móveis é determinada
através de GPS
Informação é distribuída para o LBS server através
de rede sem fio


Ocasionalmente os usuários estão conectados ao
servidor através de uma rede com fio.
Diretamente do dispositivo móvel ou a partir de um
centro de transmissão
O LBS server processa os dados e fornece os
serviços
6
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
7
Arquitetura
8
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
9
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
10
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
11
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.
12
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
13
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
14
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
15
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)
16
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
17
18
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
19
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
20
21
Objetos Móveis Pontuais
em 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
22
Objetos Móveis Pontuais
em 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.
23
24
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
25
Implementação do Modelo em um
Sistema de Banco de Dados
26
Implementação do Modelo em um
Sistema de Banco de Dados
27
Consultando objetos móveis

Selecione as ambulâncias que estão
dentro de 2km ao redor do meu
endereço:
28
Consultando objetos móveis

Retorne o tamanho do caminho do
caminhão “BioExport-1” em quilômetros
e tempo:
29
Consultando objetos móveis

Retorne a posição de uma táxi “Banker17” se ele entrou na rua “Cara Dusana”
nos últimos 5 minutos:
30
Consultando objetos móveis

Selecione todos os táxis que estão na rua
“Vozdova”:
31
Consultando objetos móveis

Selecione todas as ambulâncias que
estiveram hoje no município “Niska
Banja” entre as 5 e as 6 horas:
32
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
33
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
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