Modelos de Dados para Bancos de
Dados Móveis
Eudes Raphael de Sá Santana
Roteiro






Motivação
Conceitos
Modelo MOST
Modelo Proposto por Bei Yi e Medeiros
Conclusão
Referências
Motivação

Surgimento de Aplicações Móveis
–
–
–
Permitem capturar dados relativos à posição dos
objetos em relação ao tempo
Necessidade de gerenciar dados que não são
devidamente representados pelos bancos de dados
convencionais.
Aplicações:


Monitoramento dos veículos de uma transportadora
Estudo de Correntes Migratórias
Motivação

Problemas:
–
Paradigma existentes:

–
–
Bancos de Dados Espaço-Temporal: Ainda são pouco
adequados, porém melhores que os tradicionais
paradigmas de modelagem.
Linguagens de consultas existentes não possuem
operadores que exploram as características
específicas dos objetos móveis
A taxa de transferência de dados aumenta de acordo
com a velocidade na qual o objeto se movimenta.
Motivação

Problemas:
–
–
–
O número de registros cresceria muito se cada
posição exigisse o armazenamento um registro novo
A complexidade algorítmica dos operadores é muito
maior pois precisa considerar a continuidade do
movimento.
Pode haver intervalo de tempo sem informação
amostrada. Isso pode apresentar ”lacunas” de
informações, o que exige técnicas de reconstituição
da continuidade, usando técnicas de aproximação
como interpolação.
Conceitos

Paradigma Espaço-Temporal:
–
Objeto espaço-temporal:


Exemplos:
–

São entidades que possuem atributos espaciais
temporais, além dos seus atributos descritivos.
CREATE OBJECT Fazenda AS (Nome, Localização, tempo);
Desafios:
–
Complexidade em capturar, armazenar e gerenciar
dados relativos aos domínios Espaço e Tempo
e
Conceitos

Modelagem Espaço-Temporal:
–
–
Diferentes abordagens de acordo com a natureza
dos objetos.
Classificação:



Continua: Modelagem de atributos através de um gráfico
de variação continua do espaço em função do tempo.
Registro de Eventos: Os atributos espaciais têm os valores
modificados quando da ocorrência de um evento. Nos demais
instantes o atributo espaço tem valor indefinido.
Mudança de Estado: Semelhante ao anterior, mas
mantendo valor do atributo espacial constante até que o
próximo evento ocorra.
Conceitos

Paradigma de Objetos Móveis:
–
Objeto Móvel:

–
Especialização de objeto Espaço-temporal

–
Semelhante à abordagem
aspectos da dimensão.
continua.
Exemplo:

–
Qualquer objeto, com ou sem dimensão, cuja posição
geográfica muda continuamente ao passar do tempo.
Táxi X Cardume de golfinhos.
Banco de Dados Móveis:

Especialização do BD Espaço-Temporal
Mas
apresenta
Modelo MOST
Modelo MOST

Moving Object Spatial Temporal
–
–

Objeto Espacial
–

Incorpora objetos dinâmicos a bancos de dados tradicionais, e
define como estender as linguagens de consulta para dar suporte a
estes conceitos.
Objeto Dinâmico: Apresenta atributos cujo valor muda
continuamente com o tempo.
Objeto composto por três atributos dinâmicos, que representam as
coordenadas x, y, z da posição geográfica de um objeto pontual.
Cada atributo dinâmico é compostos por três campos:
–
–
–
Updatetime
Value
Function:
Modelo MOST

Permite representar, implicitamente, estados
futuros do banco de dados
–

Exemplo: “Haverá algum táxi num raio de 5 km da
casa ‘X’ nos próximos 30 minutos?”
DataBase History
–
Conceito abstrato que representa os estados
passados e futuros do banco de dados


Past Database History
Future Database History
Modelo MOST

Tipos de Consultas sobre o DataBase History:
–
–
–

Instantâneas
Contínuas
Persistentes
Uma mesma consulta pode ser avaliada em
qualquer das categorias, causando resultados
diferentes para cada uma.
Instantâneas


Consulta avaliada sobre qualquer instante a
partir do estado atual do banco.
Presente
–

Ex : “Quais os supermercados que estão num raio
de 10 km da minha posição ?”
Futuro
–
Ex : “ Quais supermercados eu poderei chegar em
5 min.?”
Contínuas

Definição:
–

Uma consulta contínua é uma seqüência de
consultas instantâneas, uma para cada ciclo de
clock após um dado momento no qual foi feita a
consulta
Ex : “Quais supermercados vendem pão e
estão em um raio de 10 km?”
Persistentes


Seqüência de consultas instantâneas, todas
realizadas sobre um mesmo tempo t’ >= t de
realização da consulta.
Persistentes x Contínuos
Modelo MOST

Vantagens:
–
–

Maioria dos casos o movimento permanece uniforme.
Consultas sobre o futuro próximo.
Desvantagem:
–
–
–
Não Descreve a trajetória completa dos objetos móveis,
apenas a partir do último updatetime até um futuro próximo
Baseado em objetos pontuais, ignora estruturas espaciais
mais complexas
Custo adicional em consultas cujo predicado envolve posição
Modelo proposto por
Claudia Medeiros
e
Bei Yi
Considerações do modelo

Tipos de objetos a serem modelados de
acordo com o comportamento temporal:
–
–
–

Estático
Temporal discreto
Temporal continuo
Objetos Móveis:
–
Atributos:



Descritivo ou convencional
Temporal
Espacial
Considerações do Modelo

Tipos de representação da trajetória:
1.
2.
3.
Ponto
Linha
Polígono
Considerações do modelo


O que se consulta em um banco de dados de
objetos móveis?
Que dados de objetos móveis devem ser
guardados?
O que se consulta?

Consultas tradicionais em banco de dados
espaço-temporais:
–
–
No tempo t1 qual a localização do carro A?
Quando o carro A estava na coordenada (x1,y1)?
O que se consulta?
Existem outras necessidades de consulta:
 Relacionamentos entre um objeto móvel e um
estático.
–

Quando o carro A estava fora da área central
(demarcada pelo polígono X)?
Relacionamento entre dois objetos moveis.
–
No tempo t1, o carro A estava ao lado do carro B?
O que se consulta?
Existem outras necessidades de consulta:
 Estimativas sobre futuro.
–
–
Quando o carro A entrará na região central?
Qual o local provável de interseção das trajetórias
dos carros A e B?
Quais os dados armazenados?

Precisa-se armazenar a trajetória do objeto.
–
Trajetória é o registro do movimento, mostrando a
evolução da posição do objeto indexado pelo
tempo.
Quais os dados armazenados?

Por que armazenar os dados indexando pelo
tempo?
–

Dado um tempo, só existe um estado de
relacionamento espacial entre os objetos.
Qual o intervalo de tempo a se considerar?
Como tratar movimentos não uniformes?
–
Uma solução é dividir o percurso em intervalos
pequenos o suficiente para garantir movimento
uniforme nele.
Modelo proposto


Modelo orientado a objetos voltado a dados
vetoriais (geo-objetos).
Os objetos se relacionam, possuindo cada um
o seu estado (atributo) e comportamento
(métodos)
Modelo proposto
Modelo Proposto

Vantagens
–

Classes para representar os objetos e outras para
representar as trajetórias.
Desvantagens
–
–
O modelo não possui proposta de linguagem de
consulta.
Dificuldade de implementação devido ao alto grau
de abstração.
Conclusão



Os modelos para banco de dados móveis
estão sendo cada vez mais necessário.
Os desafios são grandes.
Existe grandes dificuldades em se encontrar
modelos bem detalhados.
Referências


Yi, B. and Medeiros, C.Bauzer. Um modelo de
Dados para Objetos Móveis. In IV Simpósio
Brasleiro de GeoInformática, pages 33-40,
2002.
Wolfsony, O. Chamberlainx, S. Xuz, B. Jiang L.
Moving Objects Databases: Issues and
Solutions