BANCO DE DADOS EM
SISTEMAS DE INFORMAÇÕES
GEOGRÁFICAS
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PARTE I
DADOS GEOGRÁFICOS
E
SISTEMAS DE INFORMAÇÕES
GEOGRÁFICAS
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Banco de Dados
Definição
Coleção de dados inter-relacionados e
procedimentos para se acessar estes dados
Objetivo
Uso eficiente para armazenamento e
recuperação dos dados
Exemplos
MS 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 Geográfico
Meio físico onde as entidades geográficas
coexistem e se relacionam.
Exemplos
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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 Coordenadas
A localização de qualquer ponto na superfície terrestre
pode ser definida quando se dispõe de um sistema de
coordenadas como referência.
Sistemas de Coordenadas Geográficas
No sistema de coordenadas geográficas, cada ponto da
superfície terrestre é localizado na interseção de um
meridiano com um paralelo.
Sistemas de Coordenadas Planas
Em 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 Cartográficas
Todos 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
Campos
Variáveis geográficas contínuas
Objetos
Variáveis geográficas discretas
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Definição do Universo de Representação
Vetorial
Composto por ponto, linha ou região
Matriz
Composto por matriz de células
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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 II
BANCO DE DADOS
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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Página 36
GIS Relacional
Arquitetura
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Página 37
GIS Orientado a Objetos
Arquitetura
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