SE R - 300A u la 3 A rqu itetu ras de S IG

Antônio Miguel Vieira Monteiro Gilberto Câmara

C o n teú do

Componentes de um SIG

Decisões de Arquitetura

Exemplos de Sistemas

O rg an ização de d ad o s em u m S IG

Organização por níveis (planos) de informação cada nível = dado específico

Atributos de objetos armazenados em tabelas

elevação

rios

divisãopolítica

O rg an ização de D ad o s em u m S IG

Plano de informação (nível, camada, layer) contém informações referentes a um único tipo de dados restrição: área geográfica definida ex:

geologia de uma área conjunto de lotes (objetos)

PI com Objetos (Países)PI com Campo (Geologia)

País PIB Pop

ArgentinaBrasil 800

300 34159

Chile 45 14

D iferen tes A rq u itetu ras de S IG

GIS “desktop” Ambiente monousuário Ênfase em interfaces amigáveis e funções de análise

SIG distribuído Ambiente multiusuário

Compartilhamento de dados Ênfase em controle de acesso e manutenção de integridade

Servidores Web Uso da Internet para disseminar dados Ênfase em eficiência de acesso e interfaces de navegação

SIG “desk to p ”

Interface

Entrada e Integr.Dados

VisualizaçãoPlotagem

Gerência Dados Espaciais

Consulta e Análise Espacial

BANCO DE DADOSBANCO DE DADOSGEOGRÁFICOGEOGRÁFICO

B anco d e D ad o s G eo g ráfico

Elemento fundamental do sistema

Componentes Tratamento dos dados geométricos (mapas e imagens) Tratamento dos dados descritivos (tabelas)

Responsabilidades Armazenar os dados e controlar o acesso

Decisão básica Como armazenar os dados gráficos

T ratam en to de D ado s D escritivo s

Modelo Relacional Coleção de tabelas com nome único Colunas da tabela representam atributos Linhas da tabela contém valores para os atributos Domínio do atributo: conjunto de possíveis valores

X = { x ε ℜ | x ≥ 5 e x ≤ 5 }Y = { y ε ℜ | y ≥ 0 }

E xem p lo de u m a R elação

EMPREGADOAtributo Domínioregistro inteiro positivonome conjunto de caracteresidade inteiro positivosalário real positivodepto inteiro positivo

REGISTRO NOME IDADE SALARIO DEPTO98752 JOÃO DA SILVA 32 2000.00 197345 HENRIQUE CARDOSO 28 1700.00 2

89234 JOSÉ DE SOUZA 34 3500.00 3

T ratam en to de D ado s D escritivo s

Banco de dados relacional Conjunto de relações (tabelas) Referentes a uma aplicação Gerenciadas em conjunto

Exemplo: Tabelas de um banco de dados de empresa Empregado (informações sobre os funcionários) Departamento Clientes Fornecedores Tabela salarial

Como definir estas relações? Assunto para curso “Bancos de Dados Geográficos”

T ratam en to de D ado s D escritivo s

Dados descritivos Podem se referir a objetos localizados no espaço Exemplo: Lotes de uma cidade (Cadastro urbano) Cadastro convencional -> apenas tabelas Como inserir a informação espacial?

T ratam en to de D ado s G eo m étrico s

Como armazenar linhas, pontos, polígonos, matrizes, imagens?

Arquitetura dual (“modelo geo-relacional”) Dados geométricos armazenados fora do banco de dados (em

arquivos) Solução mais comum

usada em SIG “desktop”

Arquitetura em camadas (“modelo objeto-relacional”) Dados geométricos armazenados dentro do banco de dados Solução mais recente

usada em SIG distribuídos

A rq u itetu ra D u al

Organização dados geométricos - sistemas de arquivos tabelas de atributos - SGBD relacional

id label população

22 Maine 3,5 M

34 N.Mexico 1,2 M

A rq u itetu ra D u al: co m o fu n cio n a?

Cada elemento geométrico Identificador único

Cada linha das tabelas descritivas Identificador único

Software Verifica quais geometrias correspondem a que linhas na tabela

Problema O que fazer com os casos em que não há correspondência?

A rq u itetu ra D u al

A rq u itetu ra D u al: E xem p lo s

SPRING Dados descritivos: SGBD relacional (DBase, Access) Dados geométricos: Arquivos com formato específico

ArcView Dados descritivos: SGBD relacional Dados geométricos: “shapefiles”

IDRISI Dados descritivos: SGBD relacional Dados geométricos: matrizes

A rcV iew : E xem p lo d e A rq u itetu ra D u al Banco de

Dados de São Paulo Arquivos:

sampa.shp, sampa.dbf, sampa.shx

A rq u itetu ra D u al

Vantagens acesso externo aos atributos (SQL)

conexão a dados existentes

ferramentas (gerador de formulários)

Problemas SQL não permite consultas espaciais

apenas operações sobre tabelas Controle dos objetos espaciais

Fora do gerenciador de banco de dados Não permite ambiente multiusuário

C o n seq u ên cias d a A rqu itetu ra D u al

Apropriada para SIG “desktop” Cada usuário gerencia seus dados

Compartilhamento de dados Exige duplicação dos dados

Atualização da informação Requer nova cópia para todos os usuários

A lternativas à A rq u itetu ra D u al

Modelo “objeto-relacional” Tratar objetos (e.g. áreas) como partes de relação Colocar os dados geométricos no banco de dados

Extensões do modelo relacional Usar uma coluna como um registro binário (“campo longo”)

A rq u itetu ra em cam ad as

Modelo objeto-relacional Porque o nome? Tratamos

objetos como relações Utiliza extensões dos bancos de

dados

Armazenamento de dados Todos os dados (geometrias e

atributos) ficam dentro do banco

SGBD relacionalcom campos longos

Françageometria

Camada de suporte espacial

A rq u itetu ra em cam ad as

SGBD com “campos longos” registros binários (até GBytes) extensões da tecnologia relacional

Como lidar com “campos longos”? Camada de suporte espacial Opção A: Software proprietário

GeoMedia em Access Opção B: usar ferramentas do

SGBD TerraLib em ORACLE

SGBD relacionalcom campos longos

Françageometria

Camada de suporte espacial

E xem p lo s d e A rq u itetu ra em C am adas TerraLib/TerraView

Access, ORACLE, Postgres

ArcInfo 8 Access, ORACLE

A rq u itetu ra em cam ad as : co m p o nen tes Banco de dados (alternativas)

Apenas suporte para campos longos (Access)

Interface para tipos de dados espaciais (ORACLE)

Camada de Acesso Bibliotecas de funções

TerraLib, ArcSDE Interface

Integrada com camada de acesso TerraView

Cliente-Servidor SIGMUN, ArcGIS 8.0

Banco de Dados

Camada de acesso

Interface

A rq u itetu ra em cam ad as : co m p o nen tes Exemplos – TerraView/TerraLib

Banco de dados Access

Camada de Acesso TerraLib

Interface TerraView

Banco de Dados

Camada de acesso

Interface

A rq u itetu ra em cam ad as : co m p o nen tes Exemplos – SIGMUN (cadastro

urbano para prefeituras)

Banco de dados ORACLE

Camada de Acesso TerraLib (com programa servidor)

Interface SIGMUN (programa separado)

Banco de Dados

Camada de acesso

Interface

A rq u itetu ra em cam ad as

Vantagens Permite construir SIG distribuídos (multiusuários) Tem controle de integridade dos dados espaciais Permite accesso e atualização multi-usuário

Problemas complexidade de implantação e uso soluções proprietárias

Cada fabricante tem solução distinta

A m b ien te d e S IG D is trib u ídas

Componentes Clientes Servidor de Dados

Operação Ambiente multiusuário Atualizações

Visíveis para todos os clientes

Controle de acesso Banco de Dados

clientes

Ambiente Cliente-Servidor

servidor

Armazenamento Indexaçãoespacial

InterfaceProgr.

Integrac. Produtos

OracleSpatial

Tabelasnormalizadas

Quad-trees C, SQL/MM,OpenGIS

GeoMedia, MapInfo,SDE

DB2SpatialExtender

Tipos de dadosespaciais

- C++, SQL SDE

InformixData Blade

Tipos de dadosespaciais

- C++, SQL SDE, MapInfoSpatialWare

SG B D co m Su po rte a D ad o s E spaciais

C am ada d e A cesso

Área de Aplicac.

Integrac. Produtos

Gerência Transacão

Interface Program.

SGBDs Suportados

GeoMedia Pro

Geral GeoMedia - VBA Oracle

MapInfo SpatialWare

Geral MapInfo - C++, VBA Oracle, Informix

TerraLib Geral TerraView - C++ Oracle, Access, Postgres, mySQL

SDE/Esri Geral Arc/Info, Arc/View

- C, Avenue Oracle, DB2, Informix

SmallWorld Gerência Redes

- Controle versões

Smallworld Magik

Oracle

VISION* Gerência Redes

AutoDesk World

"Check-in, check-out"

Express (VBA-like)

Oracle

E vo lu ção d a G eo tecn o lo g ia

SIG Individual

BD Geográfico Institucional

Centro de Dados Global

E vo lu ção d a T ecn o lo g ia

CAD, Cartografia

Desenho de Mapas

Projetos isolados

Pacotes separados

Tecnologia

Uso princ.

Ambiente

Sistemas

BDados, Imagens

Análise Espacial

Cliente-servidor

Software integrado

Sist. Distribuídos

Centro Dados

Multi-servid., WWW

Interoperabilidade

B ib lio tecas D ig itais

Cenário 1 : (“banco de dados da Amazônia”) temas básicos ( vegetação, geomorfologia) ocupação humana zoneamento econômico-ecológico

Cenário 2: (“prefeitura de Curitiba”) cadastro urbano redes de água/esgoto, luz, telefonia

Suporte a múltiplas escalas Acesso a comunidade de usuários

In tern et: In tro du ção

Início da Internet falta de recursos e ferramentas lentidão falta de conhecimento do seu potencial

Internet hoje: novas ferramentas para desenvolvimento aumento de velocidade aumento no número de programas de aplicação

A rq u itetu ras S IG n a In tern et

Servidor de mapas remotos Dados ficam no servidor Transmissão de Arquivos Matriciais (GIF, JPEG) Acessos sucessivos ao servidor

Ex. Mosaico do Brasil (INPE)

Servidor de dados remotos Dados ficam no cliente Transmissão de Arquivos Vetoriais Acesso único ao servidor

Ex: SPRINGWeb

Cliente Servidor

Servidor de Mapas

WWWBrowser

Display

Solicita Img

Mostra Imagem

Servidor HTTP

ServidorHTTP

Gerador de Mapas

DocumentosWeb

Dados Espaciais

URL/Parâmetros do Mapa

Mapa / Imagem

URL

Página HTML

INTERNET

Servidor de Mapas Remotos

Serv ido res de Mapas

Vantagem não é necessário carregar, instalar ou manter qualquer software

ou dados especiais

Desvantagem Cada nova pesquisa, gera um novo mapa

Serv ido res de Mapas : exem p lo s

SIGMUN Cadastro

urbano Acesso do

cidadão a seus dados

Serv ido r de D ad o s R em o to

Exemplo - www.dpi.inpe.br/proarco (queimadas na Amazônia)

ServidorWWWGeograf.

Navegador+plug-ins

GeraçãoDados

Cliente ServidorSoftware SIGLocal

Servidorde dados

Transferência de Arquivos

Dados SIG

Dados SIGLocais

INTERNET

Requisição de arquivos

Arquivos de dados SIG

Servidor de dados remoto

Serv ido r d e D ad o s R em o to

Vantagens Maior rapidez de processamento Cliente pode fazer suas análises

Desvantagens Cliente precisa de aplicativo (“plug-in”) Tempo inicial de carga de dados (pode ser longo)

E vo lu ção d a G eo tecn o lo g ia

SIG Individual

BD Geográfico Institucional

Centro de Dados Global