Banco de Dados Espaciais. Banco de Dados Espaciais

Transcrição

1 Banco de Dados Espaciais Henrique Cota Camêllo Banco de Dados Espaciais Sua estrutura de funcionamento é semelhante a dos bancos relacionais convencionais. Sua principal diferença é suportar feições geométricas em suas tabelas. Possibilita consultas espaciais. Tais como: Quais cidades são vizinhas do município Ouro Preto? Quais cidades são cortadas pelo Rio Paraíba do Sul? Qual a distancia entre Mariana e Ouro Preto? Qual a área da cidade Mariana?

2 Métodos de acesso espacial Em banco de dados convencionais, as chaves de pesquisa são atributos unidimensionais. Métodos de acesso espacial Em banco de dados grandes que devem ser armazenados em disco, uma das estruturas mais utilizada para indexação é a B+, pois essa estrutura tenta minimizar o acesso a disco agrupando várias chaves em um único nó. O problema é que em sistemas de banco de dados espaciais, as chaves são atributos bidimensionais.

3 Métodos de acesso espacial Para esses sistemas existe uma classe de métodos conhecidos como métodos de acesso multidimensionais. Estes métodos estão ligados ao processamento de consultas como: Consultas por apontamento (encontrar os objetos que contém um dado ponto). Consultas por região (encontrar os objetos dentro de uma janela ou retângulo). Consultas com predicados topológicos(encontrar os objetos vizinhos de um determinado objeto). Métodos de acesso espacial A estrutura do índice dos bancos de dados espacial trabalha com representações mais simples do objeto. Como o menor retângulo envolvente do objeto. A consulta dos dados é dividida em filtragem e refinamento. O objetivo da filtragem é reduzir e rapidamente selecionar os possíveis candidatos que satisfaçam a consulta. A etapa de refinamento, envolve a aplicação de algoritmos geométricos computacionalmente complexos e custosos e que são aplicados à geometria exata dos candidatos selecionados na etapa anterior.

4 R-Tree É derivada da arvore B. A grande diferença é o tipo das chaves. No caso da arvore B são valores numéricos. No caso da arvore R são os pontos extremos do retângulo envolvente mínimo. Este retângulo é formado a partir da observação dos limites geométricos mínimo e máximo do contorno do objeto. É expresso pelas coordenadas dos seus pontos inferior esquerdo e superior direito

5 R-Tree

6 SF-SQL Especifica um conjunto de tipos de geometrias vetoriais, operações topológicas e operações métricas. Introduz o conceito de tabela com feições para representação dos dados geográficos. Nesta tabela, os atributos não espaciais são mapeados para colunas de tipos disponíveis na SQL-92, e os atributos espaciais para colunas cujo tipo de dados é baseado no conceito de "tipos de dados geométricos adicionais para SQL". Hierarquia de tipos de geometrias da SF-SQL

7 Relacionamentos Topológicos do SF-SQL Exemplo de consulta SF-SQL

8 Outras funções SF-SQL Outras funções SF-SQL

9 PostGIS para PostgreSQL Características espaciais principais do PostgreSQL Apresenta tipo de dados geométricos, operadores espaciais simples e indexação espacial através de uma R-Tree. A implementação da R-Treenativa tem a limitação de aceitar polígonos de no máximo 8Kbytes

10 Características espaciais principais do PostgreSQL Outra desvantagem é que os poucos operadores espaciais existentes realizam a consulta apenas na retângulo envolvente das geometrias e não diretamente nelas. Além disso os tipos de dados simples, como polígonos, não permitem a representação de buracos, não existindo também geometrias que permitam representar objetos mais complexos como os formados por conjuntos de polígonos. PostGIS Para resolver o problema do PostgreSQLquanto a manipulação de dados espaciais, foi criada a extenção PostGis. Ela contem os seguintes tipos de dados espaciais:

11 Representação textual dos tipos espaciais dopostgis Criando tabelas de dados espaciais no PostGIS

12 Criando tabelas de dados espaciais no PostGIS A criação de uma tabela com tipo espacial é construída em duas etapas: Na primeira, definimos os atributos básicos (alfanuméricos). Na segunda, usamos a função AddGeometryColumnpara adicionar a coluna com o tipo espacial. A função AddGeometryColumn serve para preencher os metadados da tabela criada. Inserindo dados espaciais na tabela.

13 Sistemas de Informação Geográficos(SIG SIG) Os SIGs são meios tecnológicos para se estudar o espaço terrestre. Os SIGsresultam da combinação entre três tipos de tecnologias distintos: Sensoriamento remoto. GPS. Geoprocessamento. Arquitetura SIG(interação com os SGBDs) Existem duas formas de integração entre os SIGse os SGBD que são a arquitetura dual e a arquitetura integrada.

14 Arquitetura dual Problemas da arquitetura dual Dificuldade no controle e manipulação das componentes espaciais. Dificuldade em manter a integridade entre a componente espacial e a componente alfanumérica. Separação entre o processamento da parte convencional, realizado pelo SGBD, e o processamento da parte espacial, realizado pelo aplicativo utilizando os arquivos proprietários. Dificuldade de interoperabilidade, já que vários SIGs trabalham com arquivos com formato proprietário. Solução?

15 Arquitetura integrada Mostrar o TerraView

16 Referências