SE R A ula 3 A rquitetu ras de SIG. Antônio Miguel Vieira Monteiro Gilberto Câmara

Transcrição

1 SE R A ula 3 A rquitetu ras de SIG Antônio Miguel Vieira Monteiro Gilberto Câmara

2 C o n teú do Componentes de um SIG Decisões de Arquitetura Exemplos de Sistemas

3 O rg an ização de d ad o s em u m SIG Organização por níveis (planos) de informação cada nível = dado específico Atributos de objetos armazenados em tabelas divisão política elevação rios

4 O rg an ização de D ad o s em u m SIG 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) País PIB Pop Brasil Argentina Chile PI com Campo (Geologia) PI com Objetos (Países)

5 D iferen tes A rq u itetu ras de SIG 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

6 SIG deskto p Interface Entrada e Integr. Dados Consulta e Análise Espacial Visualização Plotagem Gerência Dados Espaciais BANCO DE DADOS GEOGRÁFICO

7 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

8 T ratam ento de D ados 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 }

9 E xem p lo de u m a R elação EMPREGADO Atributo registro nome idade salário depto Domínio inteiro positivo conjunto de caracteres inteiro positivo real positivo inteiro positivo REGISTRO NOME IDADE SALARIO DEPTO JOÃO DA SILVA HENRIQUE CARDOSO JOSÉ DE SOUZA

10 T ratam ento de D ados 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

11 T ratam ento de D ados 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?

12 T ratam ento de D ados 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

13 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

14 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?

15 A rq u itetu ra D u al

16 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

17 A rcview: E xem plo d e A rq u itetu ra D u al Banco de Dados de São Paulo Arquivos: sampa.shp, sampa.dbf, sampa.shx

18 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

19 C o n seq u ên cias d a A rquitetu 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

20 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 )

21 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 Camada de suporte espacial SGBD relacional com campos longos França geometria

22 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 Camada de suporte espacial SGBD relacional com campos longos França geometria

23 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

24 A rq u itetu ra em cam ad as: co m p o nentes 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 Interface Camada de acesso Banco de Dados

25 A rq u itetu ra em cam ad as: co m p o nentes Exemplos TerraView/TerraLib Banco de dados Access Camada de Acesso TerraLib Interface TerraView Interface Camada de acesso Banco de Dados

26 A rq u itetu ra em cam ad as: co m p o nentes Exemplos SIGMUN (cadastro urbano para prefeituras) Banco de dados ORACLE Interface Camada de acesso Camada de Acesso TerraLib (com programa servidor) Banco de Dados Interface SIGMUN (programa separado)

27 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

28 A m b ien te d e SIG D istrib 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

29 SG B D co m Suporte a D ad o s E spaciais Armazenamento Indexação espacial Interface Progr. Integrac. Produtos Oracle Tabelas Quad-trees C, SQL/MM, GeoMedia, MapInfo, Spatial normalizadas OpenGIS SDE DB2 Spatial Extender Tipos de dados espaciais - C++, SQL SDE Informix Data Blade Tipos de dados espaciais - C++, SQL SDE, MapInfo SpatialWare

30 C am ada d e A cesso Área de Integrac. Gerência Interface SGBDs Aplicac. Produtos Transacão Program. Suportados GeoMedia Pro MapInfo SpatialWare Geral GeoMedia - VBA Oracle 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 - Controle Smallworld Oracle Redes versões Magik VISION* Gerência AutoDesk "Check-in, Express Oracle Redes World check-out" (VBA-like)

31 E vo lu ção d a G eo tecn o lo g ia Centro de Dados Global BD Geográfico Institucional SIG Individual

32 E vo lu ção d a T ecn o lo gia Tecnologia CAD, Cartografia BDados, Imagens Sist. Distribuídos Uso princ. Desenho de Mapas Análise Espacial Centro Dados Ambiente Projetos isolados Cliente-servidor Multi-servid., WWW Sistemas Pacotes separados Software integrado Interoperabilidade

33 B ib lio tecas D igitais 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

34 Intern et: In tro dução 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

35 A rq u itetu ras SIG n a Intern 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

36 Servidorde MapasRemotos Cliente Servidor WWW Browser URL Página HTML Servidor HTTP Documentos Web Display Solicita Img Mostra Imagem INTERNET URL/Parâmetros do Mapa Mapa / Imagem Servidor HTTP Servidor de Mapas Gerador de Mapas Dados Espaciais

37 Servidores de Mapas Vantagem não é necessário carregar, instalar ou manter qualquer software ou dados especiais Desvantagem Cada nova pesquisa, gera um novo mapa

38 Servidores de Mapas: exem p lo s SIGMUN Cadastro urbano Acesso do cidadão a seus dados

39 Servidor de D ad o s R em o to Navegador +plug-ins Servidor WWW Geograf. Geração Dados Exemplo - (queimadas na Amazônia)

40 Servidorde dadosremoto Cliente Servidor Software SIG Local Requisição de arquivos INTERNET Servidor de dados Dados SIG Arquivos de dados SIG Transferência de Arquivos Dados SIG Locais

41 Servidor 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)

42 E vo lu ção d a G eo tecn o lo g ia Centro de Dados Global BD Geográfico Institucional SIG Individual