Banco de Dados Geográficos. Gilberto Ribeiro de Queiroz Karine Reis Ferreira

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1 Banco de Dados Geográficos Gilberto Ribeiro de Queiroz Karine Reis Ferreira

2 Tópicos Representação Computacional de Dados Geográficos Modelagem Conceitual de Dados Geográficos Arquitetura de SIGs GeoTecnologias Web, SIG e Serviços OGC Futuro: Desafios

3 Representação Computacional de Dados Geográficos Como representar os dados geográficos no computador? Como as estruturas de dados geométricas e alfanuméricas se relacionam com os dados do mundo real? Que alternativas de representação computacional existem para os dados geográficos?

4 Sistemas de Informação Geográfica - SIG Sistemas que realizam o tratamento computacional de dados geográficos. Funcionalidades de um SIG (Rigaux et al, 2002): Entrada e validação de dados espaciais; Armazenamento e gerenciamento; Saída e apresentação visual; Transformação de dados espaciais; Interação com o usuário; Combinação de dados espaciais para criar novas representações do espaço geográfico; e Ferramentas para análise espacial.

5 Visão Geral de um SIG Interface Entrada e Integr. Dados Consulta e Análise Espacial Visualização Plotagem Gerência Dados Espaciais BANCO DE DADOS GEOGRÁFICO

6 Organização lógica de dados em um SIG Plano de informação (nível, camada, layer): Contém informações referentes a um único tipo de dados Área geográfica definida Ex: Divisão política Elevação Rios divisão política elevação rios

7 Processo de Representação Computacional Universo Universo Universo Universo Ontológico Formal Estrutural Implementação Níveis de abstração Ontologias (conceitos do mundo real): lote, tipo de solos, rios Formal: entidades (objetos) x distribuições (campos) Estruturas de dados: matrizes, vetores e model. dinâmicos Implementação: código em linguagem de computador

8 Processo de Representação Computacional Universo Universo Universo Universo Ontológico Formal Estrutural Implementação Lote Geo-Objeto Polígono + atributos Lista de coord.

9 Universo Ontológico Que classes de entidades são necessárias para descrever o problema que estamos estudando? 1. Definir os conceitos da realidade (entidades) a serem representados no computador Ex.: tipos de solo, elementos de cadastro urbano, e caracterização das formas do terreno 2. Descrever essas entidades por meio de conceitos Criar uma ontologia de aplicação: um conjunto de conceitos compartilhados por uma comunidade

10 Universo Ontológico Geo-ontologia: um conjunto de conceitos associados a entidades geográficas e um conjunto de relações semânticas e espaciais entre estes termos. Exemplo: rios: curso de água natural, de extensão mais ou menos considerável, que se desloca de um nível mais elevado para outro mais baixo, aumentando progressivamente seu volume até desaguar no mar, num lago, ou noutro rio. riacho: rio pequeno, mais volumoso que o regato e menos que a ribeira relação semântica: um riacho é um rio. (Especialização)

11 Universo Formal Quais são as abstrações formais necessárias para representar os conceitos de nosso universo ontológico? 1. Definir como o mundo real será medido 2. Generalizar os conceitos da ontologia em entidades formais (geo-campos e geo-objetos)

12 Como medir o dado? Como descrever a variação de um atributo no espaço e no tempo? Ex.: Poluição, tipo de solo, declividade Compreensão dos processos de mensuração Escalas de medida: Nominal, Ordinal, Intervalo e Razão

13 Espaço Relativo X Espaço Absoluto Depende dos tipos de análise que serão realizadas: Quais os rios cruzam a cidade de São Paulo? Qual é a média da mortalidade infantil de meus vizinhos? Espaço absoluto Espaço relativo

14 Espaço Relativo: Redes Modelo de redes: representa o espaço geográfico como um conjunto de pontos no espaço (nós), conectados por linhas (arcos). Suporte matemático: teoria dos grafos Ex.: Linhas de comunicação e acessibilidades Fluxo de pessoas ou objetos Conexões de influência

15 Espaço Absoluto: Geo-Campos e Geo-Objetos Geo-Campos (superfícies, distribuições) Representam uma superfície contínua, sobre a qual variam os fenômenos observados Para cada ponto da região, temos um valor distinto IDH Imagem sat. Altimetria Geologia

16 Espaço Absoluto: Geo-Campos e Geo-Objetos Geo-Objetos (entidades, feições) Coleção de entidades distintas e identificáveis, onde cada entidade é definida por um limite bem definido Homogeneidade interna Descrito por seus atributos (descreve o que está dentro dele) Nome = Brasil Pop = 159 milhões Nome = Argentina Pop = 34 milhões Nome = Chile Pop = 14 milhões 24 Mapa Lotes 22 Lotes id dono endereço 22 Guimarães Caetés Bevilácqua São João Ribeiro Caetés 790

17 Universo Estrutural Quais são os tipos de dados e algoritmos necessários para representar os modelos e as álgebras do universo formal? 1. Definir as estruturas de dados: Estruturas Vetoriais Estruturas Matriciais

18 Estruturas Vetoriais Representar as fronteiras de cada entidade geográfica: Ponto: par ordenado (x, y) Linha: conjunto de pontos conectados Área (polígono): região limitado por uma ou mais linhas fechadas

19 Estruturas Vetoriais - Topologia Polígonos sem topologia ou polígonos fechados Polígonos com topologia arco-nó-polígono Rede com topologia arco-nó

20 Estruturas Vetoriais - Topologia Polígonos com topologia arco-nó-polígono

21 Estruturas Vetoriais - Topologia Possíveis problemas com estruturas vetoriais com polígonos fechados: fonte: John Elgy

22 Estruturas Vetoriais 2,5 D Associação de um valor numérico a cada localização do espaço 2D Não são tridimensionais, suporte espacial são localizações 2D

23 Estruturas Vetoriais 2,5 D Três alternativas de estruturas vetoriais 2,5 D: Conjunto de amostras Isolinhas (curva de nível) Malha Triangular ou TIN Curvas de nível Triangulação

24 Estruturas Matriciais Grade regular sobre a qual se associa, célula a célula, o elemento que está sendo representado: Matriz de células: P(m,n) Índice espacial (i,j) para cada elemento Cada célula, um ou mais valores Extensão célula Resolução

25 Representação Vetorial X Matricial Mundo Real Representação Vetorial Representação Matricial

26 Conversão Vetorial Matricial fonte: Mohamed Yagoub

27 Representação Matricial fonte: Mohamed Yagoub

28 Universo Implementação Implementar a representação em um suporte computacional apropriado. Decisões de implementação: Arquiteturas, linguagens e paradigmas de programação. Algoritmos de geometria computacional Ponto-em-polígono, simplificação de linhas e intersecção de linhas e polígonos Métodos de indexação espacial Rtree, QuadTree Processamento de otimização de consultas

29 Tópicos Representação Computacional de Dados Geográficos Modelagem Conceitual de Dados Geográficos Arquitetura de SIGs GeoTecnologias Web, SIG e Serviços OGC Futuro: Desafios

30 Modelagem de Dados Geográficos Representar as entidades geográficas em um alto nível de abstração através de um conjunto de conceitos formais Técnicas: Modelos de Dados Modelos Matemáticos Modelos Subjetivos MUNICÍPIO COD_MUNICÍPIO 1 Dentro de Modelo Geo-OMT - Hospitais Hospital Cod_hospital Nome End Num_leitos... n...n Médico Código_med Nome_med Função Área Cod_hospital 1 Cruza / Atravessa / Dentro de Bairros 1...n 1...n COD_Bairro Descrição do Bairro n Paciente Nome_pac CPF Convênio Med_resp Cod_hospital 1...n 1...n Prontuário Código_prontuário CPF_Paciente Doença Data_entrada Data_saída Ruas DSC_NOME_Ruas Dentro de Hospital 1...n Exames Código_exame Nome_exame Tipo Valor Cod_hospital 1...n Exame_pac Código CPF_paciente Data_exame Cod_exame Cruza / Toca

31 Modelagem de Dados Geográficos Pensar no problema a priori Quais dados serão necessários? Como representá-los? Como esses dados se relacionam? Como gerar novos dados (combinações entre layers)? Levantar novos requisitos de dados Documentação Modelagem

32 Modelos de Dados Geográficos Modelos que possuem conceitos ou primitivas para a representação de dados geográficos: IFO para aplicações geográficas (Worboys et al., 1990) MODUL-R (Bédard, 1996) GeoOOA (Kösters, 1997) GMOD (Oliveira, 1997) GISER (Shekhar, 1997) MADS (Parent, 1999) GeoFrame (Lisboa and Iochpe, 1999) OMT-G (Borges, 2001)

33 OMT-G Baseado no modelo OMT (Object Modeling Technique):

34 OMT-G OMT-G: Object Modeling Technique for Geographic Applications Conceitos principais: Classes Relacionamentos Restrições de integridade espaciais Três diferentes diagramas: Diagrama de Classes Diagrama de Transformação Diagrama de Apresentação

35 OMT-G Diagrama de Classes Classes CLASSE OMT-G CLASSE GEORREFERENCIADA CLASSE CONVENCIONAL GEO-CAMPO REDE TRIANGULAR IRREGULAR POLÍGONOS ADJACENTES TESSELAÇÃO AMOSTRAGEM ISOLINHAS GEO-OBJETO GEO-OBJETO COM GEOMETRIA GEO-OBJETO C/ GEOMETRIA E TOPOLOGIA POLÍGONO PONTO LINHA NÓ LINHA UNI- DIRECIONADA LINHA BI- DIRECIONADA

36 OMT-G Diagrama de Classes Classes Classe georrefenciada e convencional

37 OMT-G Diagrama de Classes Relacionamentos

38 OMT-G Diagrama de Classes Generalização espacial sinalização Atividades Econom. Pt.ônibus Estacionam Comércio Indústria Disjunto/ Parcial Sobreposto/ Parcial Escola Terminal Pública Particular Metro ônibus Disjunto/ Total Sobreposto/Total

39 OMT-G Diagrama de Classes Agregação espacial ( todo-parte ) Generalização conceitual

40 OMT-G Diagrama de Transformação Imagens Imagens Landsat não - georreferenciadas (matriz 2D de Num. Inteiros) Registrar Imagens Imagens Imagens Landsat georreferenciadas (matriz 2D de Num. Inteiros) Mapeamento p/ classes temáticas Imagem clas Imagem Classificada (matriz 2D de Num. Inteiros) Segmentação / Classificação Declividade Uso_Terra Mapa Temático c/ Mapa Temático c/ classes de declividade classes de uso (matriz 2D de Num. (matriz 2D de Num. Inteiros) Inteiros) Solos Mapa Temático c/ classes de declividade (matriz 2D de Num. Inteiros) Cruzar PI's (LEGAL) Aptidão Mapa de Classes de Aptidão ao Uso (matriz 2D de Num. Inteiros)

41 OMT-G Diagrama de Apresentação

42 OMT-G Exemplo:

43 OMT-G Ferramenta CASE Extensão (Stencil) para o software Microsoft Visio 2000

44 UML-GeoFrame Framework conceitual que utiliza as notações e conceitos da linguagem UML: PACOTE multiplicidade generalização - especialização Classe atributo : domínio 1 * associação agregação ClasseAgregada atributo : domínio composição Subclasse atributo : domínio Subclasse atributo : domínio ClasseComponente atributo : domínio instanciação objeto : classe

45 UML-GeoFrame Framework Tema * retrata * Regiãogeográfica nome descrição * * ObjetoNãoGeográfico * FenômenoGeográfico CampoGeográfico ObjetoGeográfico 1 representa 1 representa * * RepresentaçãoCampo ObjetoEspacial 2..n Ponto Linha Polígono ObjEspComplexo GradeCélulas PolAdjacentes Isolinhas GradePontos TIN PontosIrregulares

46 UML-GeoFrame A modelagem utilizando o framework GeoFrame é feita considerando uma abordagem topdown de três fases: Fase 1) Identificar temas (e sub-temas) para cada área geográfica. Construção do Diagrama de Temas. Fase 2) Para cada tema, elaborar o Diagrama de Classes. Associar a representação de cada classe (campo ou objeto). Relacionar classes de diferentes temas. Fase 3) Análise e modelagem do componente espacial de cada fenômeno geográfico (ponto, isolinha, polígono, TIN, etc).

47 UML-GeoFrame Diagrama de Temas LitoralNorteRS : RegiãoGeográfica Instância de RegiãoGeográfica MeioAmbiente AtividadeAntrópica Clima Hidrografia ONGs Abastecimento Água Relevo Vegetação Solos Estrada AtivIndustrial Símbolo de Pacote

48 UML-GeoFrame Diagrama de Classes Uso de estereótipos diagrama mais legível

49 UML-GeoFrame Diagrama de Classes Fase 2:

50 UML-GeoFrame Diagrama de Classes Fase 3:

51 UML-GeoFrame Exemplo

52 UML-GeoFrame Ferramenta CASE ArgoCaseGeo: Desenvolvido pela Universidade Federal de Viçosa UFV Livre e de código fonte aberto Software base: ArgoUML Conversão automática para Shape e TerraLib Disponível no endereço:

53 UML-GeoFrame Ferramenta CASE

54 Tópicos Representação Computacional de Dados Geográficos Modelagem Conceitual de Dados Geográficos Arquitetura de SIGs GeoTecnologias Web, SIG e Serviços OGC Futuro: Desafios

55 Evolução dos SIGs Gerenciamento e utilização dos dados geográficos Servidores WEB SIG Distribuído (multiusuários) SIG DeskTop

56 Sistemas de Bancos de Dados Usuários de Aplicação DBA Programadores de Aplicação Aplicações SGBD Banco de Dados

57 Sistema Gerenciador de Bancos de Dados (SGBD) Oferece serviços para: Armazenar, consultar e atualizar o banco de dados Manter a consistência e integridade dos dados Evitar redundância Refletir a realidade Controlar acessos concorrentes Manter a segurança dos dados Recuperar falhas e fazer cópias de reserva (backup) Restringir e controlar os acessos dos usuários Restrições de segurança

58 SIGs e SGBD Os Sistemas de Informações Geográficas (SIG) estão evoluindo para utilizar Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados (SGBD) para armazenar e gerenciar dados geográficos: A responsabilidade de gerenciamento dos dados geográficos passa a ser dos SGBDs e não dos SIGs. SGBDs tradicionais são estendidos para suportar dados espaciais.

59 Evolução dos SIGs Arquiteturas de SIGs que usam SGBDs: Arquitetura Dual Arquitetura Integrada

60 Arquitetura Dual Estrutura: SGBD relacional: para armazenar dados alfanuméricos SIG SGBD Arquivos: armazenar dados espaciais Dados Espaciais Arquivos Dados Alfanuméricos SGBD País Brasil Uruguai PIB

61 Arquitetura Dual

62 Arquitetura Dual Exemplos: SPRING Dados alfanuméricos: SGBD relacional (DBase, Access, MySQL, Oracle) Dados espaciais: Arquivos com formato específico ArcView/ ARC/INFO (até versão 7) Dados alfanuméricos: SGBD relacional Dados espaciais: shapefiles IDRISI Dados alfanuméricos: SGBD relacional Dados espaciais: matrizes Quem é o gerenciador de dados num sistema como SPRING, ArcView e IDRISI? A própria aplicação

63 Arquitetura Dual SPRING: SGBD - modelo relacional

64 Arquitetura Dual SPRING: Arquivos ASCII-SPRING Ancoras (.an1,.an2) Polígonos (.po1,.po2) Linhas (.lin) Pontos das linhas (.blk) Pontos 2D (.p2d) Pontos 3D (.p3d) Imagens (.grb,.thm) Luts (.lut) Grades (.grb) Cartas (.cht) Árvores rtree (.rtl, rtp,.rta) Árvores de indexação kdtree (.kdt)

65 Arquitetura Dual SPRING

66 Arquitetura Dual ArcView (versão 3.0): Banco de Dados de São Paulo Arquivos: sampa.shp, sampa.dbf, sampa.shx

67 Arquitetura Dual Problemas Falta de interoperabilidade Consultas são divididas em duas partes Dificuldade em manter a integridade entre os dados espaciais e atributos Não permite ambiente multiusuário: Compartilhamento de dados exige duplicação dos dados Atualização da informação requer nova cópia para todos os usuários

68 Arquitetura Integrada Estrutura: SGBD: para armazenar o dados geográfico: SGBD relacional SGBD objeto-relacional SIG SGBD Dados alfanuméricos + Dados espaciais SGBD País Brasil Uruguai PIB

69 Arquitetura Integrada - SGBD Relacional Modelo relacional Banco de dados é organizado em uma coleção de relações ou tabelas relacionadas entre si. Aluno MATRICULA NOME CURSOID João MAT José BIO Maria ENG Luis INFO Ana Luana MAT MAT CURSOID TITULO Curso DURAÇÃO INFO Informática Indust. 4 BIO Biologia 4 ENG Engenharia Civil 5 MAT Licenciatura Mat. 4

70 Arquitetura Integrada - SGBD Relacional Como armazenar um polígono em um SGBD-R? Alternativa 1) tabelas de pontos (x,y) Poligonos 1,5 5,5 id pol1 num_coords 4 num_holes 0 pol ,1 Pol1 5,1 id pol1 Pts_pol pt 1 id 1 Pontos x y 1 5 pol pol pol pol

71 Arquitetura Integrada - SGBD Relacional Como armazenar um polígono em um SGBD-R? Alternativa 2) campo longo binário (BLOB) 1,5 5,5 Tipo BLOB 1,1 Pol1 5,1 Poligonos id num_coords num_holes poligono pol1 4 0 (xy, xy, xy...) pol (xy, xy, xy...)

72 Arquitetura Integrada - SGBD Relacional Vantagens Facilidade na manutenção de integridade entre a componente espacial e alfanumérica Uso dos recursos do SGBD: transação, recuperação de falhas, controle de acesso concorrente, etc. Desvantagens Perda de semântica dos dados espaciais Limitações da SQL para manipular BLOBs Métodos de acesso e otimização de consultas devem ser implementados pelo SIG

73 Consultas espaciais Seleção espacial Dados um conjunto de objetos espaciais D e um predicado de seleção espacial p sobre atributos espaciais dos objetos em D, determine todos os objetos em D cujas geometrias satisfazem p. Seleção por ponto Seleção por região Seleção por janela

74 Consultas espaciais Junção espacial Dados dois conjuntos de objetos espaciais D 1 e D 2 e um predicado de seleção espacial θ determine todos os pares (d 1, d 2 ) D 1 X D 2 cujas geometrias satisfazem θ. Ex. Para cada rodovia selecione as escolas que estão a menos de 1000 metros.

75 Predicados topológicos Freqüentemente utilizados nas consultas espaciais para analisar informações. Definem restrições baseadas no relacionamento espacial entre os objetos. Aparecem em consultas como: Cristalina e Paracatu são vizinhas? O trecho em vermelho da BR-040 cruza quais municípios?

76 Predicados topológicos: Matriz 9-Interseções A B A B A B A B A A A - B B B - disjoint A A A - B B B - B B B - B B B - A A A A A - A - meet contains covers A BB A B B A B A A A A - B B B - B B B - A A A - equal overlap A A A - B B B - B B B - A A A - inside covered by Fonte: Adaptado de Egenhofer e Herring (1991)

77 Predicados topológicos: Matriz 9-Interseções Perdizes (A) Araxá (B) A A A - B B B - TOCA

78 Processamento de Consultas Espaciais Por quais municípios brasileiros passa o trecho da BR-040 destacado? Métodos de Acesso Multidimensionais: Aproximação pelo Retângulo Envolvente Mínimo (REM ou Bounding Box ou MBR)

79 Processamento de Consultas Espaciais Consulta Espacial Índice Espacial Testes Geométricos Objetos Espaciais Candidatos Falsos Candidatos Resultado Filtragem Refinamento

80 Métodos de Acesso Multidimensionais Principais: k-d Trees Fixed-Grid Quadtrees R-Trees

81 k-d-tree Itapajipe Limeira Do Oeste Uberlândia y Iturama Cachoiera Dourada Comendador Gomes Araguari Araporã Cachoiera Dourada Araguari Fronteira Nova Ponte Uberlândia Nova Ponte Limeira Do Oeste Iturama Itapajipe Fronteira Comendador Gomes x

82 Fixed Grid y Cachoiera Dourada Araporã Araguari Uberlândia União de Minas Nova Ponte Limeira do Oeste Carneirinho Iturama São Francisco de Sales Itapajipe Fronteira Comendador Gomes x

83 Fixed Grid Multi-Nível y Cachoiera Dourada Araporã Araguari Uberlândia União de Minas Nova Ponte Limeira do Oeste Carneirinho Iturama São Francisco de Sales Itapajipe Fronteira Comendador Gomes x

84 Quadtree y NW Cachoiera Dourada NE SW SE Cachoiera Dourada Araporã Araguari Uberlândia União de Minas Nova Ponte Limeira do Oeste Carneirinho Iturama São Francisco de Sales Itapajipe Fronteira Comendador Gomes x

85 R-Tree d Retângulo de Pesquisa a 3 7 c b R a b c d

86 Arquitetura Integrada - SGBD-OR Utiliza extensões espaciais construídas sobre SGBD-OR para armazenar, gerenciar e acessar dados espaciais SGBD-OR: modelo objeto-relacional Combina benefícios do modelo Relacional com a capacidade do modelo OO Fornecem suporte para: Criar objetos complexos Executar consultas complexas sobre dados complexos

87 Extensão espacial SGBD-OR são estendidos para suportar: Tipos de dados espaciais: polígono, ponto, linha, etc; Operadores e funções utilizados na SQL para manipular dados espaciais (consultas e junção) Métodos eficientes de acesso aos dados espaciais Extensões existentes (seguem padrão OGC): Comerciais Oracle Spatial IBM DB2 Spatial Extender Livres PostGIS Extensão espacial para MySQL (em desenvolvimento)

88 Open Geospatial Consortium OGC Consórcio formado por empresas, universidades e agências governamentais. Promover o desenvolvimento de padrões que facilitem a interoperabilidade entre sistemas envolvendo informação geo-espacial. Os produtos do trabalho do OGC são apresentados sob a forma de especificações de interfaces e padrões de intercâmbio.

89 Open Geospatial Consortium OGC Algumas especificações OGC: SFS-SQL (Simple Feature Specification For SQL): especificações sobre o armazenamento e recuperação de dados espaciais. GML (Geography Markup Language): intercâmbio de dados. OWS (OGC Web Services): especificações de serviços WEB WFS: Web Feature Service WMS: Web Map Server

90 Simple Feature Specification for SQL (SFS-SQL) Endereça o armazenamento e recuperação de feições espaciais pelos sistemas de bancos de dados. Define: Esquema para o armazenamento de feições. Semântica dos operadores topológicos a serem usados em consultas espaciais. Interface dos demais operadores espaciais (métricos e que geram novas geometrias). Define o conceito de tabelas de feições: Atributos alfa-numéricos: tipos comuns da SQL Atributos espaciais: SQL ou SQL com tipos geométricos.

91 SFS-SQL: Hierarquia de Tipos Geométricos Geometry Point Curve Surface GeometryCollection LineString Polygon MultiSurface MultiCurve MultiPoint Line LinearRing MultiPolygon MultiLineString

92 SFS-SQL: Tabelas de feições Tipos SQL GEOMETRY_COLUMNS F_TABLE_CATALOG F_TABLE_SCHEMA F_TABLE_NAME F_GEOMETRY_COLUMN G_TABLE_CATALOG G_TABLE_SCHEMA G_TABLE_NAME STORAGE_TYPE GEOMETRY_TYPE COORD_DIMENSION MAX_PPR SRID FEATURE_TABLE <ATRIBUTOS> GID (Geometry Column) <ATRIBUTOS> GID ESEQ ETYPE SEQ X1 Y1 SPATIAL_REFERENCE_SYSTEMS SRID AUTH_NAME AUTH_SRID SRTEXT GEO_COLUMNS... X<MAX_PPR> Y<MAX_PPR> ou GEO_COLUMNS GID XMIN YMIN XMAX YMAX WKB_GEOMETRY

93 SFS-SQL: Tabelas com feições Tipos Geométricos GEOMETRY_COLUMNS F_TABLE_CATALOG F_TABLE_SCHEMA F_TABLE_NAME F_GEOMETRY_COLUMN COORD_DIMENSION SRID SPATIAL_REFERENCE_SYSTEMS SRID AUTH_NAME AUTH_SRID SRTEXT FEATURE_TABLE <ATRIBUTOS> GID (Geometry Column) <ATRIBUTOS>

94 SFS-SQL: Relacionamentos Topológicos Matriz de 9-Interseções estendida dimensionalmente: ) dim( ) dim( ) dim( ) dim( ) dim( ) dim( ) dim( ) dim( ) dim( λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ

95 SFS-SQL: Operadores Espaciais Intersection(A, B): Geometry A A Intersection C B B Outros operadores: distância, buffer, união, diferença, diferença simétrica

96 SFS-SQL Extensões existentes que seguem este padrão: Comerciais Oracle Spatial IBM DB2 Spatial Extender Livres PostGIS Extensão espacial para MySQL (em desenvolvimento)

97 PostGIS Extensão do SGBD PostgreSQL (SFS-SQL): Tipos de dados geométricos. Operadores espaciais: Através da biblioteca GEOS Métodos de Acesso Espacial: R-Tree sobre GiST GEOMETRY POINT GEOMETRYCOLLECTION LINESTRING MULTIPOINT POLYGON MULTILINESTRING MULTIPOLYGON

98 PostGIS Tipos de Dados Espaciais Criação de Tabelas com tipos de dados espaciais: CREATE TABLE distritossp ( cod SERIAL, ); sigla VARCHAR(10), denominacao VARCHAR(50), PRIMARY KEY (cod) SELECT AddGeometryColumn('terralibdb', 'distritossp', 'spatial_data', -1, 'POLYGON', 2);

99 PostGIS Tipos de Dados Espaciais Inserindo dados em tabelas com tipos de dados espaciais: INSERT INTO distritossp (sigla, denominacao, spatial_data) VALUES('CTR', 'Centro', GeometryFromText('Polygon((0 0, 10 0, 10 10, 0 10, 0 0), (5 5, 5 6, 6 6, 6 5, 5 5))', -1));

100 PostGIS Tipos de Dados Espaciais Metadados: Sistema de Coordenadas spatial_ref_sys Attribute Type Modifier srid INTEGER PK auth_name auth_srid srtext proj4text VARCHAR(256) INTEGER VARCHAR(2048) VARCHAR(2048)

101 PostGIS Tipos de Dados Espaciais Metadados: Tabelas e colunas com tipos espaciais geometry_columns Attribute Type Modifier f_table_catalog f_table_schema f_table_name f_geometry_column coord_dimension srid type VARCHAR(256) VARCHAR(256) VARCHAR(256) VARCHAR(256) INTEGER INTEGER VARCHAR(30) PK PK PK PK FK

102 PostGIS Indexação Espacial Podemos utilizar uma R-Tree implementada no topo do mecanismo GiST para os tipos de dados espaciais: CREATE INDEX sp_idx_name ON distritossp USING GIST (spatial_data GIST_GEOMETRY_OPS); d a c b R R-Tree

103 PostGIS Indexação Espacial Exploração dos índices: Em predicados que envolvam operadores espaciais; Ex: consulta por janela Operador: && SELECT COUNT(*) FROM TABELA_POLIGONOS WHERE 'BOX3D( , )'::box3d && spatial_data;

104 PostGIS Consultas Espaciais Operadores Topológicos: equals(geometry, geometry) disjoint(geometry, geometry) intersects(geometry, geometry) touches(geometry, geometry) crosses(geometry, geometry) within(geometry, geometry) overlaps(geometry, geometry) contains(geometry, geometry)

105 PostGIS Consultas Espaciais Operadores Conjunto: intersection(geometry, geometry) geomunion(geometry, geometry) symdifference(geometry, geometry) difference(geometry, geometry Operadores Métricos: distance(geometry,geometry) area(geometry)

106 PostGIS Consultas Espaciais Recuperar o nome de todos os municípios da grande São Paulo que são vizinhos ao município de São Paulo. SELECT d2.nomemunicp FROM grande_sp d1, grande_sp d2 WHERE intersects(d1.spatial_data, d2.spatial_data) AND (d2.nomemunicp <> 'SAO PAULO') AND (d1.nomemunicp = 'SAO PAULO')

107 PostGIS Consultas Espaciais Recuperar o nome de todos os municípios da grande São Paulo que são vizinhos ao município de São Paulo. SELECT d2.nomemunicp FROM grande_sp d1, grande_sp d2 WHERE intersects(p1.spatial_data, p2.spatial_data) AND (d2.nomemunicp <> 'SAO PAULO') AND (d1.spatial_data && d2.spatial_data) AND (d1.nomemunicp = 'SAO PAULO')

108 PostGIS Consultas Espaciais Recuperar o nome de todos os municípios da grande São Paulo que são vizinhos ao distrito Anhanguera da cidade de São Paulo SELECT grande_sp.nomemunicp FROM sp_distritos, grande_sp WHERE intersects(sp_distritos.spatial_data, grande_sp.spatial_data) AND (sp_distritos.spatial_data && grande_sp.spatial_data) AND (sp_distritos.deno = 'ANHANGUERA');

109 PostGIS Consultas Espaciais Recuperar o número de bairros contidos no distrito Grajau SELECT COUNT(*) FROM sp_distritos, sp_bairros WHERE contains(sp_distritos.spatial_data, bairros.spatial_data) AND (sp_distritos.spatial_data && bairros.spatial_data) AND sp_distritos.deno = 'GRAJAU';

110 PostGIS Consultas Espaciais Recuperar todos os distritos que estão num raio de 3Km de um determinado rio SELECT sp_distritos.deno FROM sp_distritos, sp_drenagem, WHERE intersects(buffer(sp_drenagem.spatial_data, 3000), sp_distritos.spatial_data) AND sp_drenagem.object_id = '59';

111 PostGIS Consultas Espaciais Recuperar todos os bairros que estejam a menos de 3Km do bairro Boacava. SELECT distinct b1.bairro FROM sp_bairros b1, sp_bairros b2 WHERE b1.bairro <> 'BOACAVA' AND (distance(b2.spatial_data, b1.spatial_data) < 3000) AND b2.bairro = 'BOACAVA' ORDER BY b1.bairro;

112 PostGIS Consultas Espaciais Recuperar todos os bairros que estejam a menos de 3Km do bairro Boacava. SELECT distinct b1.bairro FROM sp_bairros b1, sp_bairros b2 WHERE b1.bairro <> 'BOACAVA' AND (distance(b2.spatial_data, b1.spatial_data) < 3000) AND (expand(b2.spatial_data, 3000) && b1.spatial_data) AND b2.bairro = 'BOACAVA' ORDER BY b1.bairro;

113 Oracle Spatial Extensão do SGBD Oracle (SFS-SQL): Tipos de dados geométricos. Operadores e funções espaciais: Métodos de Acesso Espacial: R-Tree e QuadTree Plano CREATE TYPE SDO_GEOMETRY AS OBJECT ( SDO_GTYPE NUMBER, SDO_SRID NUMBER, SDO_POINT SDO_POINT_TYPE, SDO_ELEM_INFO SDO_ELEM_INFO_ARRAY, SDO_ORDINATES SDO_ORDINATE_ARRAY); Geometria Elemento

114 Oracle Spatial Tipos de Dados Espaciais Criação de tabelas com tipos de dados espaciais: CREATE TABLE distritossp ( cod NUMBER(32), sigla VARCHAR(10), denominacao VARCHAR(50), spatial_data MDSYS.SDO_GEOMETRY PRIMARY KEY (cod) );

115 Oracle Spatial Metadados MDSYS.CS_SRS SC_NAME VARCHAR2(68) USER_SDO_GEOM_METADATA SRID NUMBER(38) TABLE_NAME VARCHAR2(32) AUTH_SRID NUMBER(38) COLUMN_NAME VARCHAR2(32) AUTH_NAME VARCHAR2(256) DIMINFO SDO_DIM_ARRAY WKTEXT VARCHAR2(2046) SRID NUMBER SC_BOUDS SDO_GEOMETRY USER_SDO_INDEX_INFO SDO_INDEX_OWNER VARCHAR2(32) INDEX_NAME VARCHAR2(32) TABLE_NAME VARCHAR2(32) COLUMN_NAME VARCHAR2(32) SDO_INDEX_TYPE VARCHAR2(32) SDO_INDEX_TABLE VARCHAR2(32) SDO_INDEX_STATUS VARCHAR2(32)

116 Oracle Spatial Metadados Inserindo metadados: INSERT INTO USER_SDO_GEOM_METADATA VALUES ('distritossp','spatial_data', MDSYS.SDO_DIM_ARRAY( MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('X', , ,0.0005), MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('Y', ,582.15,0.0005)), NULL);

117 Oracle Spatial Tipos de Dados Espaciais Inserindo dados em tabelas com tipos de dados espaciais: INSERT INTO distritossp (cod, sigla, denominacao,spatial_data) VALUES (1, 'VMR', 'VILA MARIA' MDSYS.SDO_GEOMETRY(2003, NULL, NULL, MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY( 1, 1003, 1 ), MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY(6,10, 10,1, 14,10, 10,14, 6,10)))

118 Oracle Spatial Indexação Espacial Indexando uma coluna espacial (R-Tree): CREATE INDEX distritossp_idx ON distritossp(spatial_data) INDEXTYPE IS MDSYS.SPATIAL_INDEX Funções para trabalhar com os índices: SDO_TUNE.QUALITY_DEGRADATION ALTER INDEX REBUILD

119 Oracle Spatial Consultas Espaciais Operadores: Usados na cláusula WHERE de uma consulta SQL Utilizam indexação espacial SDO_RELATE (SDO_TOUCH, SDO_ON, SDO_INSIDE) SDO_WITHIN_DISTANCE SDO_NN Operadores SDO_FILTER Descrição Implementa o primeiro filtro do modelo de consulta (baseado nos MBR) Avalia se as geometrias possuem uma determinada relação topológica Verifica se duas geometrias estão dentro de uma determinada distância. Identifica os n vizinhos mais próximos de uma geometria

120 Oracle Spatial Consultas Espaciais Funções: Definidas como subprogramas PL/SQL Usados na cláusula WHERE ou em SUBCONSULTAS Podem ser utilizadas sobre colunas espaciais não indexadas SDO_AREA, SDO_ LENGTH, SDO_DISTANCE Funções SDO_INTERSECTION, SDO_UNION SDO_DIFFERENCE, SDO_XOR SDO_BUFFER, SDO_CENTROID, SDO_CONVEXHULL Descrição Operações de conjunto Operações que geram novas geometrias Operações métricas

121 Oracle Spatial Consultas Espaciais Recuperar o nome de todos os municípios da grande São Paulo que são vizinhos ao município de São Paulo. SELECT d2.nomemunicp FROM grande_sp d1, grande_sp d2 WHERE SDO_TOUCH (d1.spatial_data, d2.spatial_data) = 'TRUE' AND (d2.nomemunicp <> 'SAO PAULO') AND (d1.nomemunicp = 'SAO PAULO')

122 Oracle Spatial Consultas Espaciais Recuperar o nome de todos os municípios da grande São Paulo que são vizinhos ao distrito Anhanguera da cidade de São Paulo SELECT grande_sp.nomemunicp FROM sp_distritos, grande_sp WHERE SDO_TOUCH (sp_distritos.spatial_data, grande_sp.spatial_data) = 'TRUE' AND sp_distritos.deno = 'ANHANGUERA';

123 Oracle Spatial Consultas Espaciais Recuperar o número de bairros contidos no distrito Grajau SELECT COUNT(*) FROM sp_distritos di, sp_bairros ba WHERE SDO_INSIDE(di.spatial_data, ba.spatial_data)= 'TRUE' AND di.deno = 'GRAJAU';

124 Oracle Spatial Consultas Espaciais Recuperar todos os distritos que estão num raio de 3Km de um determinado rio SELECT di.deno FROM sp_distritos di, sp_drenagem dr, user_sdo_geom_metadata m, WHERE SDO_RELATE (di.spatial_data, SDO_BUFFER (dr.spatial_data, m.diminfo, 3000), 'mask=inside+touch+overlapbdyintersect') = 'TRUE' AND m.table_name = 'sp_drenagem' AND m.column_name = 'spatial_data' AND dr.object_id = '59';

125 Oracle Spatial Consultas Espaciais Recuperar todos os bairros que estejam a menos de 3Km do bairro Boacava. SELECT distinct b1.bairro FROM sp_bairros b1, sp_bairros b2 WHERE b1.bairro <> 'BOACAVA' AND SDO_DISTANCE(b2.spatial_data, b1.spatial_data, ) < 3000) AND b2.bairro = 'BOACAVA' ORDER BY b1.bairro;

126 TerraLib É uma biblioteca de software, livre e de código fonte aberto, que oferece suporte para a construção de aplicativos geográficos baseados na arquitetura integrada. Desenvolvida em C++ Suporta: SGBD relacional Access, Oracle, Postgres, MySQL, SQLServer Jfddfjh gfsdfgdfssf fsdf fsdfsd sdfsdf Jfddfjh gfsdfgdfssf fsdf fsdfsd sdfsdf Jfddfjh gfsdfgdfssf fsdf fsdfsd sdfsdf TerraLib SGBD OR Oracle Spatial, PostGIS SGBD

127 TerraLib Livre e de código fonte aberto GNU Library License (or Lesser General Public License - LGPL) Parceiros de desenvolvimento

128 TerraLib Interface com SGBDs Database Interface com SGBDs ADO Driver MySQL Driver Oracle Driver PostgreSQL Oracle Spatial PostGIS Access MySql Oracle PostgreSQL SQL Server Oracle Spatial PostGIS

129 TerraLib - Tabelas de Dados Vetoriais SGBD sem e com extensão espacial Driver Driver Oracle Spatial TerraLib DBMS Without spatial extent Oracle Spatial

130 TerraLib - Drivers Diferentes implementações dos métodos do Database Ex.: LocatePolygon Qual o polígono que contém o ponto P? P

131 TerraLib - Drivers LocatePolygon: SGBD sem extensão espacial TerraLib Driver SELECT * FROM polygons p WHERE p.lower_x <= P.x() AND p.upper_x >= P.x() AND p.lower_y <= P.y() AND p.upper_y >= P.y() DBMS Without spatial extent

132 TerraLib - Drivers LocatePolygon: SGBD sem extensão espacial Driver TerraLib functions TerraLib SELECT * FROM polygons p WHERE p.lower_x <= P.x() AND p.upper_x >= P.x() AND p.lower_y <= P.y() AND p.upper_y >= P.y() result DBMS Without spatial extent

133 TerraLib - Drivers LocatePolygon: SGBD com extensão espacial Driver Oracle Spatial TerraLib SELECT * FROM polygons WHERE MDSYS.SDO_RELATE(spatial_data, MDSYS.SDO_GEOMETRY(2001, NULL, MDSYS.SDO_POINT_TYPE(P.x(),P.y(), NULL), NULL, NULL), 'mask=contains querytype = window') = 'TRUE'"; result Oracle Spatial

134 TerraLib Suporte Matricial Divisão em blocos (Tiling) Um dado matricial ou raster é dividido em blocos com largura L e altura A Cada bloco, com L x A elementos, é armazenado em um registro da tabela Vantagens: Eficiência na recuperação Flexibilidade de expansão (mosaico)

135 TerraLib Suporte Matricial Multi-resolução: o raster pode ser armazenado em vários níveis de resolução Nível 2 Resolução R * 2 2 Nível 1 Resolução R * 2 1 Nível 0 Resolução R * 2 0 A aplicação decide qual o nível de detalhe mais apropriado e apenas os blocos com essa resolução são processados

136 TerraView Um Aplicativo Geográfico que utiliza a TerraLib Jfddfjh gfsdfgdfssf fsdf fsdfsd sdfsdf Jfddfjh gfsdfgdfssf fsdf fsdfsd sdfsdf Jfddfjh gfsdfgdfssf fsdf fsdfsd sdfsdf TerraLib SGBDs

137 TerraView É um aplicativo construído sobre a biblioteca TerraLib: Exemplifica a utilização da biblioteca TerraLib Funcionalidades: Visualização e manipulação de dados vetoriais (pontos, linhas e polígonos) e matriciais (grades e imagens) Consultas espaciais e por atributos Agrupamentos e geração de legendas Gráficos (histogramas) e pie bar Análise espacial (Índice de Moran, Mapa de Kernel, etc) Operações geográficas (Buffer, Interseção, Diferença, etc)

138 TerraView

139 ArcGIS e ArcSDE

140 ArcSDE Interface entre os softwares do ArcGIS e os SGBDs Responsável pelo armazenamento, gerenciamento e recuperação dos dados geográficos nos SGBDs: IBM DB2 com extensão espacial IBM Informix com extensão espacial Microsoft SQL Server Oracle Oracle com extensão espacial ou Locator

141 ArcSDE Dados vetoriais são armazenados em tipos de dados espaciais (SGBD com extensão espacial) ou em BLOBs (SGBD sem extensão) Dados matriciais são armazenados em BLOBs em todos os SGBDs Dados Vetoriais

142 ArcSDE Dados Matriciais

143 Tópicos Representação Computacional de Dados Geográficos Modelagem Conceitual de Dados Geográficos Arquitetura de SIGs GeoTecnologias Web, SIG e Serviços OGC Futuro: Desafios

144 WWW Evolução de simples páginas com conteúdo estático para páginas com conteúdos dinâmicos: Extraídos, principalmente, de Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados (SGBDs) Tecnologias que emergiram no final da década passada: Common Gateway Interface (CGI) Active Server Pages (ASP) Java Server Pages (JSP) Hypertext Preprocessor (PHP) Cold Fusion

145 Apresentação de Dados Geográficos na Web A forma mais comum é através de mapas no formato de imagem PNG ou JPEG. SVG (Scalable Vector Graphics): XML com o formato vetorial Tipos de aplicações: Aplicações dedicadas. Servidores de mapas: são aplicações servidoras de informações geográficas que possuem uma interface bem definida para que aplicações clientes possam solicitar recursos (dados geográficos) (WMS).

146 Mapas Estáticos

147 Aplicações Dedicadas

148 MapServer Renderização de mapas a serem exibidos na Web. Open Source : API: CGI MapScript (PHP, Perl, Python e outras) Suporte: PostGIS Oracle Spatial ARCSDE SHAPE FILES

149 MapServer Servidor Web (Apache) HTTP Imagem: PNG MapServer (CGI) Aplicação Cliente MapFile Banco de Dados

150 MapServer

151 MapServer Arquivo de configuração (mapfile.map ): MAP IMAGETYPE PNG EXTENT SIZE SHAPEPATH "data" IMAGECOLOR LAYER # Inicio da camada com os limites estaduais NAME LimitesEstaduais DATA uf_2001 STATUS OFF TYPE POLYGON LABELITEM "nome"

152 MapServer Arquivo de configuração (mapfile.map ): MAP... LAYER # Inicio da camada com os limites estaduais... CLASS NAME "Limites Estaduais" STYLE COLOR OUTLINECOLOR END

153 MapServer Arquivo de configuração (mapfile.map ): MAP... CLASS LABEL COLOR SHADOWCOLOR SHADOWSIZE 2 2 TYPE TRUETYPE FONT arial SIZE 8 ANTIALIAS TRUE POSITION CC PARTIALS FALSE MINDISTANCE 300 BUFFER 4 END END END END

154 TerraPHP Extensão da Linguagem PHP: Visualização e consultas a bancos de dados geográficos Extensão em C++ Código fonte aberto e gratuito Exemplo de aplicação: TerraWeb

155 TerraPHP Servidor Web (Apache) HTTP Página PHP Imagem: PNG TerraPHP TerraLib PHP Aplicação Cliente Banco de Dados

156 TerraPHP <? $t = TerraWeb(); if(!$t->connect("localhost", "root", "", "terraweb", 3306, 1)) { echo("nao foi possivel conectar-se ao banco de dados<br>"); echo($t->errormessage()); exit(); } $result = $t->settheme("distritos", 0); $result = $t->plotvector();?> $imagemsaida = $t->getpng(); header("content-type: image/png"); echo($imagemsaida);

157 OGC Web Services (OWS) Web Services? Funcionalidades disponíveis através de uma interface descrita em uma notação XML padronizada que fornece os detalhes necessários para interagir com o serviço. Fornecem interoperabilidade entre diferentes aplicações, possivelmente, rodando em diferentes plataformas. Padrões abertos: XML SOAP WSDL HTTP

158 OGC Web Services (OWS) Catalog Client Map Client Data Client Web Catalog Service (CAT) Web Map Service (WMS) Web Feature Service (WFS) Outros Serviços OGC Geography Markup Language (GML) SFS (SQL, OLE/COM, Corba) Filter Encoding (FILTER) Web Map Context (WMC) Styled Layer Descriptor (SLD) Coordinate Transformation Service (CTS)

159 Web Map Service (WMS) Define um serviço de produção de mapas dinâmicos na Web. Mapa é uma representação visual dos dados geográficos e não os dados de fato: Imagens: PNG, GIF, JPEG Vetores: SVG Esta especificação define três operações que os clientes podem utilizar para interagir com servidores que implementam o serviço WMS: GetCapabilities GetMap GetFeatureInfo

160 Web Map Service (WMS) Requisição do cliente WMS: REQUEST=GetMap& LAYERS=MG& BBOX=-51,-22,-39,-14& SRS=EPSG:4326& WIDTH=800&HEIGHT=300& FORMAT=PNG HTTP Imagem: PNG Cliente WMS Servidor WMS (implementação WMS) Banco de Dados

161 WMS: GetCapabilities cubeserv.cgi?request=getcapabilities&service=wms <?xml version='1.0' encoding="utf-8"?> <WMS_Capabilities version="1.3.0"... >... <GetMap> <Format>image/gif</Format> <Format>image/png</Format> <Format>image/jpeg</Format>... </GetMap>...

162 WMS: GetCapabilities cubeserv.cgi?request=getcapabilities&service=wms <?xml version='1.0' encoding="utf-8"?> <WMS_Capabilities version="1.3.0"... >... <Layer> <Name>MG</Name> <Title>Municipios de Minas Gerais</Title> <CRS>EPSG:26986</CRS> <EX_GeographicBoundingBox> <westboundlongitude>-51.63</westboundlongitude> <eastboundlongitude>-59.78</eastboundlongitude> <southboundlatitude>-22.75</southboundlatitude> <northboundlatitude>-14.90</northboundlatitude> </EX_GeographicBoundingBox> <BoundingBox CRS="EPSG:26986" minx="-51.63" miny=" maxx="-22.75" maxy="-14.90"/>...

163 WMS: GetMap REQUEST=GetMap& WIDTH=600&HEIGHT=300& LAYERS=Coastlines,Borders& BBOX=-184,-90,180,85& SRS=EPSG:4326& FORMAT=PNG& VERSION=1.3.0 Resposta

164 WMS: GetFeatureInfo SERVICE=WMS& REQUEST=GetFeatureInfo& LAYERS=Borders,Coastlines& BBOX= , , , & WIDTH=600&HEIGHT=300& SRS=EPSG:4326& QUERY_LAYERS=locations& I=315&J=231& INFO_FORMAT=text/plain& VERSION=1.3.0 País Brasil Populacao PIB

165 WMS: Clientes Mapbender: MapServer: udig (User-friendly Desktop Internet GIS): JUMP (Unified Mapping Plataform): Gaia 2.0.4:

166 WMS: Servidores GeoServer 1.3.1: MapServer:

167 GML (Geographic Markup Language) Padrão de intercâmbio de dados geográficos baseado em XML (extensible Markup Language): Propriedades espaciais e não-espaciais. Representação do conteúdo do dado geográfico. Define um conjunto de regras com as quais um usuário pode criar sua própria linguagem de descrição de dados: GML (Esquemas) Documento XML (dados geográficos) Esquema da Aplicação

168 Web Feature Service (WFS) Servir o dado geográfico codificado em GML. Permite criar, apagar ou atualizar feições. WFS Básico: GetCapabilities: DescribeFeatureType GetFeature WFS Transacional Transaction LockFeature (opcional)

169 WFS: GetCapabilities Retorna um documento com a lista de todos os tipos de objetos que podem ser servidos e as operações suportadas em cada uma delas. REQUEST=GetCapabilities <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <WFS_Capabilities version="1.0.0"...> <Service> <Name>My GeoServer WFS</Name> <Title>My GeoServer WFS</Title>...

170 WFS: GetCapabilities REQUEST=GetCapabilities <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <WFS_Capabilities version="1.0.0"...>... <FeatureTypeList> <Operations> <Query/> <Insert/> <Update/> <Delete/> <Lock/> </Operations> <FeatureType> <Name>topp:states</Name> <Title>USA Population</Title> <SRS>EPSG:4326</SRS>

171 WFS: GetCapabilities REQUEST=GetCapabilities <ogc:filter_capabilities> <ogc:spatial_capabilities> <ogc:spatial_operators> <ogc:disjoint/> <ogc:equals/> <ogc:dwithin/> <ogc:beyond/> <ogc:intersect/> <ogc:touches/> <ogc:crosses/> <ogc:within/> <ogc:contains/> <ogc:overlaps/> <ogc:bbox/> </ogc:spatial_operators> </ogc:spatial_capabilities>

172 WFS: DescribeFeatureType Descreve a estrutura dos tipos de objeto que podem ser servidos utilizando esquemas GML/XML. REQUEST=DescribeFeatureType& typename=tiger:tiger_roads

173 WFS: GetFeature Retorna instâncias dos objetos disponíveis na base de dados. O cliente pode selecionar quais objetos deseja, por critérios espaciais ou não, além dos atributos desejados. REQUEST=GetFeature& typename=topp:states& maxfeatures=3& PropertyName=STATE_NAME

174 WFS: LockFeature Bloqueia uma ou mais instâncias durante uma transação (opcional). REQUEST=LockFeature& typename=topp:states& FEATUREID=states.1 <WFS_LockFeatureResponse...> <LockId>WfsServer_30c69bcc19ecb187</LockId> </WFS_LockFeatureResponse>

175 WFS: Transaction Utilizado para a execução de operações de modificação dos objetos (inserção, exclusão e atualização). REQUEST=Transaction& Operation=Delete& typename=topp:states& FEATUREID=states.1& RELEASEACTION=ALL& LockId=GeoServer_30c69bcc19ecb187 <wfs:wfs_transactionresponse version="1.0.0"> <wfs:transactionresult> <wfs:status> <wfs:success/> </wfs:status> </wfs:transactionresult> </wfs:wfs_transactionresponse>

176 WFS: Clientes Mapbender: MapServer: udig (User-friendly Desktop Internet GIS): JUMP (Unified Mapping Plataform): Gaia 2.0.4:

177 WFS: Servidores GeoServer 1.3.1: MapServer:

178 Tópicos Representação Computacional de Dados Geográficos Modelagem Conceitual de Dados Geográficos Arquitetura de SIGs GeoTecnologias Web, GIS e Serviços OGC Futuro: Desafios

179 Consultas espaço-temporal As queimadas agrícolas foram mais intensas do que as queimadas florestais no período de a no município 9? Quais são as áreas desmatadas no período de a e posteriormente queimadas em ? Qual foi a evolução dos desmatamentos e/ou queimadas por imóvel e/ou municípios no período P?

180 Modelos espaço-temporais Desafio para SIGs transformar sistemas estáticos em ferramentas de modelagem dos processos espaço-temporais

181 Modelos Dinâmicos f ( I (t) ) f ( I (t+1) ) f ( I (t+2) ) f ( I (t n )) F F.. Célula: localização Input: processo ocorre no lugar (ex. chuva) Função: entrada -> estado

182 Ambientes Computacionais para Modelagem Espaços celulares Componentes conjunto de células georeferenciadas identificador único vários atributos por células matriz genérica de proximidade - GPM superfície discreta de células retangulares multivaloradas possivelmente não contíguas