Sistema de Informação Geográfica

Transcrição

1 Sistema de Informação Geográfica Curso de Sistemas de Informação Karla Donato Fook DESU / DAI 2016 Arquiteturas SIG 2 1

2 Tipos de Implementação 3 Tipos de Implementação Em geral, um SIG é introduzido em uma instituição no contexto de um projeto simples com prazo determinado 4 2

3 Tipos de Implementação À medida que o interesse aumenta, é possível estimular o compartilhamento e a reutilização de recursos de vários projetos em um mesmo departamento. Isto leva ao envolvimento de uma equipe de SIG. 5 Tipos de Implementação Através de um processo natural de crescimento, os SIG são aceitos como Sistemas de Informação para toda a instituição 6 3

4 Tipos de Implementação No quarto tipo de implementação, o social, milhares ou dezenas de milhares de usuários passaram a se envolver com SIG, conectados via Web 7 8 4

5 Estrutura de um SIG Desktop Interface Entrada e Integr. Dados Consulta e Análise Espacial Visualização Plotagem Gerência Dados Espaciais BANCO DE DADOS GEOGRÁFICO Câmara et al., Arquitetura em camadas Interface Usuário SIG s lidam com interfaces de usuário, ferramentas e gerenciamento de dados. Ferramentas Gerenciamento de Dados 10 5

6 Arquitetura em camadas Coleção integrada de menus, barras de ferramentas e outros controles Interface Usuário Ferramentas Gerenciamento de Dados 11 Arquitetura em camadas Define os recursos ou funções que o SIG possui para o processamento dos dados geográficos Interface Usuário Ferramentas Gerenciamento de Dados 12 6

7 Arquitetura em camadas Dados são armazenados na forma de arquivos, bancos de dados ou serviços web e são organizados por programas de gerenciamento de dados Interface Usuário Ferramentas Gerenciamento de Dados 13 Arquitetura em camadas Apresentação Interface Usuário Lógica do Negócio Ferramentas Servidor de dados Gerenciamento de Dados Útil para separar as funcionalidades de Armazenamento Manipulação Visualização 14 7

8 Arquitetura em camadas Apresentação Lógica Deve do ser Negócio capaz de coletar as entradas do usuário, exibir dados e interagir com objetos Servidor de dados gráficos Interface Usuário Ferramentas Gerenciamento de Dados 15 Arquitetura em camadas Apresentação Interface Usuário Lógica do Negócio Responsável pelas operações como roteamento, Servidor de sobreposição dados de dados e análise matricial. É nesta camada que a lógica do modelo de dados é implementada. Ferramentas Gerenciamento de Dados 16 8

9 Arquitetura em camadas Apresentação Interface Usuário Lógica do Negócio Ferramentas Servidor de dados Deve ser capaz de importar e exportar dados e requisições de serviço para subconjuntos de dados (consulta). Gerenciamento de Dados 17 Configuração de arquitetura SIG Desktop Individual com seus próprios arquivos locais SIG em computadores pessoais compartilhando arquivos com um PC servidor de arquivos através de uma rede local. Todo o arquivo é enviado pela rede, mesmo que apenas uma pequena parte seja requisitada. 18 9

10 Configuração de arquitetura Cliente-Servidor Em um SIG multiusuário, as 3 camadas podem ser instaladas em várias máquinas para melhorar a flexibilidade e o desempenho. 19 Configuração de arquitetura SIG centralizado A interface gráfica e a lógica de negócio encontram-se hospedadas em um servidor centralizado (servidor de aplicação ou camada intermediária). Um componente adicional é instalado neste servidor (servidor Citrix ou Windows), que permite o acesso ao software como se estivesse no PC de mesa local

11 Configuração de arquitetura SIG centralizado Nesta variação da configuração Desktop central, a lógica de negócio é implementada como um servidor verdadeiro e funciona em um servidor de camada intermediária. SIGs baseados em servidores constituem a arquitetura padrão usada nas implementações de SIG na Web e de SIG empresariais. 21 Estrutura detalhada 22 11

12 Estrutura detalhada SV Subsistema de Visualização SMM Manipulação Matricial SAM Armazenamento Matricial SAF Armazenamento Físico SM Subsistema de Manipulação SMV Manipulação Vetorial SAV Armazenamento Vetorial SMC Manipulação Convencional SAC Armazenamento Convencional 23 Primeira Camada Visualização e Manipulação Visualização oferece funções básicas para visualização de objetos georreferenciados e não georreferenciados Manipulação oferece funções para definição e manipulação destes objetos 24 12

13 Segunda Camada Nível de representação do modelo Oferece separadamente serviços de manipulação de alto nível para Representação vetorial Representação matricial Atributos convencionais 25 Terceira Camada Engloba os subsistemas que oferecem serviços de armazenamento Armazenamento de dados convencionais (não-espaciais) Armazenamento de dados em formato matricial Armazenamento de dados em formato vetorial Fazem uso do subsistema de Armazenamento Físico (SAF) que está na quarta camada 26 13

14 Arquiteturas de SIGs que usam SGBDs Há diversas formas de implementação da arquitetura em camadas Dual Integrada baseada em um SGBD Relacional Integrada baseada em Extensões Espaciais 27 Arquiteturas de SIGs que usam SGBDs Há diversas formas de implementação da arquitetura em camadas Dual Os dados cadastrais são armazenados em um SGBD relacional de forma convencional e os dados espaciais são armazenados em arquivos isolados em formatos específicos 28 14

15 Arquiteturas de SIGs que usam SGBDs Há diversas formas de implementação da arquitetura em camadas Integrada baseada em um SGBD Relacional Ambos os tipos de dados são armazenados em SGBDs relacionais convencionais, sendo que os dados geográficos são tratados como dados do tipo Binary Long Object (BLOB) nas mesmas tabelas nas quais se armazena os dados cadastrais, sendo que estes BLOBs não possuem qualquer semântica agregada 29 Arquiteturas de SIGs que usam SGBDs Há diversas formas de implementação da arquitetura em camadas Integrada baseada em Extensões Espaciais Os dados são armazenados em SGBDs com extensões espaciais, ou simplesmente SGBDEs, que adicionam funcionalidades não presentes em SGBDs convencionais, tais como suporte a tipos de dados espaciais (ponto, linha, polígono, etc.), funções e operadores espaciais e mecanismos de indexação específicos para o contexto espacial

16 Arquitetura Dual x Arquitetura Integrada 31 Arquitetura Dual Um SIG usando a arquitetura DUAL possui Um SGBD relacional para armazenar em tabelas a componente convencional de todos os objetos (dados não espaciais) Arquivos para armazenar a componente espacial dos objetos, ou seja, para guardar as representações geométricas destes objetos 32 16

17 Arquitetura Dual SIG SGBD A entrada dos atributos não-espaciais é feita por meio de um SGBD relacional e para cada entidade gráfica inserida no Dados Dados sistema é imposto Espaciais um identificador único ou Alfanuméricos rótulo, através do qual é feita uma ligação lógica com seus respectivos atributos não-espaciais armazenados em tabelas de dados no SGBD País Brasil Uruguai PIB Arquitetura Dual Em termos da arquitetura apresentada SMC e SAC sob um SGBD Relacional SMM, SAM, SMV e SAV sobre o sistema de arquivos do sistema operacional 34 17

18 Arquitetura Dual Consulta A execução de uma consulta em um ambiente dual tipicamente segue um plano bem rígido A componente convencional da consulta é processada pelo SGBD relacional, em separado das restrições espaciais, que são deixadas a cargo dos SMM e do SMV; os resultados parciais são posteriormente combinados pelo SM para gerar o resultado final da consulta 35 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 36 18

19 Arquitetura Dual SPRING: SGBD - modelo relacional 37 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) 38 19

20 Arquitetura Dual SPRING Fonte: Karine Ferreira (2006) 39 Arquitetura Dual ArcView (versão 3.0): Banco de Dados de São Paulo Arquivos: sampa.shp, sampa.dbf, sampa.shx 40 20

21 Arquitetura Dual Limitações Não utiliza recursos de SGBD (concorrência, tolerância a falhas, otimização, integridade) para os dados espaciais Consultas mais lentas, pois são processadas separadamente. A parte convencional da consulta é processada pelo SGBD separado da parte espacial, que é processada pelo aplicativo utilizando os arquivos proprietários Problema de integridade: se removermos um objeto espacial, quem garante que os respectivos dados convencionais também serão removidos? Não permite ambiente multiusuário Compartilhamento de dados exige duplicação dos dados Atualização da informação requer nova cópia para todos os usuários 21