Jugurta Lisboa Filho

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1 MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil SEMINÁRIO QUALIDADE DE DADOS GEOESPACIAIS Modelagem e integração de dados espaciais e não espaciais Projeto CASEGeo/UFV Jugurta Lisboa Filho Universidade Federal de Viçosa Universidade Federal de Viçosa Departamento de Informática

2 Modelagem de BD ~ Projeto arquitetônico de uma casa BD criado de forma incremental pode virar Puxadinho! Falta de dados e relacionamentos não previstos Limitação de consultas futuras MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 2

3 Conceitos Fundamentais Histórico de Modelos Conceituais para BDGeo Evolução de Modelos... Modelo UML-GeoFrame + Ferramenta ArgoCaseGeo Perfil UML GeoProfile e MDA (Model Driven Architecture) Conclusões MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 3

4 Mini-Mundo (Elmasri & Navathe, 2010) Análise de Requisitos Requisitos de BD independente de software dependente de software Projeto Conceitual Projeto Lógico Esquema Conceitual (ex.: Mod. E-R) Esquema Lógico (ex.: Mod. Relacional) Projeto Físico Esquema Físico (Mod. Implement.) MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 4

5 ISO (2002) Geographic information Reference model. ISO 19101:2002. MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 5

6 Mundo Real Mini-mundo compatibilidade Formalismo Conceitual Técnicas Formais de Descrição Linguagem Léxica Notação Gráfica fornece regras para fornece gramática para Modelagem Modelagem Conceitual Apresentação Esquema Conceitual ISO (2002) Geographic information Reference model. ISO 19101:2002. MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 6

7 Mundo Real Mini-mundo Formalismo Conceitual fornece regras para Modelagem compatibilidade Técnicas Formais de Descrição fornece gramática para Apresentação Modelagem conceitual Linguagem Léxica Notação Gráfica Esquema Conceitual ISO (2002) Geographic information Reference model. ISO 19101:2002. MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 7

8 prefixo horas-vôo ano-fabr tipo numassentos Principais formalismos Aeronave pertence é_de classifica Tipo Aeronave podepilotar Modelo Entidade-Relacionamento (E-R) Modelos Orientados a Objetos (OO) possui Companhia Aérea Piloto habilitado idca nome país idpiloto nome dat-nasc Principais linguagens E-R Peter Chen James Martin (eng. informações) IDEF1X 1 n OO OOA OMT UML N 1 1 MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 8

9 Modelos Conceituais para BD Geo MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 9

10 MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 10

11 UML-GeoFrame [Lisboa Filho] Modelo da Perceptory[Bédard] OMT-G (Object Modeling Technique for Geographic Applications) [Borges] GeoOOA (Geo Object-Oriented Analysis) [Kosters] MADS (Modeling of Application Data with Spatio-temporal features) [Parent]

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13 Conceito de framework na Engenharia de Software Um projeto genérico que é útil como um molde para construção de sistemas. Mecanismo de reutilização. GeoFrame Um framework projetado para modelagem conceitual de BD geográficos. Expressa a ideia de um esquema conceitual inicial para uma família de aplicações geográficas. MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 13

14 Nível Planejamento Nome Tema retrata 1 RegiãoGeográfica descrição ObjetoConvencional FenômenoGeográfico Nível Metamodelo CampoGeográfico Objetogeográfico 1 1 Nível Representação espacial representa RepresentaçãoCampo representa ObjetoEspacial 2..n Ponto Linha Polígono ObjEspacialComplexo GradeDe Células Polígonos Adjacentes Isolinhas GradePontos TIN PontosIrregulares 14

15 Nível Planejamento Nome Tema retrata 1 RegiãoGeográfica descrição ObjetoConvencional FenômenoGeográfico Nível Metamodelo Nível Representação espacial CampoGeográfico representa RepresentaçãoCampo 1 Nível Planejamento Ponto Linha Objetogeográfico representa 1 ObjetoEspacial 2..n Polígono ObjEspacialComplexo GradeDe Células Polígonos Adjacentes Isolinhas GradePontos TIN PontosIrregulares 15

16 Nível Planejamento Nome Tema retrata 1 RegiãoGeográfica descrição ObjetoConvencional FenômenoGeográfico Nível Metamodelo CampoGeográfico Objetogeográfico 1 1 Nível Representação espacial representa RepresentaçãoCampo Nível Metamodelo Ponto Linha representa ObjetoEspacial 2..n Polígono ObjEspacialComplexo GradeDe Células Polígonos Adjacentes Isolinhas GradePontos TIN PontosIrregulares 16

17 Nível Planejamento Nome Tema retrata 1 RegiãoGeográfica descrição ObjetoConvencional FenômenoGeográfico Nível Metamodelo CampoGeográfico Objetogeográfico 1 1 Nível Representação espacial representa RepresentaçãoCampo representa ObjetoEspacial 2..n Ponto Linha Polígono ObjEspacialComplexo GradeDe Células Polígonos Adjacentes Isolinhas GradePontos TIN PontosIrregulares 17

18 Passo 1: Identificar temas (e sub-temas) para cada área geográfica. Passo 2: Para cada tema, elaborar o diagrama de classes. Associar classes de diferentes temas. Passo 3: Análise e modelagem do componente espacial de cada fenômeno geográfico (campos e objetos). Passo 4: Análise e modelagem dos relacionamentos espaciais. Passo 5: Análise e modelagem dos aspectos temporais. MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 18

19 Estereótipo: mecanismo de extensão da UML Ex.: Classes UML-GeoFrame MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 19

20 Ferramenta CASE ArgoCaseGeo (DPI/UFV, 2004) MGAs para Shapefile, TerraLib e Oracle Spatial suporte para Padrões de Análise

21 ArgoCASEGEO An Infrastructure Oriented for Cataloging Services and Reuse of Analysis Patterns 21

22 ArgoCASEGEO An Infrastructure Oriented for Cataloging Services and Reuse of Analysis Patterns 22

23 Exemplo: Estudo de Caso Desenvolver um SIG para auxiliar no planejamento da divisão de terras: Requisitos de dados (descrição do minimundo): Cada família de trabalhador rural recebe um lote, que pode variar de tamanho, conforme existência de: benfeitorias, áreas cultivadas, pastagens, estradas vicinais, galpões, habitações ou ainda nascentes, riachos, represas, vegetação nativa, etc. Outros fatores importantes: relevo, solo e vegetação. Por último, devem ser consideradas leis ambientais, como APP (topo de morro), áreas com grande declividade ou próximas a recursos hídricos (lagos e rios). MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 23

24 Estudo de Caso: Passo 1: Identificar temas (e sub-temas) para cada área geográfica. Municipio: RegiaoGeografica MeioAmbiente Propriedades Clima Hidrografia Armazens AreasCultivo Relevo Vegetacao Solo ViasDe Acesso Leis Ambientais MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 24

25 Estudo de Caso: Passo 2: Para cada tema, elaborar o diagrama de classes MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 25

26 Estudo de Caso: Passo 2: (cont.) Para cada tema, elaborar o diagrama de classes MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 26

27 Estudo de Caso: Reforma Agrária Diagrama Final

28 Perfil UML Principais características UML 2.0 Independe de Ferramenta CASE Abordagem MDA

29 Permite a extensão e adaptação da linguagem UML a diversas finalidades. Isso inclui a capacidade de adequá-la a diferentes domínios. Mecanismos de extensão: Estereótipos; Tagged values; Constraints. Perfil UML: É o conjunto dos mecanismos de extensão da UML agrupados em um pacote UML estereotipado como <<profile>>. MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 29

30 Passos para definição de um Perfil UML: 1. Definir o Metamodelo; 2. Criar os Estereótipos; 3. Especificar as Restrições. MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 30

31 MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 31

32 MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 32

33 Exemplo usando UML-GeoFrame CASE RSM (Rational Software Modeler 2010) by IBM. MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 33

34 Exemplo usando UML-GeoFrame CASE RSM (Rational Software Modeler 2010) by IBM. MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 34

35 Exemplo usando OMT-G Modelo OMT-G (Borges 2001) MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 35 By Filipe Nalon

36 By Filipe Nalon

37 MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 37

38 MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 38

39 Modelos conceituais específicos para um domínio serão naturalmente estendidos com o uso de Perfil UML. Projetistas ficam livres da ditadura das ferramentas CASE. Interoperabilidade entre esquemas conceituais. Cada equipe pode ver o esquema com o modelo que preferir. Transformações Conceitual-Lógico via MDA. MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil 39

40 MundoGEO#Connect LatinAmerica a 31 de Maio São Paulo (SP) Brasil SEMINÁRIO QUALIDADE DE DADOS GEOESPACIAIS Modelagem e integração de dados espaciais e não espaciais Jugurta Lisboa Filho [email protected] Universidade Federal de Viçosa Departamento de Informática