Imprecise Reasoning in Geographic Information Systems. Rodrigo Smarzaro da Silva DCC889 TBD Bancos de Dados Geográficos

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Pedro Lucas Teixeira Chagas
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2 Introdução Fazemos escolhas espaciais o tempo todo(conscientes ou não) Escolhas geralmente feitas de forma ad hoc segundo certas preferências Paisagem mais bonita, menos morro no caminho, conservação da estrada, etc.. Este tipo de escolha é possível quando uma decisão ruim tem baixo custo Paisagem não tão bonita, um morro não esperado, alguns buracos na estrada, etc...

Cenário Localização de um depósito municipal de lixo Restrições Tamanho 1000 m2 de área Rede viária 500m de alguma rua Fontes de água 500m a partir

4 Cenário Localização de um depósito municipal de lixo Restrições Tamanho 1000 m2 de área Rede viária 500m de alguma rua Fontes de água 500m a partir de qualquer fonte de água Classificação do terreno 1000m de propriedades residenciais e industriais Não pode estar situado em terra com vegetação nativa

5 Raciocínio Quantitativo Abstração Lógica binária generalização cartográfica

6 Raciocínio Quantitativo 1. Selecione todas as propriedades residenciais e comerciais 2. Crie um buffer de 1000m nas propriedades selecionadas 3. Inverta a seleção 4. Mesmo procedimento para a água 5. Mesmo procedimento para ruas, com buffer de 500m 6. Selecione todas as vegetações não nativas 7. Resultado = interseção dos resultados de 3, 4, 5 e 6.

7 Raciocínio Qualitativo Raciocínio quantitativo gera resultados precisos, mas muito rígidos E se o resultado da consulta for vazio?? Será que uma área apropriada localizada a 499m de uma estrada não foi excluída??

8 Raciocínio Qualitativo Ao invés de verificar Todos os locais que estão a mais de 500m de fontes de água Poderíamos verificar Todos os locais que estão longe da água

9 Variáveis linguísticas Usadas como forma de interpretar restrições espaciais entre objetos Seus valores são palavras/frases em linguagem natural ou artificial Exemplo. A casa está no centro, perto da igreja. As variáveis podem ser interativas ou não-interativas.

10 Fuzzy Sets Maneira de adicionar aspectos quantitativos aos qualitativos Podemos associar um fuzzy set às variáveis linguísticas Exemplo: variável No centro Cada coordenada no mapa pode ser uma tripla (lat, long, D), onde D varia de (0,1), sendo: 0 completamente fora do centro 1 completamente no centro

11 Fuzzy X Boolean Uma pessoa com 1,69 de altura é baixa e outra com 1,71 é média em uma representação Booleana......enquanto na representação fuzzy, uma pessoa pode ser um pouco baixa e um pouco média.

emprego e a outra ótimas atividades de lazer Selecione locais para

12 Fuzzy Sets Os conceitos de fuzzy sets permitem consultas do tipo: Selecione duas vizinhanças tais que uma ofereça boas oportunidades de emprego e a outra ótimas atividades de lazer Selecione locais para trabalho e residência que ofereçam boas oportunidades de compras e um trajeto agradável

13 Medidas de distância e proximidade Segundo Gahegan, os fatores que influenciam a percepção humana de proximidade são: Na ausência de outros objetos, os humanos raciocinam distância de maneira geométrica. Na presença de objetos do mesmo tipo, a proximidade é julgada em parte pela distância relativa Distância é afetada pelo tamanho da área sendo considerada

14 Medidas de distância e proximidade Outros fatores: Tamanho dos objetos Custos de transporte e reachability Atratividade de um objeto Diferentes tipos de objetos possuem diferentes noções de distância

Estudo de Caso Todos os fatores influem na percepção humana A distância absoluta é o fator mais importante Com o aumento da complexidade, as pessoas não

15 Estudo de Caso Todos os fatores influem na percepção humana A distância absoluta é o fator mais importante Com o aumento da complexidade, as pessoas não Resultados conseguem mais resolver sobre a distância absoluta Maioria das pessoas é maleável quando pensam sobre distância, sendo influenciadas por mudança nos fatores

16 Níveis de proximidade Fuzzy set a partir da distância euclidiana de um ponto C à um ponto A 1 P ( x, ),, C y xc y C C 1 ( x x ) ( y y ) 2 2 C A C A Funciona bem para consultas com objetos definidos Para objetos não definidos é utilizado o cálculo com o objeto de referência mais próximo

17 Proximidade sem distância euclidiana Fuzzy sets podem definir também relações de proximidade entre objetos sem saber medidas de distância

18 Proximidade sem distância euclidiana Para evitar inconsistência na interpretação, a regra de transitividade deve ser respeitada Transitividade não pode ser aplicada em todas as situações! Condição suficiente para aplicá-la Simetria de proximidade

19 Conclusão Humanos estão mais acostumados a se orientarem de forma qualitativa do que quantitativa, daí a importância de técnicas qualitativas em SIG Diferentes forma de aplicação de técnicas fuzzy tem sido empregadas neste sentido, o que gera grande necessidade de pesquisa. Indexação, modelagem, tomada de decisão, visualização, etc...

Bibliografia Guesgen, H. W. & Albrecht, J. Imprecise reasoning in geographic information systems Fuzzy Sets Syst., Elsevier North-Holland, Inc., 2000, 113, 121-131 Morris, A. & Jankowski, P.

20 Bibliografia Guesgen, H. W. & Albrecht, J. Imprecise reasoning in geographic information systems Fuzzy Sets Syst., Elsevier North-Holland, Inc., 2000, 113, Morris, A. & Jankowski, P. Combining Fuzzy Sets and Databases in Multiple Criteria Spatial Decision Making FQAS, 2000, Perez, D.; Somodevilla, M. J. & Pineda, I. H. Fuzzy Spatial Data Warehouse: A Multidimensional Model Mexican International Conference on Computer Science, IEEE Computer Society, 2007, 0, 3-9 Frederick E. Petry, V. B. R. & Cobb, M. A. (ed.) Fuzzy Modeling with Spatial Information for Geographic Problems Springer Berlin Heidelberg,

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