Seminário Banco de Dados II Banco de Dados Espaciais Alunos: Lucas Alves Teixeira e Vinícius Dias Villar Professor: Guilherme Tavares de Assis
Descrição do Tema Bando de Dados Espaciais é um recurso que tem como finalidade armazenar dados sobre informações espaciais sendo de extrema importância em Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Este tipo de banco de dados tem o intuito de manipular imensos volumes de informações de grande complexidade, como mapas e imagens de satélite.
O que é um SIG? SIG é um sistema que realiza o tratamento computacional de dados geográficos A principal diferença de um SIG para um sistema de informação convencional é a sua capacidade de armazenar tanto os atributos descritivos como as geometrias dos diferentes tipos de dados geográficos (CÂMARA, 2005).
Importância Com a evolução dos recursos computacionais, surgiram novas possibilidades de análises estratégicas para o auxílio na tomada de decisão. A possibilidade de visualização dos resultados das análises, espacialmente em um mapa, faz com que a compreensão por intermédio do analista seja de forma facilitada e clara. Uma curiosidade é que essa tecnologia já era usada bem antes da invenção do computador. Um bom exemplo disso é um caso acontecido na cidade de Londres em 1854. Nessa época Londres estava sofrendo uma grave epidemia de cólera, doença cuja forma de contaminação não se conhecia. Numa situação em que já havia ocorrido mais de 500 mortes, o doutor John Snow teve uma ideia: colocar no mapa da cidade a localização dos doentes de cólera e dos poços de água (naquele tempo, a fonte principal de água dos habitantes da cidade).
Importância Com a espacialização dos dados, o doutor Snow percebeu que a maioria dos casos estava concentrada em torno do poço da Broad Street e ordenou que este fosse lacrado, o que contribuiu em muito para debelar a epidemia. Esse caso forneceu evidência empírica para a hipótese (comprovada posteriormente) de que a cólera é transmitida por ingestão de água contaminada. Essa é uma situação típica em que a relação espacial entre os dados muito dificilmente seria inferida pela simples listagem dos casos de cólera e dos poços. O mapa do doutor Snow passou para a história como um dos primeiros exemplos que ilustram bem o poder explicativo da análise espacial e do SIG.
O SIG tecnicamente Segundo Korte (2001), o SIG é uma ferramenta utilizada para análises de informação geográfica que usa funções de dados geométricos ligados a tabelas de atributos alfanuméricos. Essas ligações são feitas por meio de um identificador (chave).
O SIG tecnicamente As camadas também podem ser representadas por modelos matriciais e vetoriais. Modelo Raster (células - pixel): As imagens raster são constituídas por números, que representam, cada um deles uma entidade. Modelo Vetorial: Pontos (1 par de coordenadas) Linhas (2 pares de coordenadas) Polígonos (3 pares de coordenadas)
Representação de dados Geográficos Características de dados geográficos matriciais: É caracterizada por uma matriz de células de tamanhos normalmente regulares. Cada célula está associada a um conjunto de valores representando as características da região. Imagens de satélite e modelos digitais de terrenos são naturalmente representados no modelo matricial.
Representação de dados Geográficos Característica de dados geográficos vetoriais: 0-dimensional: Pontos Uni-dimensional: Linhas Bi-dimensional: Polígonos
Representação de dados Geográficos Pontos As entidades representadas por objetos do tipo ponto, são aquelas que não possuem dimensões significativas, de acordo com a escala em uso (FILHO, IOCHPE, 1996). 1 2 3 4 5
Representação de dados Geográficos Linhas As entidades representadas por objetos do tipo linha, são aquelas que possuem uma distribuição espacial linear, como por exemplo as ruas, rodovias, cabos telefônicos, rios, etc (FILHO, IOCHPE, 1996).
Representação de dados Geográficos Polígonos Os limites das entidades podem ser definidos originalmente pelos próprios fenômenos (ex: limites de um lago, região costeira, etc) podem ter sido criados pelo homem (ex: limites de município, área de reserva florestal, etc) (FILHO, IOCHPE, 1996).
Arquitetura SIG
Exemplo de Dados Geográficos LEGENDA: Bairros estão representados como polígonos verdes Favelas estão representadas como polígonos amarelos Rios estão representados como linhas azuis
Exemplo de Dados Geográficos LEGENDA: Bairros estão representados como polígonos verdes Hospitais estão representados por pontos vermelhos
Sobreposição de Dados Geográficos
Relacionamentos Espaciais A B B A A B Topológicos disjoint B A inside A touches B contains overlaps A B crosses A B equals Distância B d C Ordem A B B north A C C southeast A
Relacionamentos Espaciais 1 2 Qual a distância entre os pontos (hospitais)1 e 2?
Relacionamentos Espaciais Qual é a farmácia mais perto da minha casa?
Relacionamentos Espaciais Qual é a farmácia mais perto da minha casa?
Manipulação de Dados Espaciais area2d(geometry) Select id, area(the_geom) from contain_muni
Manipulação de Dados Espaciais intersects(geometry, geometry) Select gid, intersects((select the_geom From inter_estrada Where id = 0), the_geom) From int_mun
Resultados obtidos utilizando SIG Evolução Temporal do IPTU de Ouro Preto
Alguns Banco de Dados Espaciais ESRI ArcSDE Oracle Spatial IBM DB2 Spatial Extender Informix Spatial DataBlade MS SQL Server Geomedia on MS Access PostGIS/PostgreSQL
Aplicações do SIG Agricultura Recursos Naturais Arqueologia Geologia Arquitetura Meteorologia Informática Oceanografia Ciências Ambientais Medicina Engenharias História Jornalismo Sociologia Ciências Militares Planejamento Urbano Geografia
Considerações Finais Com SIG's nós temos uma enorme facilidade para trabalhar com grandes quantidades de informações; O tempo de resposta é em tempo real no apoio à decisão; Fácil gestão e armazenamento de dados geográficos; Além de rapidez na atualização da informação
Dúvidas
Referências: GUTING, R. H. An Introduction to Spatial Database Systems. The International Journal on Very Large Data Bases, [S.l.], v.3, n.4, p. 357 399, Oct. 1994. RIGAUX, P.; SCHOLL, M.; VOISARD, A. Spatial Databases: With Application to GIS. San Francisco: Morgan Kaufmann, 2002. SHEKHAR, S., CHAWLA, S. Spatial databases: a tour. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2003. CÂMARA, G. Representação computacional de dados geográficos. Curitiba, 2005. CÂMARA, G.; DAVIS, C. Introdução à Ciência da Geoinformação. CÂMARA, G.; QUEIROZ, G. R. Arquitetura de Sistemas de Informação Geográfica. 2001.
Fim