Metodologia para Representação da Estruturação de Dados Geoespacial Vetorial (EDGV) em Bancos de Dados Geográficos Relacionais - PDF
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Milena Casqueira Canejo
1 Metodologia para Representação da Estruturação de Dados Geoespacial Vetorial (EDGV) em Bancos de Dados Geográficos Relacionais Rogério Luís Ribeiro Borba 3, Guilherme L. A. Mota 1,3, Jorge Luís Nunes e Silva Brito 2,3 1 Departamento de Engenharia de Sistemas e Computação 2 Departamento de Engenharia Cartográfica 3 Programa de Pós-graduação em Engenharia de Computação Geomática Universidade do Estado do Rio de Janeiro Rio de Janeiro RJ Brasil
2 Índice Projeto E-FOTO. Restituição.. Mapeamento topográfico sistemático terrestre. TBCD versus MTD. COMISSÃO NACIONAL DE CARTOGRAFIA CONCAR. Estruturação dos dados geoespaciais vetoriais. Infra-Estrutura Nacional de Dados Espacial. Necessidade de mapear o modelo conceitual OO da EDGV para o modelo relacional geográfico. Modelo conceitual orientado a objeto da EDGV. Implementando o mapeamento do modelo OO da EDGV para o modelo relacional. Experimentos no Postgresql/Postgis. Conclusão. Referências Bibliográficas.
3 Projeto E-FOTO Envolve o desenvolvimento e o gerenciamento de uma Estação Fotogramétrica Digital Educacional. A fotogrametria tem como objetivo principal a reconstrução de um espaço tridimensional a partir de imagens bidimensionais.
4 Restituição É a elaboração de um novo mapa ou carta, ou parte dele, a partir de fotografias aéreas e levantamentos de controle. Figura 3:
5 Mapeamento topográfico sistemático terrestre Instituições públicas responsáveis: Diretoria de Serviço Geográfico(DSG) Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE)
6 Tabelas de Base Cartográfica Digital(TBCD) versus Mapoteca Topográfica Digital(MTD) Estruturação dos elementos cartográficos
7 COMISSÃO NACIONAL DE CARTOGRAFIA CONCAR NCB-CC/E 0001A07 SISTEMA CARTOGRÁFICO NACIONAL NORMA CARTOGRÁFICA BRASILEIRA MINISTÉRIO DO PLANEJAMENTO, ORÇAMENTO E GESTÃO COMISSÃO NACIONAL DE CARTOGRAFIA 27/09/2007 ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS PARA ESTRUTURAÇÃO DE DADOS GEOESPACIAIS DIGITAIS VETORIAIS
8 Estruturação dos dados geoespaciais vetoriais Definição de um padrão único a ser seguido pelas instituições responsáveis pelo mapeamento topográfico sistemático terrestre.
9 Infra-Estrutura Nacional de Dados Espacial Políticas, normas, dados, padrões, tecnologias e recursos humanos necessários para adquirir, processar, armazenar, distribuir e melhorar a utilização de dados geoespaciais.
10 Necessidade de mapear o modelo conceitual OO da EDGV para o modelo relacional geográfico Cenário Ideal - tanto as aplicações quanto as bases de dados deveriam seguir o paradigma da OO. DE FATO Sistemas gerenciadores de banco de dados orientado a objetos não são padronizados nem possuem formalismo matemático. Sistemas gerenciadores de banco de dados orientado a objetos não são muito utilizados. Modelo relacional - é adotado na grande maioria das empresas devido à sua maturidade e seu formalismo matemático. Grandes investimentos já realizados na tecnologia relacional.
11 Modelo Conceitual Orientado a Objeto da EDGV Cada pacote na EDGV contempla um diagrama de classes. Há três tipos de classes: Classes de Feição - possuem geometria associada (ponto, linha ou polígono). <<Ponto Linha Poligono>> Elemento_Fisiografico_Natural tipoelemnat : Tipo_Elemento_Fisiografico_Natural Classes Agregadoras - não possuem geometria, somente agregam classes que possuem geometria. <<Complexo>> Complexo_Aeroportuario indicador : String siglaaero : String tipocomplaero : Tipo_Complexo_Aero_Portuario operacional : Tipo_Situacao situacao : Situacao_Uso latof icial : String longof icial : String altitude : Integer classif icacao : Classif icacao_complexo_aero_portuario Classes de Domínio - não possuem geometria e nem agregam outras classes, simplesmente descrevem conjuntos de valores comuns. Podem ser referenciadas por classes do tipo Feição e Agregadora. <<Code List>> Administracao dominio : String = Desconhecida
12 Implementando o mapeamento do modelo OO da EDGV para o modelo relacional Classe para tabela. Todo objeto possui um identificador intrínseco. Uma tabela deve ter uma chave primária. <<Code List>> Administracao dominio : String = Desconhecida create table Administracao ( id_administracao integer, dominio varchar(18) not null, constraint Administracao_pk primary key(id_administracao) );
13 Implementando o mapeamento do modelo OO da EDGV para o modelo relacional O modelo relacional possui apenas um tipo de relacionamento: Mecanismo de restrição de integridade (Chave Estrangeira). <<Complexo>> Complexo_Lazer nome : String nomeabrev : String tipocomplexolazer : Tipo_Complexo_Lazer = Desconhecido administracao : Administracao tipodivisaocnae : Tipo_Divisao_Cnae * {único} <<Poligono>> Area_Lazer nome : String geometriaaproximada : Boolean = Sim nomeabrev : String 0..1 {único} 0..* <<Poligono>> Campo_Quadra nome : String geometriaaproximada : Boolean = Sim nomeabrev : String tipocampoquadra : Tipo_Campo_Quadra = Desconhecido operacional : Operacional situacaofisica : Situacao_Fisica Tipos de Relacionamentos OO: Associação. Agregação. Composição.
14 Implementando o mapeamento do modelo OO da EDGV Generalização/Especialização. para o modelo relacional
15 Implementando o mapeamento do modelo OO da EDGV para o modelo relacional Relacionamentos espaciais Este tipo de relacionamento pode ser implementado diretamente através das operações espaciais dos SGBDR.
16 Implementando o mapeamento do modelo OO da EDGV A componente geométrica para o modelo relacional
17 Implementando o mapeamento do modelo OO da EDGV A componente geométrica CREATE TABLE edgv.elemento_fisiografico ( id_elemento_fisiografico integer, nome varchar(100), nomeabrev varchar(50), geometriaaproximada char(1), fixa char(1), id_tipo_fenda_falha integer, id_tipo_elem_fisio_natural integer, id_tipo_gruta_caverna integer, id_tipo_rocha integer, Classe_do_objeto varchar(30), para o modelo relacional CONSTRAINT Elemento_Fisiografico_pk PRIMARY KEY (id_elemento_fisiografico)); Como implementar a geometria GeometryCollection? Uma Tabela com uma coluna para cada geometria: point, linestring, polygon? Três Tabelas, cada uma com uma geometria. Uma tabela alfa e três geométricas? Select addgeometrycolumn( edgv, Elemento_Fisiografico, 'geom', 4291, 'GEOMETRY', 3);
18 Experimentos no Postgresql/Postgis insert into edgv.elemento_fisiografico(id_elemento_fisiografico, geom, classe_do_objeto) VALUES(1, polygonfromtext('polygon(( , , , , , , , ))', 4291), 'Elemento_Fisiografico_Natural' ); insert into edgv.elemento_fisiografico(id_elemento_fisiografico, geom, classe_do_objeto) VALUES(2, pointfromtext('point( )', 4291), 'Elemento_Fisiografico_Natural'); Visualização, do resultado de dois inserts no postgresql, através do QGIS
19 Conclusão Este trabalho apresentou uma solução para mapear a EDGV, para bancos de dados geográficos. O produto obtido foi um esquema de banco de dados geográfico que será utilizado no software E-FOTO para armazenamento das feições obtida por restituição fotogramétrica digital. Acredita-se que este esquema possa ser utilizada por qualquer instituição que pretenda realizar seu processos de mapeamento cartográfico em conformidade com a EDGV.
20 Referências bibliográficas Ambler, W. Scott. (2008) Mapping Objects to Relational Databases: O/R Mapping In Detail [Acessado em agosto]. Booch et. al. (2000)UML Guia do Usuário. Rio de Janeiro: Campus. Brito, J. L. N. et. al. (2006) Projeto EFOTO: Disponibilizando uma Ferramenta educacional livre para a Fotogrametria Digital COBRAC 2006 Congresso Brasileiro de Cadastro Técnico Multifinalitário UFSC Florianópolis 15 a 19 de Outubro. Coelho L. e Brito J. L. N. (2007) Fotogrametria Digital. Rio de Janeiro: UERJ. CONCAR (2007)Especificações Técnicas para Estruturação de Dados Geoespaciais Digitais Vetoriais. Brasília. CONCAR (2007)RESOLUCAO_CONCAR_ Brasília. Delou, A. L. (2006.)A. Estruturação de Bases Cartográficas Para SIG: Um estudo comparativo dos modelos do IBGE e da DSG. Rio de Janeiro: UERJ. Fowler, M. (2002)Analysis Patterns Reusable Object Models. MA.: AddisonWelsey Lunardi, O. A. & Augusto M. J. C. (2006) InfraEstrutura dos Dados Espaciais Brasileira Mapoteca Nacional Digital. COBRAC 2006 Congresso Brasileiro de Cadastro Técnico Multifinalitário UFSC Florianópolis 15 a 19 de Outubro. Mapoteca Topográfica Digital(1996): Documento Geral Versão 3.0. IBGE, Diretoria de Geociências, Departamento de Cartografia. Rio de Janeiro.