ser- 300 aula 3 arquiteturas de sig - terralab.ufop.br dados geométricos armazenados fora do banco...
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SE R - 300A u la 3 A rqu itetu ras de S IG
Antônio Miguel Vieira Monteiro Gilberto Câmara
C o n teú do
Componentes de um SIG
Decisões de Arquitetura
Exemplos de Sistemas
O rg an ização de d ad o s em u m S IG
Organização por níveis (planos) de informação cada nível = dado específico
Atributos de objetos armazenados em tabelas
elevação
rios
divisãopolítica
O rg an ização de D ad o s em u m S IG
Plano de informação (nível, camada, layer) contém informações referentes a um único tipo de dados restrição: área geográfica definida ex:
geologia de uma área conjunto de lotes (objetos)
PI com Objetos (Países)PI com Campo (Geologia)
País PIB Pop
ArgentinaBrasil 800
300 34159
Chile 45 14
D iferen tes A rq u itetu ras de S IG
GIS “desktop” Ambiente monousuário Ênfase em interfaces amigáveis e funções de análise
SIG distribuído Ambiente multiusuário
Compartilhamento de dados Ênfase em controle de acesso e manutenção de integridade
Servidores Web Uso da Internet para disseminar dados Ênfase em eficiência de acesso e interfaces de navegação
SIG “desk to p ”
Interface
Entrada e Integr.Dados
VisualizaçãoPlotagem
Gerência Dados Espaciais
Consulta e Análise Espacial
BANCO DE DADOSBANCO DE DADOSGEOGRÁFICOGEOGRÁFICO
B anco d e D ad o s G eo g ráfico
Elemento fundamental do sistema
Componentes Tratamento dos dados geométricos (mapas e imagens) Tratamento dos dados descritivos (tabelas)
Responsabilidades Armazenar os dados e controlar o acesso
Decisão básica Como armazenar os dados gráficos
T ratam en to de D ado s D escritivo s
Modelo Relacional Coleção de tabelas com nome único Colunas da tabela representam atributos Linhas da tabela contém valores para os atributos Domínio do atributo: conjunto de possíveis valores
X = { x ε ℜ | x ≥ 5 e x ≤ 5 }Y = { y ε ℜ | y ≥ 0 }
E xem p lo de u m a R elação
EMPREGADOAtributo Domínioregistro inteiro positivonome conjunto de caracteresidade inteiro positivosalário real positivodepto inteiro positivo
REGISTRO NOME IDADE SALARIO DEPTO98752 JOÃO DA SILVA 32 2000.00 197345 HENRIQUE CARDOSO 28 1700.00 2
89234 JOSÉ DE SOUZA 34 3500.00 3
T ratam en to de D ado s D escritivo s
Banco de dados relacional Conjunto de relações (tabelas) Referentes a uma aplicação Gerenciadas em conjunto
Exemplo: Tabelas de um banco de dados de empresa Empregado (informações sobre os funcionários) Departamento Clientes Fornecedores Tabela salarial
Como definir estas relações? Assunto para curso “Bancos de Dados Geográficos”
T ratam en to de D ado s D escritivo s
Dados descritivos Podem se referir a objetos localizados no espaço Exemplo: Lotes de uma cidade (Cadastro urbano) Cadastro convencional -> apenas tabelas Como inserir a informação espacial?
T ratam en to de D ado s G eo m étrico s
Como armazenar linhas, pontos, polígonos, matrizes, imagens?
Arquitetura dual (“modelo geo-relacional”) Dados geométricos armazenados fora do banco de dados (em
arquivos) Solução mais comum
usada em SIG “desktop”
Arquitetura em camadas (“modelo objeto-relacional”) Dados geométricos armazenados dentro do banco de dados Solução mais recente
usada em SIG distribuídos
A rq u itetu ra D u al
Organização dados geométricos - sistemas de arquivos tabelas de atributos - SGBD relacional
id label população
22 Maine 3,5 M
34 N.Mexico 1,2 M
A rq u itetu ra D u al: co m o fu n cio n a?
Cada elemento geométrico Identificador único
Cada linha das tabelas descritivas Identificador único
Software Verifica quais geometrias correspondem a que linhas na tabela
Problema O que fazer com os casos em que não há correspondência?
A rq u itetu ra D u al
A rq u itetu ra D u al: E xem p lo s
SPRING Dados descritivos: SGBD relacional (DBase, Access) Dados geométricos: Arquivos com formato específico
ArcView Dados descritivos: SGBD relacional Dados geométricos: “shapefiles”
IDRISI Dados descritivos: SGBD relacional Dados geométricos: matrizes
A rcV iew : E xem p lo d e A rq u itetu ra D u al Banco de
Dados de São Paulo Arquivos:
sampa.shp, sampa.dbf, sampa.shx
A rq u itetu ra D u al
Vantagens acesso externo aos atributos (SQL)
conexão a dados existentes
ferramentas (gerador de formulários)
Problemas SQL não permite consultas espaciais
apenas operações sobre tabelas Controle dos objetos espaciais
Fora do gerenciador de banco de dados Não permite ambiente multiusuário
C o n seq u ên cias d a A rqu itetu ra D u al
Apropriada para SIG “desktop” Cada usuário gerencia seus dados
Compartilhamento de dados Exige duplicação dos dados
Atualização da informação Requer nova cópia para todos os usuários
A lternativas à A rq u itetu ra D u al
Modelo “objeto-relacional” Tratar objetos (e.g. áreas) como partes de relação Colocar os dados geométricos no banco de dados
Extensões do modelo relacional Usar uma coluna como um registro binário (“campo longo”)
A rq u itetu ra em cam ad as
Modelo objeto-relacional Porque o nome? Tratamos
objetos como relações Utiliza extensões dos bancos de
dados
Armazenamento de dados Todos os dados (geometrias e
atributos) ficam dentro do banco
SGBD relacionalcom campos longos
Françageometria
Camada de suporte espacial
A rq u itetu ra em cam ad as
SGBD com “campos longos” registros binários (até GBytes) extensões da tecnologia relacional
Como lidar com “campos longos”? Camada de suporte espacial Opção A: Software proprietário
GeoMedia em Access Opção B: usar ferramentas do
SGBD TerraLib em ORACLE
SGBD relacionalcom campos longos
Françageometria
Camada de suporte espacial
E xem p lo s d e A rq u itetu ra em C am adas TerraLib/TerraView
Access, ORACLE, Postgres
ArcInfo 8 Access, ORACLE
A rq u itetu ra em cam ad as : co m p o nen tes Banco de dados (alternativas)
Apenas suporte para campos longos (Access)
Interface para tipos de dados espaciais (ORACLE)
Camada de Acesso Bibliotecas de funções
TerraLib, ArcSDE Interface
Integrada com camada de acesso TerraView
Cliente-Servidor SIGMUN, ArcGIS 8.0
Banco de Dados
Camada de acesso
Interface
A rq u itetu ra em cam ad as : co m p o nen tes Exemplos – TerraView/TerraLib
Banco de dados Access
Camada de Acesso TerraLib
Interface TerraView
Banco de Dados
Camada de acesso
Interface
A rq u itetu ra em cam ad as : co m p o nen tes Exemplos – SIGMUN (cadastro
urbano para prefeituras)
Banco de dados ORACLE
Camada de Acesso TerraLib (com programa servidor)
Interface SIGMUN (programa separado)
Banco de Dados
Camada de acesso
Interface
A rq u itetu ra em cam ad as
Vantagens Permite construir SIG distribuídos (multiusuários) Tem controle de integridade dos dados espaciais Permite accesso e atualização multi-usuário
Problemas complexidade de implantação e uso soluções proprietárias
Cada fabricante tem solução distinta
A m b ien te d e S IG D is trib u ídas
Componentes Clientes Servidor de Dados
Operação Ambiente multiusuário Atualizações
Visíveis para todos os clientes
Controle de acesso Banco de Dados
clientes
Ambiente Cliente-Servidor
servidor
Armazenamento Indexaçãoespacial
InterfaceProgr.
Integrac. Produtos
OracleSpatial
Tabelasnormalizadas
Quad-trees C, SQL/MM,OpenGIS
GeoMedia, MapInfo,SDE
DB2SpatialExtender
Tipos de dadosespaciais
- C++, SQL SDE
InformixData Blade
Tipos de dadosespaciais
- C++, SQL SDE, MapInfoSpatialWare
SG B D co m Su po rte a D ad o s E spaciais
C am ada d e A cesso
Área de Aplicac.
Integrac. Produtos
Gerência Transacão
Interface Program.
SGBDs Suportados
GeoMedia Pro
Geral GeoMedia - VBA Oracle
MapInfo SpatialWare
Geral MapInfo - C++, VBA Oracle, Informix
TerraLib Geral TerraView - C++ Oracle, Access, Postgres, mySQL
SDE/Esri Geral Arc/Info, Arc/View
- C, Avenue Oracle, DB2, Informix
SmallWorld Gerência Redes
- Controle versões
Smallworld Magik
Oracle
VISION* Gerência Redes
AutoDesk World
"Check-in, check-out"
Express (VBA-like)
Oracle
E vo lu ção d a G eo tecn o lo g ia
SIG Individual
BD Geográfico Institucional
Centro de Dados Global
E vo lu ção d a T ecn o lo g ia
CAD, Cartografia
Desenho de Mapas
Projetos isolados
Pacotes separados
Tecnologia
Uso princ.
Ambiente
Sistemas
BDados, Imagens
Análise Espacial
Cliente-servidor
Software integrado
Sist. Distribuídos
Centro Dados
Multi-servid., WWW
Interoperabilidade
B ib lio tecas D ig itais
Cenário 1 : (“banco de dados da Amazônia”) temas básicos ( vegetação, geomorfologia) ocupação humana zoneamento econômico-ecológico
Cenário 2: (“prefeitura de Curitiba”) cadastro urbano redes de água/esgoto, luz, telefonia
Suporte a múltiplas escalas Acesso a comunidade de usuários
In tern et: In tro du ção
Início da Internet falta de recursos e ferramentas lentidão falta de conhecimento do seu potencial
Internet hoje: novas ferramentas para desenvolvimento aumento de velocidade aumento no número de programas de aplicação
A rq u itetu ras S IG n a In tern et
Servidor de mapas remotos Dados ficam no servidor Transmissão de Arquivos Matriciais (GIF, JPEG) Acessos sucessivos ao servidor
Ex. Mosaico do Brasil (INPE)
Servidor de dados remotos Dados ficam no cliente Transmissão de Arquivos Vetoriais Acesso único ao servidor
Ex: SPRINGWeb
Cliente Servidor
Servidor de Mapas
WWWBrowser
Display
Solicita Img
Mostra Imagem
Servidor HTTP
ServidorHTTP
Gerador de Mapas
DocumentosWeb
Dados Espaciais
URL/Parâmetros do Mapa
Mapa / Imagem
URL
Página HTML
INTERNET
Servidor de Mapas Remotos
Serv ido res de Mapas
Vantagem não é necessário carregar, instalar ou manter qualquer software
ou dados especiais
Desvantagem Cada nova pesquisa, gera um novo mapa
Serv ido res de Mapas : exem p lo s
SIGMUN Cadastro
urbano Acesso do
cidadão a seus dados
Serv ido r de D ad o s R em o to
Exemplo - www.dpi.inpe.br/proarco (queimadas na Amazônia)
ServidorWWWGeograf.
Navegador+plug-ins
GeraçãoDados
Cliente ServidorSoftware SIGLocal
Servidorde dados
Transferência de Arquivos
Dados SIG
Dados SIGLocais
INTERNET
Requisição de arquivos
Arquivos de dados SIG
Servidor de dados remoto
Serv ido r d e D ad o s R em o to
Vantagens Maior rapidez de processamento Cliente pode fazer suas análises
Desvantagens Cliente precisa de aplicativo (“plug-in”) Tempo inicial de carga de dados (pode ser longo)
E vo lu ção d a G eo tecn o lo g ia
SIG Individual
BD Geográfico Institucional
Centro de Dados Global