Dataanalyse

O modelo espaço-temporal de versões usa uma estrutura de base de dados relacional para incorporar a dimensão temporal ao SIG. Conforme ZHAO et al. (1997), esta estrutura pode ser de três tipos: de tabelas, de registros e de atributos.

A estrutura relacional de tabelas consiste em criar uma nova versão da base de dados, quando ocorrem modificações nas entidades modeladas. Cada versão é armazenada numa tabela distinta, através de uma estrutura relacional. Este tipo de modelo ocasiona alta duplicação de dados no caso da modelagem de fenômenos mais estáticos, bem como carece de interligação entre as várias tabelas criadas. Contudo, este modelo facilita as operações de consulta e recuperação de dados.

A estrutura relacional de registros acrescenta uma linha de registro numa base de dados única, cada vez que uma entidade sofre alterações em sua forma, localização e/ou atributos. Esta estrutura implica em menor replicação de dados que a estrutura relacional de tabelas. Entretanto, parte dos dados do novo registro é replicada na estrutura relacional de registros, pois nem todos os atributos de uma entidade sofrem alterações simultaneamente. Nesta estrutura, as operações do usuário na base de dados requerem maior processamento que a estrutura relacional de tabelas, devido aos vários estados da realidade apresentados numa mesma tabela.

A estrutura relacional de atributos cria uma nova coluna para registrar as modificações nas características de entidades modeladas. Esta estrutura é a mais

compacta em termos de espaço computacional, e a mais extensa em termos de número de atributos, em comparação às duas estruturas anteriores. Contudo, a manipulação da estrutura relacional de atributos é bastante complexa, tendo em vista a infinidade de atributos gerados ao longo do tempo. Além disto, o número de atributos que podem ser criados é restringido pelas regras da estrutura relacional e limitado pelo formato de arquivos padronizados dos SIG convencionais (MILLER e SHAW, 2001a).

Portanto, segundo ZHAO et al. (1997), a escolha da estrutura relacional a ser usada no modelo de versões consiste em determinar o equilíbrio entre o espaço computacional ocupado e a complexidade do processo de manipulação de dados das estruturas relacionais descritas anteriormente.

Visando uma melhor compressão das estruturas relacionais do modelo espaço- temporal de versões, é apresentado um exemplo de sua aplicação, com base no exposto por ZHAO et al. (1997). O exemplo apresentado trata de sucessivos eventos hipotéticos relativos à localização de pontos de parada de ônibus, ocorridos entre 01 de maio de 1986 e 01 de dezembro de 1990, numa localidade imaginária, conforme Tabela 3.2.

Tabela 3.2: Eventos hipotéticos relativos a paradas de ônibus Data de atualização da

base de dados modelada Entidade

Localização Eixo X

Localização

Eixo Y Data de ocorrência Comentário 01 de março de 1985 Parada 1 45 67 23 de fevereiro de 1985 Outra

Parada 2 45 68 23 de fevereiro de 1985 Outra 01 de maio de 1986 Parada 3 46 68 16 de abril de 1986 Criado 01 de dezembro de 1990 Parada 1 45 66 17 de novembro de 1990 Alterado

Parada 4 48 68 22 de novembro de 1990 Criado Parada 5 50 68 20 de dezembro de 1990 Previsão Fonte: ZHAO et al.(1997).

Na página seguinte, a Tabela 3.3 apresenta as modificações temporais ocorridas com as paradas de ônibus, descritas na Tabela 3.2, usando a estrutura relacional de tabelas do modelo espaço-temporal de versões. Observe que uma criação de uma nova parada de ônibus (Parada 3) resulta em uma nova tabela (Tabela B), sem perda dos dados da Tabela A. Em seguida, alterações de atributos na Parada 1, criação da parada 4 e previsão de instalação da parada 5, resultam numa nova tabela, a Tabela C.

Tabela 3.3: Modelo espaço-temporal de versões com estrutura relacional de tabelas Tabela A – Primeira Versão

Nº do

registro modelada Entidade

Localização Eixo X

Localização

Eixo Y Data na base de dados Data no mundo real 01 Parada 1 45 67 01 de março de 1985 23 de fevereiro de 1985 02 Parada 2 45 68 01 de março de 1985 23 de fevereiro de 1985

Tabela B – Segunda Versão Nº do

registro modelada Entidade

Localização Eixo X

Localização

Eixo Y Data na base de dados Data no mundo real 01 Parada 1 45 67 01 de março de 1985 23 de fevereiro de 1985 02 Parada 2 45 68 01 de março de 1985 23 de fevereiro de 1985 03 Parada 3 46 68 01 de maio de 1986 16 de abril de 1986

Tabela C – Terceira Versão Nº do

registro modelada Entidade

Localização Eixo X

Localização

Eixo Y Data na base de dados Data no mundo real 01 Parada 1 45 66 01 de dezembro de 1990 17 de novembro de 1990 02 Parada 2 45 68 01 de março de 1985 23 de fevereiro de 1985 03 Parada 3 46 68 01 de maio de 1986 16 de abril de 1986 04 Parada 4 48 68 01 de dezembro de 1990 22 de novembro de 1990 05 Parada 5 50 68 01 de dezembro de 1990 20 de dezembro de 1990

Fonte: ZHAO et al.(1997).

A seguir, a Tabela 3.4 apresenta o resultado da aplicação da estrutura relacional de registros do modelo espaço-temporal de versões para representar os eventos ocorridos com as paradas de ônibus, conforme descrito na Tabela 3.2. A análise da Tabela 3.4 permite verificar que são adicionados registros à base de dados para retratar as mudanças de localização, extinção, criação ou previsão de uma dada parada de ônibus. Desta forma, é possível que mais de um registro esteja referenciado a uma mesma entidade modelada.

Tabela 3.4: Modelo espaço-temporal de versões com estrutura relacional de registros Nº do

registro modelada Entidade

Localização Eixo X

Localização

Eixo Y Data na base de dados Data no mundo real 01 Parada 1 45 67 01 de março de 1985 23 de fevereiro de 1985 02 Parada 2 45 68 01 de março de 1985 23 de fevereiro de 1985 03 Parada 3 46 68 01 de maio de 1986 16 de abril de 1986 04 Parada 1 45 66 01 de dezembro de 1990 17 de novembro de 1990 05 Parada 4 48 68 01 de dezembro de 1990 22 de novembro de 1990 06 Parada 5 50 68 01 de dezembro de 1990 20 de dezembro de 1990 Fonte: ZHAO et al.(1997).

Observe que a Tabela 3.4 apresenta dois atributos para registrar a dimensão temporal, são eles: Data na base de dados e Data no mundo real. O primeiro atributo registra a data de atualização (tempo na base de dados) das modificações sofridas pelas entidades modeladas. O segundo atributo grava a data em que as entidades do mundo real sofrem modificações (tempo no mundo real), segundo um calendário de referência. Esta estrutura temporal dual é necessária porque as datas de modificações no mundo real não coincidem, necessariamente, com as datas de atualização da base de dados.

Por exemplo, os registros 01 e 04 estão relacionados ao mesmo objeto geográfico, a parada de ônibus 1. Isto é incompatível com os SIG convencionais, tendo em vista que estes sistemas só podem ter um objeto para representar uma entidade modelada, por camada geográfica. Contudo, este problema pode ser contornado através de ferramentas de navegação e agregação de dados, capazes de gerar arquivos compatíveis, com identificadores geográficos únicos.

Por sua vez, a Tabela 3.5 apresenta os resultados da aplicação da estrutura relacional de atributos do modelo espaço-temporal para representar os eventos ocorridos com as paradas de ônibus, conforme descrito na Tabela 3.2. As siglas BDI e BDF representam, respectivamente, a data de atualização inicial e final do valor de um dado atributo, definido o período de atualização da base de dados. Já as siglas TVI e TVF indicam, nesta ordem, as datas de ocorrência inicial e final de um evento, definido o período de validade do valor de um atributo de uma entidade. Devido à restrição de formato deste trabalho de dissertação de mestrado, a Tabela 3.5 apresenta apenas os eventos ocorridos com as paradas de ônibus de número 1 e 2.

Tabela 3.5: Modelo espaço-temporal de versões com estrutura relacional de atributos

ID _modelada Entidade Localização - Eixo X BDI – 01/03/1985 BDF - Ilimitado TVI – 23/02/1985 TVF - Ilimitado Localização - Eixo Y BDI – 01/03/1985 BDF – 01/12/1990 TVI – 23/02/1985 TVF – 16/11/1990 Localização - Eixo Y BDI – 01/12/1990 BDF - Ilimitado TVI – 17/11/1990 TVF - Ilimitado Localização - Eixo Y BDI – 01/03/1985 BDF - Ilimitado TVI – 23/02/1985 TVF – Ilimitado 01 Parada 1 45 67 66 - 02 Parada 2 45 - - 68

Fonte: ZHAO et al. (1997).

Nota: BDI – base de dados inicial, BDF – base de dados final, TVI – tempo de validade inicial e TVF – tempo de validade final.

É possível verificar na Tabela 3.5, por exemplo, que o valor da coordenada Y igual a 67 do ponto de parada 1, só é valido no período de 23/02/1985 a 16/11/1990, um dia antes de sua modificação para 66. Este novo valor é válido até o final do período de observação, em 01 de dezembro de 1990, sendo designado pela palavra “ilimitado”. Esta mudança no valor do atributo (coordenada Y) da entidade geográfica ponto de parada 1 gerou uma nova coluna na base de dados (novo atributo), mantendo o mesmo identificador. Isto resolve o problema evidenciado na estrutura relacional de registro, quanto à multiplicidade de registros associados a uma mesma entidade geográfica. Contudo, as sucessivas alterações na realidade modelada resultam num aumento volumoso da quantidade de atributos nos arquivos relacionais. Isto dificulta o armazenamento, a manipulação e a análise de dados em ambiente SIG.

Cabe destacar que qualquer uma das estruturas relacionais do modelo espaço- temporal de versões não busca reformular a arquitetura de base de dados do ambiente SIG. Na verdade, o modelo espaço-temporal de versões visa adaptar as ferramentas disponíveis no SIG, de modo a viabilizar a incorporação da dimensão temporal nestes sistemas. Desta forma, este modelo pretende viabilizar a armazenagem e manipulação, em ambiente SIG, de dados dinâmicos no tempo e no espaço (ZHAO et al., 1997).

Entretanto, BORGES e FONSECA (1996) ressaltam que modelos orientados a objeto são mais adequados ao tratamento de dados geográficos dinâmicos do que modelos relacionais. Isto ocorre porque modelos relacionais são direcionados à estrutura de armazenamento e processamento internos do SIG, forçando a adequação dos fenômenos espaciais às estruturas disponíveis no sistema. Assim, aspectos cognitivos humanos de compreensão do espaço são negligenciados (BORGES, 1997).

Contudo, segundo CÂMARA et al. (1996), “a modelagem orientada a objeto não obriga o armazenamento em um Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD) orientado a objetos, mas simplesmente visa dar ao usuário maior flexibilidade na modelagem incremental da realidade”.

Após a apresentação destes modelos de incorporação simultânea das dimensões temporal e espacial no ambiente SIG, a seção 3.5 discute a análise espacial no contexto de SIG. Esta seção objetiva explorar as potencialidades do uso de análise e visualização espacial de dados dinâmicos do tráfego, em ambiente SIG.