O documento discute modelos de dados geográficos, incluindo quatro níveis de abstração (mundo real, conceitual, apresentação e implementação) e o modelo OMT-G. O modelo OMT-G utiliza classes, relacionamentos e restrições espaciais para modelar dados nos níveis conceitual e de apresentação.

1. Banco de dados geográficos
Unidade I – Modelagem
de dados geográficos
Sérgio Souza Costa
Especialização de geoprocessamento

2. Tópicos desta aula:
1. Introdução
2. Níveis de abstração
I. Mundo real
II. Conceitual
III. Apresentação
IV. Implementação
3. Modelo de dados OMT-G
I. Classes
II. Relações
III. Diagrama de apresentação

3. Introdução
• O mundo real é extremamente complexo, só conseguimos capturar
partes da realidade através de modelos e abstrações.

4. Introdução
• O mundo real é extremamente complexo, só conseguimos capturar
partes da realidade através de modelos e abstrações.
• A linguagem pode ser compreendida como uma abstração ou um
modelo. Mesmo existindo uma infinidade de árvores, conseguimos
distinguir uma árvore quando vemos uma.

5. Introdução
• O mundo real é extremamente complexo, só conseguimos capturar
partes da realidade através de modelos e abstrações.
• A linguagem pode ser compreendida como uma abstração ou um
modelo. Mesmo existindo uma infinidade de árvores, conseguimos
distinguir uma árvore quando vemos uma.
“Para resolver um problema é necessário escolher uma abstração da
realidade” (Almeida, 2010)

6. Introdução
“Abstração é o processo mental que consiste em escolher ou isolar
um aspecto determinado de um estado de coisas relativamente
complexo, a fim de simplificar a sua avaliação, classificação ou para
permitir a comunicação do mesmo” (Houaiss, 2006)

7. Níveis de abstração
• Mundo real – consiste dos
fenômenos geográficos reais
como rios, cidades, montanhas Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3
Nível
conceitual
Nivel
Apresentação
Nível
Implementação
Nível do
mundo real

8. Fenômenos geográficos são todos aqueles que possuem tempo
e espaço bem definidos.
“A temperatura ao meio dia local na altitude 34 graus e 35 minutos norte,
longitude 120 graus 0 minutos oeste, era 19 graus Celsius” (Longley et. al 2013).
“A altitude do Monte Everest é de 8848 metros”.
Nível do mundo real

9. Níveis de abstração
• Mundo real – consiste dos
fenômenos geográficos reais
como rios, cidades, montanhas
• Conceitual – descrevem os
conceitos formais com os quais
as entidades geográficas podem
ser modeladas.
Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3
Nível
conceitual
Nivel
Apresentação
Nível
Implementação
Nível do
mundo real

10. Nível conceitual
Na literatura são aceitas duas visões de dados geográficos:
Objetos discretos: representa o mundo como objetos com limites bem
definidos sobre um espaço vazio (Longley et. al 2013).
Campo contínuo: representa o mundo real como um número finito de
variáveis, cada qual definida em cada posição do espaço (Longley et. al 2013).

11. Nível conceitual - Campos contínuo
Um exemplo comum de campos contínuo são as imagens de satelite, já
que o sensor de satélite tem um valor para cada posição imageada.

12. Nível conceitual – Objetos discretos
Um exemplo comum de objetos discretos são mapas geopoliticos, aonde
os limites são definidos e aceitos por acordos nacionais e internacionais.

13. Nível conceitual: Objetos e Campos
• O software SPRING (Câmara et al., 1996) inclui os conceitos de rede, geo-
campo numérico e geo-campo temático, coleção de geo-objetos (chamada
de mapa cadastral). Os geo-campos numéricos admitem as imagens como
caso particular;
• No ArcGIS (ESRI, 2000), a coleção de objetos é chamada de features
(feições). Os campos são chamados de surfaces (superfícies), e as
imagens também são modeladas como caso particular de campos
numéricos. As redes (networks) também são incluídas.
• No modelo OpenGIS (OGC, 1998), os campos são chamados de coverage,
e a coleção de objetos é chamada de feature collection.

14. Níveis de abstração
• Mundo real – consiste dos
fenômenos geográficos reais
como rios, cidades, montanhas
• Conceitual – descrevem os
conceitos formais com os quais
as entidades geográficas podem
ser modeladas.
• Apresentação – especificam os
diferentes aspectos visuais.
Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3
Nível
conceitual
Nivel
Apresentação
Nível
Implementação
Nível do
mundo real

15. Nível de apresentação
No nível de apresentação são
definidos o aspecto visual ou
gráfico (envolvendo
parâmetros como cor, tipo de
linha, espessura da linha e
padrão de hachura)

16. Níveis de abstração
• Mundo real – consiste dos
fenômenos geográficos reais
como rios, cidades, montanhas
• Conceitual – descrevem os
conceitos formais com os quais
as entidades geográficas podem
ser modeladas.
• Apresentação – especificam os
diferentes aspectos visuais.
• Implementação – definem
estruturas de dados e modos de
armazenamento.
Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3
Nível
conceitual
Nivel
Apresentação
Nível
Implementação
Nível do
mundo real

17. Nível de implementação: Matrizes e vetores
Matrizes e vetores são usualmente as
estrutura de dados usadas para
representar respectivamente campos
contínuos e objetos discretos.
• Estrutura matricial dividem o mundo em
matrizes de células e especificam atributos
para elas (Longley et. al 2013).
• Estrutura vetorial representam o mundo
como coleções de feições geométicas com
um ou mais atributos associados.
source: Mohamed Yagoub

18. Nível de implementação: Matrizes
célula
Extensão
Resolução
source: Mohamed Yagoub

19. Nível de implementação: vetores

20. Modelo de dados OMT-G
Os níveis conceitual e de apresentação podem ser modelados através de
uma técnica de modelagem denominada OMT-G.
Essa técnica foi baseada no diagrama de classes da Unified Modeling
Language – UML, introduzindo pictogramas, relacionamentos e restrições
de integridades espacias.

21. Modelo de dados OMT-G
Utiliza três conceitos principais:
classes,
relacionamentos e
restrições de integridade espaciais.

22. Modelo de dados OMT-G
Utiliza três conceitos principais:
classes,
relacionamentos e
restrições de integridade espaciais.
Não iremos tratar das
restrições de
integridade espaciais.

23. Modelos de dado OMT-G: Classes
O modelo OMT-G define cinco classes descendentes de geo-campo:
isolinhas, subdivisão planar, tesselação, amostragem e malha triangular.

24. Modelos de dado OMT-G: Classes
Duas classes descendentes de geo-objeto: geo-objeto com geometria e
geo-objeto com geometria e topologia

25. Modelo OMT-G: Relacionamento
O modelo OMT-G descreve três tipos de relacionamentos entre suas
classes: associações simples, relacionamentos topológicos em rede e
relacionamentos espaciais.

26. Modelo OMT-G: Relacionamento
A cardinalidade representa o número de instâncias de uma classe que
podem estar associadas a instâncias da outra classe.

27. Modelo OMT-G: Relacionamento
Um tipo específico de relacionamento á a generalização:

28. Modelo OMT-G: Relacionamento
Um tipo específico de relacionamento á a generalização:
Generalização é o processo
de definição de classes
mais genéricas
(superclasses) a partir de
classes com características
semelhantes (subclasses).

29. Modelo OMT-G: Relacionamento
Um tipo específico de relacionamento á a generalização:
Generalização é o
processo de definição de
classes mais genéricas
(superclasses) a partir de
classes com características
semelhantes (subclasses).

30. Modelo OMT-G: Agregação
A agregação é um tipo de associação entre objetos, onde o
primeiro é formado pelo segundo.
Notação UML
Agregação entre uma classe convencional e uma georreferenciada
Agregação espacial (“todo-parte”).

31. Modelo OMT-G: Diagrama de apresentação
O diagrama de apresentação para o
modelo determina o aspecto visual, ou
seja, pertence ao nível de
apresentação.

32. Modelagem é uma tarefa sempre crucial, sendo importante também para o
geoprocessamento. Muitas das vantagens da utilização de banco de dados
geográficos depende de uma boa modelagem.
Nesses slides discutimos alguns aspectos, mas não deixe de estudar, pois
essa é uma área ainda em desenvolvimento.
Bons estudos 

33. Referências
• CÂMARA, G.; SOUZA, R.; FREITAS, U.; GARRIDO, J. SPRING: Integrating Remote Sensing and
GIS with Object-Oriented Data Modelling. Computers and Graphics, v. 15, n.6, p. 13-22, 1996.
• BORGES, K. A. D. V. Modelagem de dados geográficos. Câmara, G.; Monteiro, Am; Davis, C. …, ,
n. 2, p. 66, 2002.
• ESRI, 2000, Modelling Our World : The ESRI Guide to Geodatabase Design, Redlands, CA.
• Houaiss, Instituto Antônio. Dicionário Houaiss da língua portuguesa (2006) Editora Objetiva,
Março.
• LONGLEY, P. A.; GOODCHILD, M. F.; MAGUIRE, D. J.; RHIND, D. W. Geographic Information
Systems and Science. Annals of the Association of American Geographers, 2005.
• Mohamed Yagoub. Cartographic and GIS Data Structures. Acessado em 05/02/2017.
http://www.angelfire.com/mo/yagoub/Week2.ppt
• OPEN GIS CONSORTIUM, 1999, OpenGIS Simple Features Specification for SQL - Revision 1.1.