CIRANO IOCHPE²

1 Professor Assistente - UFV e Doutorando - II/UFRGS

Fig.1: Modelos de dados na visão de campo [LIS 96]

A representação gráfica escolhida para ser utilizada em nosso projeto de SIG, foi a do modelo de objetos da metodologia OMT (Técnica de Modelagem de Objetos [RUM 91]), onde foram incluídos novos construtores para facilitar a modelagem das características espaciais da aplicação.

Ao contrário dos modelos funcionais, onde a ênfase está nos procedimentos e funções executadas no sistema (ex.: modelo DFD [GAN 79]) e dos modelos estáticos, onde a ênfase está nos dados armazenados (ex.: modelo ER [CHE 76]), os modelos orientados a objetos utilizam uma filosofia que integra dados e funções em unidades denominadas objetos [GOL 82].

O modelo OMT é baseado em conceitos do paradigma da orientação a objetos, tais como, hierarquia de classes, herança de propriedades, atributos, métodos, entre outros, e permite a representação de conceitos de abstração semântica, tais como, classificação, generalização, agregação e associação.

Nesta seção, primeiro é apresentada uma hierarquia de classes predefinidas, utilizada no projeto conceitual de aplicações geográficas. Depois é descrito uma estratégia de simplificação de esquemas por substituição simbólica.

Muito antes da utilização dos SIGs, já era comum, na comunidade de Geoprocessamento, visualizar a realidade na forma de mapas sobrepostos, criando um conjunto de camadas, cada uma contendo as informações sobre um determinado tema (ex.: hidrografia, relevo, uso da terra, dados sócio-econômicos, etc). É natural, portanto, que um projeto de banco de dados para SIG inicie pela identificação dos temas a serem modelados.

Um BDGEO pode ser visto como sendo um repositório de dados sobre um conjunto de áreas geográficas. Cada área geográfica possui dados organizados em diversos temas, que podem ser modelados segundo as visões de campo e objetos. A Figura 2 mostra a hierarquia de classes básicas, seguindo o simbolismo do modelo OMT, que serve de ponto de partida para a modelagem conceitual de aplicações em SIG. Esta biblioteca permite a integração natural dos dados nas visões de campo e de objetos.

Fig.2: Hierarquia de classes básicas

A biblioteca de classes apresentada aqui, foi baseada na biblioteca de classes descrita no modelo MGeo [TIM 94]. No modelo MGeo, a ênfase está na definição do conjunto de classes que descrevem os diversos tipos de objetos geométricos, que são empregados nas implementações de SIG.

De acordo com as características das variáveis presentes em cada tema, elas podem ser modeladas segundo uma ou outra visão. Por exemplo, temas como relevo, tipo de solo e temperatura possuem distribuição contínua no espaço e são modelados sob a visão de campo, enquanto que hidrografia e dados sócio-econômicos são temas que possuem entidades reais bem definidas e são modelados na visão de objetos.

Na visão de objetos, todas as classes de entidades geográficas, ou seja, aquelas que possuem atributos do tipo objeto espacial, estão associadas a, pelo menos, uma subclasse da classe Objeto_Espacial, isto é, Ponto, Linha ou Região. Isto causa a adição de um grande número de relacionamentos no diagrama final, tornando-o de difícil legibilidade. A inclusão de símbolos geométricos nas classes de entidades geográficas em substituição a esses relacionamentos, simplifica significativamente o diagrama final (Figura 3).

Esquemas semelhantes de simplificação de esquema por substituição simbólica, também foram empregados nos modelos MODUL-R [BÉD 89], [CAR 93] e no modelo GeoOOA [KÖS 95]. Estas substituições não se limitam às associações com objetos do tipo Ponto, Linha e Região. Substituições podem ser adaptadas a outros tipos de objetos espaciais, como por exemplo, nodos e ligações, na modelagem de objetos em aplicações de redes.

Fig.3: Substituição simbólica de esquemas

Esta seção apresenta, como exemplo de aplicação do modelo OMT adaptado para SIG, a modelagem conceitual de dados do SIGERCO/RS Sistema de Informações do Gerenciamento Costeiro.

O objetivo do SIGECO/RS é o de fornecer subsídios para a tomada de decisões nas diversas atividades do Projeto GERCO.

Uma das atividades do projeto GERCO, a do Macrozoneamento Costeiro, constitui-se na elaboração do Mapa de Uso Projetado, que é composto pelas cartas-síntese, representando as potencialidades e as restrições de uso em cada região costeira.

As subseções seguintes mostram os resultados da modelagem conceitual dos dados do SIGERCO/RS, relacionados com as etapas de Macrozoneamento Costeiro, Licenciamento e Monitoramento.

Por questões de simplificação do diagrama final da modelagem, as classes da aplicação foram separadas de acordo com a visão (de campo e de objeto) em que se enquadram.

As classes pertencentes ao domínio da aplicação, que se enquadram na visão de campo, foram definidas como especializações das subclasses de Tema na Visão de Campo, na hierarquia de classes básicas (Figura 4). Estas classes estão relacionadas, principalmente, com a execução da fase do Macrozoneamento Costeiro, no âmbito do Projeto GERCO e servirão de base às operações espaciais que serão realizadas para se obter o Mapa de Uso Projetado.

Fig.4: Modelagem de dados na visão de campo

Todas as classes de entidades geográficas possuem um símbolo geométrico que indica o tipo de objeto espacial ao qual está associado. Esta associação é dependente da escala em uso e pode, inclusive, existir mais de um objeto espacial associado a uma mesma classe de objeto geográfico. Por exemplo, objetos da classe Trecho de Rio podem ser representados por uma linha ou uma região.

Na visão de objetos, os atributos espaciais e descritivos são descritos de forma integrada na definição das classes. Além disso, como pode ser observado no diagrama, os relacionamentos entre classes com e sem características espaciais, são modelados de forma integrada. Por exemplo, as classes Ponto de Amostragem, que é uma classe que possui representação espacial na forma de um ponto, e Monitoramento dos Recursos Hídricos, que não possui representação espacial, são representadas de forma integrada no modelo, através da associação (relacionamento) realiza. Isto permite que o projeto conceitual do banco de dados seja realizado sem que se leve em conta se os atributos das entidades modeladas são apenas descritivos ou se possuem representação espacial.

É importante observar que, somente nas fases subsequentes, é que serão considerados os aspectos do tipo: escolha da estrutura de armazenamento dos dados (matricial ou vetorial), ou quais camadas lógicas (layers) serão criadas. Por exemplo, um tema como hidrografia, pode dar origem a mais de uma camada lógica (layer), uma contendo linhas representando os rios e outra contendo polígonos representando os lagos. O projeto lógico de um SIG depende do software que será utilizado.

Fig.5: Modelagem de dados na visão de objetos

Gostaríamos de agradecer à equipe do Projeto GERCO da FEPAM-RS, pela oportunidade de participação no processo de modelagem de uma aplicação real.