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Modelo de Dados: Criando e Consultando Objetos Espaciais, Notas de aula de Geografia

Documento que descreve como criar e manipular objetos espaciais em um sistema de informação geográfica, incluindo a definição de atributos, agrupamento e consulta por atributos, operações métricas e análise espacial. O documento também inclui instruções para criar e recuperar planos de informação.

Tipologia: Notas de aula

2012

Compartilhado em 08/08/2012

gustavo-r-toniolo-8
gustavo-r-toniolo-8 🇧🇷

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AULA 9 Análise e Consulta Espacial
INPE / DPI - http://www.dpi.inpe.br/spring - spring@dpi.inpe.br
1
Aula 9 - Análise e Consulta Espacial
1. Consulta a Banco de Dados
A forma usual de ligação entre um sistema de informação geográfica e um
banco de dados relacional é através de um SGBDR (Sistema Gerenciador de
Banco de Dados Relacional) chamado modelo "geo-relacional": os componentes
espacial e descritivo do objeto geográfico são armazenados separadamente. Os
atributos convencionais são guardados no banco de dados (na forma de tabelas)
e os dados espaciais são tratados por um sistema dedicado. A conexão é feita
por identificadores (id) de objetos.
Para recuperar um objeto, os dois subsistemas devem ser pesquisados e a
resposta é uma composição de resultados. Esta arquitetura é ilustrada na figura
a seguir.
idlabelpopulação
22Maine3,5 M
Nesta aula o usuário deverá inicialmente definir uma categoria Cadastral, um
Objeto e seus atributos. O arquivo de linhas será importado, mas a identificação
dos objetos ficará a seu critério.
1.1 Definição do modelo Cadastral e Objeto
Criando categoria cadastral e Objeto:
- # Iniciar Programas Spring <versão><Idioma> - Spring
<versão><Idioma>
SPRING
- Ativar banco de dados Curso
- Ativar projeto Brasilia
- [Arquivo] [Modelo de Dados...] ou botão
Modelo de Dados
- {Categorias - Nome: Quadra} - (Modelo Objeto) - (Criar)
- {Categorias - Nome: Cad_urbano} - (Modelo Cadastral) - (Criar)
- (Executar) - para armazenar as categorias criadas.
Definindo atributos da categoria Objeto
SPRING
- [Arquivo] [Modelo de Dados...] ou botão
Modelo de Dados
- (Categorias Quadra)
- (Atributos...)
Definindo atributos do tipo inteiro
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pfe
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INPE / DPI - http://www.dpi.inpe.br/spring - [email protected] 1

Aula 9 - Análise e Consulta Espacial

  1. Consulta a Banco de Dados

A forma usual de ligação entre um sistema de informação geográfica e um banco de dados relacional é através de um SGBDR (Sistema Gerenciador de Banco de Dados Relacional) – chamado modelo " geo-relacional ": os componentes espacial e descritivo do objeto geográfico são armazenados separadamente. Os atributos convencionais são guardados no banco de dados (na forma de tabelas) e os dados espaciais são tratados por um sistema dedicado. A conexão é feita por identificadores (id) de objetos. Para recuperar um objeto, os dois subsistemas devem ser pesquisados e a resposta é uma composição de resultados. Esta arquitetura é ilustrada na figura a seguir.

id label população

22 Maine 3,5 M

Nesta aula o usuário deverá inicialmente definir uma categoria Cadastral, um Objeto e seus atributos. O arquivo de linhas será importado, mas a identificação dos objetos ficará a seu critério.

1.1 Definição do modelo Cadastral e Objeto

Criando categoria cadastral e Objeto:

  • # Iniciar – Programas – Spring <versão> - Spring <versão> SPRING
  • Ativar banco de dados Curso
  • Ativar projeto Brasilia
  • [Arquivo] [Modelo de Dados...] ou botão Modelo de Dados
  • {Categorias - Nome: Quadra} - (Modelo ⇔ Objeto) - (Criar)
  • {Categorias - Nome: Cad_urbano} - (Modelo ⇔ Cadastral) - (Criar)
  • (Executar) - para armazenar as categorias criadas.

Definindo atributos da categoria Objeto SPRING

  • [Arquivo] [Modelo de Dados...] ou botão Modelo de Dados
    • (Categorias ⇔ Quadra)
    • (Atributos...) Definindo atributos do tipo inteiro

[email protected] 2

Atributos de Categoria

  • {Nome: Populac} – Obs.: Máximo de 8 caracteres
  • (Tipo ⇔ Inteiro)
  • (Inserir)
  • {Nome: Escolas}
  • (Tipo ⇔ Inteiro)
  • (Inserir) Definindo atributos do tipo Texto
  • {Nome: Tipo}
  • (Tipo ⇔ Texto)
  • (Tamanho: 20) Definindo atributos do tipo Real
  • {Nome: Renda}
  • (Tipo ⇔ Real)
  • (Inserir)
  • (Executar), (Fechar)

Encerrando definição de atributos da categoria Objeto Modelo de Dados

  • (Fechar)

1.2 Elaboração do mapa cadastral e identificação de objetos

Importando dados cadastrais: SPRING

  • [Arquivo][Importar...] Importação
    • (Diretório...: C:\Tutor_10aulas\Dados)
    • (Formato | ASCII-SPRING : Quadras.L2D)
    • (Entidade ⇔ Linha com topologia), (Unid. ⇔ m), {Escala : 25000}
    • Projeção e Retângulo Envolvente - Não necessários, assume do projeto ativo.
    • Projeto - Não é necessário, assume do projeto ativo.
    • (Categoria...) Lista de Categorias
      • (Categorias: Cad_urbano) nome da categoria criada acima.
      • (Executar) Importação
    • {PI: Mapa_quadras} nome do PI a ser criado.
    • (Executar)
    • (Fechar)

Editando Atributos do Objeto: Painel de Controle

  • (Categorias | Cad_urbano)
  • (Planos de Informação | Mapa_quadras)
  • (Linhas)

[email protected] 4

Editando os atributos do objeto SPRING

  • [Editar][Objeto...] Editar Objetos
    • (Classes de Objeto | Quadra)
    • (Modo Seleção ⇔ Tela)
    • Selecionar objeto no plano visualizado

Editando os atributos do objeto Editar Objetos

  • (Atributos...) Atributos
    • (Atributos | Populac)
    • {Valor: 500}
    • (Atributos | Escolas)
    • {Valor: 2}
    • (Atributos | Tipo)
    • {Valor: Residencial} ou Industrial, ou Hoteleiro, ou Lazer
    • (Atributos | Renda)
    • {Valor: 2476.5l}
    • (Executar)
  • Repetir os dois itens acima para os outros objetos

INPE / DPI - http://www.dpi.inpe.br/spring - [email protected] 5

1.3 Consulta sobre os objetos editados.

As funções de consultas sobre um mapa de objetos iniciam-se com uma seleção no “Painel de Controle”, passando pela criação de uma Coleção de Objetos e Controle de Visualização. A partir do Controle de Visualização o usuário terá acesso aos módulos de Consulta, Consulta Espacial, Agrupamento e Tabela. Com os objetos na Tela de Visualização o usuário pode consultar o módulo Atributos/Foto/URL e através do módulo Tabela pode-se salvar o conteúdo da mesma, gerar outras coleções ou planos temáticos. A figura abaixo mostra o relacionamento entre esses módulos, assim como os possíveis caminhos que o usuário pode seguir ao realizar uma consulta sobre seus objetos.

PAINEL DE CONTROLE

COLEÇÃO DE OBJETOS

VIZUALIZAÇÃO DE OBJETOS

Display no Monitor

Exportar Tabela

CONSULTA AGRUPAMENTO (^) ESPACIAL CONSULTA (por atributos)

TABELA ( todos objetos)

TABELA (do objeto)

URLs Imagens Documentos

Gerar Coleção da Tabela

Gerar PI Temático

A figura acima mostra que existe uma dependência e uma seqüência a ser seguida entre os módulos de consulta (veja exemplos de consulta no final deste capítulo). A seguir descreve-se como o usuário deve proceder na utilização de cada um destes módulos:

  1. No “Painel de Controle” o usuário deve definir quais serão os PI’s a serem apresentados na área de desenho e especialmente ativar o PI cadastral ou redes a ser consultado;

INPE / DPI - http://www.dpi.inpe.br/spring - [email protected] 7

textos, gerar coleções dos objetos apresentados ou ainda um PI temático dos objetos listados na tabela.

Consultando mapa de objetos do modelo cadastral:

  • # Iniciar – Programas – Spring <versão> - Spring <versão> SPRING
  • Ativar banco de dados DF
  • Ativar projeto Brasilia Painel de Controle
  • (Categorias | Cad_urbano)
  • (Planos de Informação | Mapa_quadras)
  • (Linhas), (Objetos)
  • [Executar] [Desenhar] ou botão no menu principal.
  • (Consultar...) Geração e Seleção de Coleção
  • (Categorias de Objeto | Quadras)
  • (Coleções | TUDO)
  • (Aplicar) – as janelas Visualização de Objetos e Tabela são apresentadas.

Consultando o módulo Tabela com o mapa Mapa_Distrital: Tabela

  • Tabela de Atributos X Tela:
  • Selecione um objeto na TABELA de atributos, pressionando BE (botão esquerdo) na primeira coluna da linha desejada. O objeto será automaticamente realçado, na cor corrente (cor apresentada no canto superior esquerdo da tabela), na Tela de visualização.
  • Selecione vários objetos consecutivos na TABELA de atributos, clicando e arrastando com BE na primeira coluna dos objetos desejados. Os objetos serão automaticamente realçados, na cor corrente atual.
  • Tela X Tabela de Atributos:
  • Selecione um objeto, neste caso um polígono, na Tela de visualização pressionando BE sobre o mesmo. O objeto correspondente será destacado na tabela de atributos com a cor corrente.

Veja a seguir alguns recursos sobre as colunas da tabela

⇒ Alterando a cor para seleção de linhas:

  • Pressione BD (botão direito) sobre a cor corrente, no canto superior esquerdo da tabela.
  • Selecione a cor desejada.
  • Selecione outros objetos que desejar.

⇒ Desmarcando TODAS as linhas selecionadas na tabela:

[email protected] 8

  • Pressione BD sobre a primeira coluna da linha.
  • Selecione no menu Remover , a opção: [ Todas]

Desmarcando o conjunto de linhas selecionadas com a cor corrente

  • Pressione BD sobre a primeira coluna da linha.
  • Selecione no menu Remover , a opção: [ Cor-Corrente].

Ampliando na tela o objeto selecionado ou todos * para facilitar a localização de um objeto selecionado ou de um grupo pode-se utilizar a opção de Zoom

  • Pressione BD sobre a primeira coluna da linha.
  • Selecione no menu [ Zoom] , a opção: [ Toda-Seleção] ( todas as linhas marcadas, independente da cor ) ou [Seleção-Corrente] ( somente a linha onde estivar o mouse).

Veja a seguir alguns recursos sobre as colunas da tabela

⇒ Exibindo estatísticas básicas para atributos numéricos * Desmarque todas as linhas primeiro, veja como fazer acima.

  • Pressione o BD sobre o nome do atributo “POPULACAO”.
  • Selecione a opção [Estatística....] * Válido somente para atributos numéricos. Relatório de Dados * observe os valores apresentados: N.Amostras, N.Ausentes, Média, Mediana, Mínimo, Máximo, D.Padrão, C.variação
    • Se desejar clique em (Salvar...) e forneça um nome de arquivo. ⇒ Ordenamento por atributos * Para facilitar a localização de um dado qualquer, ordene por coluna.
  • Pressione BD sobre o nome do atributo “USO”, por exemplo.
  • Selecione a opção [ Ordenar].
  • Selecione a opção [ Crescente] ou [ Decrescente]. * A tabela toda é exibida em função do ordenamento selecionado.

⇒ Ocultando coluna durante a exibição da tabela * Tabelas muito extensas (muitos atributos) pode ser útil ocultar determinadas colunas.

  • Pressione BD sobre o nome atributo “NOME”, por exemplo.
  • Selecione a opção [ Remover Coluna]. * A coluna selecionada deixa de ser visualizada na tabela. ⇒ Exibindo colunas ocultas
  • Pressione BD sobre o nome de um atributo qualquer (primeira linha).
  • Selecione a opção [ Exibir Colunas...]

Exibir Colunas

  • Clique sobre o nome do atributo na lista para exibir ou ocultar. * Atributos marcados por uma tarja azul estão visíveis na tabela, caso contrário estão ocultos.
  • (Fechar)

Veja a seguir alguns recursos de análises gráficas das linhas e colunas da tabela

[email protected] 10

Visualização de Objetos

  • [Editar][Consulta por Atributos...] Consulta por Atributos
    • (Atributos | Renda)
    • (Operação | > )
    • (Valores | 2000) - ou outro valor, de acordo com os dados fornecidos pelo usuário. Se desejar digite um valor qualquer no campo abaixo da lista de valores. * Observe que a expressão lógica é apresentada durante sua seleção.
    • (Executar) - os objetos selecionados são apresentados na tela ativa segundo a expressão definida.

* Desfazer a expressão antes de fechar a interface de consulta:

- (Cancelar) - várias vezes até remover toda equação na lista Expressão Lógica.

  • (Fechar)

Associando arquivos JPEG, GIF, HTML e URL’s a geo-objetos.

SPRING

  • Selecione uma representação na tela de desenho com duplo clique (BE) sobre o polígono desejado. Esta ação leva à abertura de uma interface, a qual contém os atributos do geo-objeto associado.

Tabela de Atributos do Geo-objeto Selecionado.

  • Pressione sobre a tabela (BD).
  • Selecione a opção Inserir: JPEG/GIF/HTML... Abrir Arquivo
    • Selecione o arquivo desejado. * Observe na interface a introdução do arquivo associado.
  • Pressione sobre a tabela (BD).
  • Selecione a opção Inserir: URL... Inserir Endereço URL
    • Digite o endereço URL desejado. * Exemplo: http://www.inpe.br ou www.inpe.br (Executar) * Observe na interface a introdução do endereço URL associado.

Exibindo arquivo JPEG, GIF, HTML ou URL associado.

Tabela de Atributos do Geo-objeto Selecionado

  • Pressione sobre a linha que contém o arquivo ou URL desejado (BD).
  • Selecione a opção Exibir....

Suprimindo arquivo JPEG, GIF, HTML ou URL associado.

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Tabela de Atributos do Geo-objeto Selecionado.

  • Pressione sobre a linha que contém o arquivo ou URL desejado (BD).
  • Selecione a opção Suprimir.

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Execute a seguir os exercícios de consulta:

Consulta 1

O exercício a seguir permite responder a seguinte pergunta - “Calcule o valor médio da área de todos os imóveis urbanos que sejam do tipo 4 e tenham área do terreno maior que 800 metros quadrados” – observe que está consulta depende somente dos atributos descritivos (AREA e TIPO) do objeto Lotes. ⇒ Executando uma consulta por atributos – Consulta 1 Painel de Controle

  • (Ativar ⇔ Tela 1)
  • (Categorias | Cad-Lotes)
  • (Plano de Informação | Mapa_Lotes)
  • (Linhas), (Objetos), (Textos)
  • (Desenhar) ou - [Executar] [Desenhar] ou botão no menu principal.
  • (Consultar...) Geração e Seleção de Coleção
    • (Categorias de Objeto | Lotes)
    • (Coleções | TUDO)
    • (Aplicar)
    • Espere carregar as janelas Tabela e Visualização de Objetos.

Visualização de Objetos

  • [Editar][Consulta por Atributos...] Consulta por Atributos
    • (Atributos | TIPO)
    • (Operação ⇔ = )
    • (Mostrar)
    • {Valores: 4}
    • (AND)
    • (Atributos | AREA)
    • (Operação ⇔ > )
    • {Valor: 800}(CR)
    • (Executar)

* Observe que na janela Tabela: Lotes encontram-se nove (9) objetos que atendem à expressão de consulta. Visualização de Objetos

  • [Editar][Tabela...] Tabela: Lotes * Clique botão da direita sobre o nome do atributo, no caso, AREA , e escolha a operação Estatística. Relatório de Dados * O valor de procurado é 1455.5335 (metros quadrados). Outros dados estão disponíveis, veja a seguir: N. AMOSTRAS 9

[email protected] 14

N. AUSENTES 0 MINIMO 994.4319 MEDIANA 1064. MAXIMO 3124.1936 SOMA TOTAL 13099. MEDIA 1455.5335 D. PADRAO 653. C. VARIACAO 0.

As figuras a seguir apresentam o resultado da Consulta 1.

Consulta 2

O exercício a seguir permite responder a seguinte pergunta - “Apresente um agrupamento quantil do atributo AREA em 3 partes, e um gráfico de pizza da área do terreno e área construída (AREA e AREA_C), de todos os lotes da Rua Antunes”.

  • Observe que está consulta depende somente dos atributos END,

[email protected] 16

  • (Atributos | AREA_C)
  • (Inserir)
  • (Tam. Mínimo: ⇔ 6)
  • (Executar)

A figura a seguir apresenta o resultado da Consulta 2. Observe que a janela Visualização de Objetos apresenta a legenda dos dados agrupados e do gráfico.

Consulta 3

O exercício a seguir permite responder a seguinte pergunta - “Apresente todos os lotes do tipo 2 e 3 e que estejam a menos de 200 metros da Av. Brasil" – Observe que está consulta depende somente do atributo TIPO e da relação espacial com outro objeto, no caso Logradouro. Nesta consulta, tanto faz a ordem em que é realizada, em primeiro separa-se os objetos lotes que estão a uma distância do objeto logradouro e depois os que são de determinado tipo, ou em primeiro pelo tipo e depois a relação com a distância.

INPE / DPI - http://www.dpi.inpe.br/spring - [email protected] 17

IMPORTANTE : Antes de iniciar o próximo exercício cancele toda e qualquer consulta que tenha sido feita anteriormente. Clique em - [Executar] [Limpar] [Tudo].

Em primeiro lugar será necessário criar uma coleção com todos os trechos da Av. Brasil.

Definindo uma coleção para o logradouro Av.Brasil: Painel de Controle

  • (Ativar ⇔ Tela 1)
  • (Categorias | Rede-Logradouro)
  • (Plano de Informação | Mapa_Logradouro)
  • (Linhas), (Objetos)
  • [Executar] [Desenhar] ou botão no menu principal.
  • (Consultar...) Geração e Seleção de Coleção
    • (Categorias de Objeto | Logradouro)
      • {Coleção: AvBrasil}
    • (Criar)
    • (Atributos | NOME)
    • (Operação ⇔ = )
    • (Valores ⇔ T) * para listar todos os valores para atributo NOME.
    • (lista de valores | Av. Brasil)
    • (Gerar)
    • (Fechar) Em segundo lugar ativa-se o mapa de lotes para iniciar a consulta. ⇒ Executando uma consulta por atributos e espacial – Consulta 3 Painel de Controle
  • (Ativar ⇔ Tela 1)
  • (Categorias | Cad-Lotes)
  • (Plano de Informação | Mapa_Lotes)
  • (Linhas), (Objetos), (Textos)
  • (Desenhar) ou - [Executar] [Desenhar] ou botão no menu principal.
  • (Consultar...) Geração e Seleção de Coleção
    • (Categorias de Objeto | Lotes)
    • (Coleções | TUDO)
    • (Aplicar)
    • Espere carregar as janelas Tabela e Visualização de Objetos.

Visualização de Objetos

  • [Editar][Consulta por Atributos...] Consulta por Atributos
    • (Atributos | TIPO)

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NOTA: Experimente fazer primeiro a consulta espacial de todos objetos a menos de 200 da Av. Brasil e depois separar os que são do tipo 2 e 3. O resultado deve ser exatamente o mesmo.

Consulta 4

O exercício a seguir permite responder a seguinte pergunta - “Apresente todos os lotes que sejam vizinhos ao lote do proprietário 'MARIANO CASTRO ALVES' e tenham área construída maior que do 900 metros quadrados" – Observe que está consulta depende somente do atributo PROPRIET e AREA_C, mas também da relação espacial com um determinado objeto lote. IMPORTANTE : Antes de iniciar o próximo exercício cancele toda e qualquer consulta que tenha sido feita anteriormente. Clique em - [Executar] [Limpar] [Tudo].

Definindo uma coleção para o lote de Mariano Castro Alves: Painel de Controle

  • (Ativar ⇔ Tela 1)
  • (Categorias | Cad-Lotes)
  • (Plano de Informação | Mapa_Lotes)
  • (Linhas), (Objetos)
  • [Executar] [Desenhar] ou botão no menu principal.
  • (Consultar...) Geração e Seleção de Coleção
    • (Categorias de Objeto | Lotes)
      • {Coleção: Mariano}
    • (Criar)
    • (Atributos | PROPRIET)
    • (Operação ⇔ = )
    • (Valores ⇔ T) * para listar todos os valores para atributo NOME.
    • (lista de valores | MARIANO CASTRO ALVES)
    • (Gerar)

Executando uma consulta por atributos e espacial – Consulta 4 Geração e Seleção de Coleção

  • (Categorias de Objeto | Lotes)
  • (Coleções | TUDO)
  • (Aplicar)
  • Espere carregar as janelas Tabela e Visualização de Objetos.

Visualização de Objetos

  • [Editar][Consulta Espacial...] Consulta Espacial

[email protected] 20

  • (Operação ⇔ Topologia)
  • (Relacionamento | Toca)
  • (Objeto | Lotes)
  • (PI | Mapa_lotes)
  • (Coleção | PMariano)
  • (Opção de Seleção ⇔ Nova )
  • (Executar)

* Observe que na janela Tabela: Lotes encontram-se seis (6) lotes que são vizinhos ao lote de 'MARIANO CASTRO ALVES'.

Visualização de Objetos

  • [Editar][Consulta por Atributos...] Consulta por Atributos
    • (Atributos | AREA_C)
    • (Operação ⇔ > )
      • {valor: 900}
    • (CR)
    • (Executar)

A figura a seguir apresenta o resultado da Consulta 4. Observe que somente 3 lotes atendem a nova consulta.