Modelos espaço-temporais

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Abstract

Este capítulo apresenta recentes estudos de modelos espaço-temporais, correspondentes as iniciativas para modelar o comportamento de objetos em sua trajetória espaço-temporal, visando sua representação em um sistema de informação. A maioria das aplicações de tecnologia de geoinformação utiliza representações estáticas de fenômenos espaciais. Isto se deve ao fato de que a principal abstração utilizada em Sistemas de Informação Geográficas (SIG) é o mapa. No entanto, um significativo conjunto de fenômenos espaciais, como o cadastro urbano, uso e ocupação da terra, fluxos hidrológico e poluição são inerentemente dinâmicos e as representações estáticas comumente utilizadas não os capturam de forma adequada. Deste modo, um dos grandes desafios da geoinformação é o desenvolvimento de modelos espaço-temporais, que sejam capazes de representar adequadamente fenômenos que variam tanto no espaço como no tempo. Modelos espaço-temporais reúnem dois aspectos distintos: a escolha de conceitos adequados do espaço e do tempo e a construção de representações computacionais apropriadas correspondentes a esses conceitos. No caso das representações espaciais estáticas, os Capítulos 1 e 3 apresentam as diversas alternativas existentes, juntamente com detalhes de implementação e de modelagem de aplicações. Neste capítulo, damos ênfase à representação temporal e à construção de modelos semânticos apropriados ao tratamento de mudanças espaço-temporais. A visão do espaço (do grego choros) e do tempo (chronos) é uma experiência subjetiva do ser humano. O espaço e o tempo se misturam ao se descrever uma realidade (Kavouras, 2001). Podemos modelar a superfície da terra usando geo-objetos, correspondentes a parcelas do solo, ou usando geo-campos, indicando a variação espacial da vegetação da mesma área. Geo-objetos podem ser estáticos, como uma montanha; mudar de lugar, como o traçado de uma linha férrea, ou se movimentar, como um carro (Frank, 1997). Conforme a semântica associada ao geo- objeto, suas características espaciais (incluindo forma geométrica e localização) e não espaciais (atributos alfanuméricos) podem sofrer alterações ao longo do tempo. Para produzir uma representação do mundo real com o objetivo de elaborar um sistema de informação espaço-temporal muitas questões precisam ser investigadas e respondidas (Cheylan, 2001). Essas questões envolvem a visão de mundo inerente ao sistema, as regras aplicáveis, o comportamento dos objetos ao longo do tempo, a interpretação da variação do tempo, a natureza das mudanças e a influência dos processos de medida. Por este motivo, o uso de ontologias para modelagem espaço- temporal é um dos principais temas de pesquisa nessa área atualmente (Worboys e Duckhan, 2004) (Grenon e Smith, 2003). Os conceitos envolvidos não são óbvios e têm se mostrado de difícil formalização (Smith e Mark, 1998) (Frank, 2003) (Fonseca et al., 2002) (Fonseca, et al., 2003). Em particular quando lidam com aspectos espaciais e temporais simultaneamente, ontologias buscam capturar as propriedades dos objetos e os conceitos que determinam sob que condições eles são criados ou deixam de existir, e quais mudanças podem ocorrer em suas características (Grenon e Smith, 2003). Uma ontologia deve incluir categorias de espaço e tempo, além dos conceitos ligados ao histórico dos objetos e às intenções de mudança. Ontologias espaço-temporais representam um conjunto de conceitos que lidam com a natureza do espaço, do tempo e das interações espaço-temporais (Peuquet, 2001). Ainda não existe um consenso sobre as técnicas de modelagem de dados espaço-temporais, ou mesmo sobre extensões das técnicas de modelagem de dados geográficos atualmente existentes para refletir as necessidades de aplicações que envolvam simultaneamente tempo e espaço. Optamos por apresentar alternativas de representação específicas, deixando a cargo do leitor a escolha do(s) modelo(s) que melhor se ajusta(m) às suas necessidades.

Author-supplied keywords

  • Aplicativos geográficos
  • Bancos de dados geográficos
  • Geoinformação

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Authors

  • Taciana De Lemos Dias

  • Gilberto Câmara

  • Clodoveu a. Davis Jr.

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