5.2 Arquitectura do sistema PADRÃO
5.2.1 O componente Repositório de Dados e Conhecimento
O Repositório de Dados e Conhecimento é o responsável pelo armazenamento dos dados
geo-espaciais e dados não geográ…cos utilizados no sistema. Integra, ainda, o conhecimento espacial necessário à implementação dos mecanismos qualitativos de inferência utilizados no sistema. Este componente integra três BD:
Uma Base de Dados Geográ…ca (BDG), construída segundo os princípios do CEN TC
287. Atendendo às directivas do CEN, foi possível implementar uma BDG na qual o posicionamento espacial dos dados geográ…cos é conseguido recorrendo a um sistema de identi…cadores geográ…cos. Neste sistema, caracterizam-se as subdivisões administrativas de Portugal, ao nível dos Concelhos e Distritos. A componente espacial associada aos identi…cadores geográ…cos utilizados permitiu a de…nição das relações espaciais do tipo 4Na qual o actor investigador participa em todas as tarefas associadas ao processo de descoberta de conhe- cimento.
5Como referido por Brachman e Anand [Brachman e Anand, 1996], apesar de a longo prazo ser desejável que os sistemas de descoberta de conhecimento sejam autónomos, a realidade é que actualmente, o utilizador desempenha um papel extremamente importante em todo este processo. Os autores sugerem que as descrições do processo de DCBD devem ser mais orientadas ao utilizador, indicando como este processo deve ser conduzido e enumerando as tarefas que devem ser executadas.
6Este projecto está a ser parcialmente suportado pela Comissão Europeia através do programa ESPRIT. O conjunto de parceiros é constituído pelo consórcio DaimlerChrysler AG, SPSS, NCR e OHRA.
direcção, distância e topologia, existentes entre Concelhos7 adjacentes. A estrutura da
BDG integra os dados provenientes do esquema espacial e do esquema de identi…cadores geográ…cos, já apresentados no Capítulo 2 nos seus respectivos diagramas de classes.
A construção da BDG requer a participação de dois actores8. O investigador9 é o
responsável pela identi…cação das características do domínio geográ…co em causa, o qual condi- ciona os diversos esquemas a implementar. O comité CEN TC 287 é considerado um actor, pelo facto das suas directivas interagirem com o sistema, fornecendo as especi…cações necessárias à implementação dos diversos esquemas identi…cados pelo investigador. No diagrama de caso
de uso10 apresentado na Figura 5.3, a BDG é também considerada um actor, pelo facto de
esta interagir com o sistema. No caso especí…co de BD, optou-se por representar estes actores através de estereótipos11 (stereotypes), um mecanismo de extensão permitido pelo UML [Booch
et al., 1999], representados por um ícone que os diferencia dos restantes actores. A utilização de estereótipos permite diferenciar o papel, neste caso dos diversos actores, no sistema.
CEN TC 287 Interpretar pré-normas CEN TC
287 Verificar características domínio
geográfico <<include>> BDG Investigador Interpretar esquemas a implementar <<extend>> Construir BDG <<include>>
Figura 5.3: Diagrama de caso de uso: construção da BDG
7As relações espaciais são de…nidas entre Concelhos, por este conjunto de regiões representar o nível inferior da hierarquia geográ…ca utilizada neste trabalho. As relações espaciais dos restantes níveis podem ser inferidas a partir destas.
8Um actor representa um conjunto coerente de papéis, que um utilizador de um caso de uso leva a cabo quando interage com esse caso de uso. Tipicamente, um actor representa o papel que um indivíduo, um equipamento ou mesmo outro sistema, desempenha no sistema [Booch et al., 1999].
9A denominação investigador é aqui adoptada por referenciar a pessoa responsável pela implementação do sistema Padrão. Independentemente da designação adoptada, refere-se que este actor deve possuir valências que lhe permitam interagir com o sistema. Estas valências variam, sendo especí…cas do domínio de intervenção em que as mesmas são requisitadas.
10Os diagramas de caso de uso e de classes apresentados, foram construídos recorrendo ao Rational Rose 98. O Rational Rose é um produto da Rational Software Corporation. Mais detalhes podem ser encontrados em http://www.rational.com/rose.
11Os estereótipos estendem o vocabulário do UML, permitindo a de…nição de novos elementos, especí…cos do problema em causa [Booch et al., 1999].
Como já referido anteriormente, a BDG integra os dados provenientes do esquema de identi…cadores geográ…cos e do esquema espacial. Do conjunto de entidades que agregam estes esquemas, existem algumas que se revelam de extrema importância, uma vez que serão utilizadas no processo de descoberta de conhecimento. A Figura 5.4 apresenta este conjunto de entida- des. Pela análise da referida …gura é possível veri…car que a Primitiva Topológica associada a determinada Instância de Localização é do tipo Nodo (em particular um Nodo Isolado, que representa o centróide da região referenciada pelo identi…cador geográ…co). Este relacio- namento identi…ca a Face associada ao Nodo Isolado, permitindo então conhecer as relações espaciais existentes no espaço geográ…co analisado.
NodoIsolado Face 1..1 0..* 1..1 1..* 1..* 1..* adj_distancia 1..* 0..* contido 1..1 1..* 1..* 1..* adj_direcao 1..* CatalogoLocalizacoes InstanciasLocalizacao idGeografico : String descGeografica : String idAlternativo : String administrador : String dataReferencia : Date dataFim : Date 1..* 1..* 1..* 1..* agrega 0..* 0..* 0..* ref_cruzadas 0..* 0..* 0..* 0..* superior 0..* ClassesLocalizacao nomeClasse : String tema : String descricao : String extensao : String administrador : String instancias : Integer conectividade : String dataVersao : Date formaIdGeografico : String formatoIdGeografico : String 1..1 1..* 1..1 1..* possui 0..* 0..* 0..* superior 0..*
Para o caso específico de identificação de relações espaciais, direcção e distância, através dos centróides das regiões, cada face deverá ter
associado um nodo isolado. 0..*0..* 1..1
Figura 5.4: Entidades da BDG relevantes no processo de descoberta de conhecimento
Uma Base de Conhecimento Espacial (BCE) que armazena os mecanismos de raciocínio
qualitativo que permitem a inferência de relações espaciais desconhecidas. Dentre o co- nhecimento disponível nesta base, encontram-se as tabelas de composição, que integram a direcção, a distância e a topologia segundo os princípios do raciocínio espacial qualitativo (conforme integração efectuada no Capítulo 3, subsecção 3.5.3), os identi…cadores quali- tativos utilizados, e ainda, o intervalo de validade quantitativo associado a cada um dos mesmos. A construção da BCE requer a participação activa do investigador, o qual deve identi…car as relações espaciais de interesse, de…nir as características do sistema qualitativo a implementar, e construir as tabelas de composição que permitem a inferência de relações espaciais desconhecidas (Figura 5.5).
A Figura 5.6 apresenta o diagrama de classes que retrata a estrutura da BCE. Na referida …gura é possível veri…car que o sistema de raciocínio agrega o conhecimento espacial associado
Definir características do sistema de raciocínio qualitativo
BCE Investigador
Construir Tabela de Composição Integrada
<<extend>>
Construir BCE
<<include>>
Figura 5.5: Diagrama de caso de uso: construção da BCE
a cada uma das relações espaciais consideradas. A de…nição dos intervalos de validade quantita- tivos, associados a cada identi…cador qualitativo, permite que o contexto quantitativo se altere em função dos objectivos da análise a efectuar.
Uma Base de Dados não Geográ…ca (BDnG) cujo conteúdo depende do domínio de apli-
cação em causa. Ao longo deste documento são referidas duas BDnG distintas. Ainda neste capítulo, na descrição da implementação do sistema Padrão, é referida uma BD de- mográ…ca, que armazena os registos paroquiais do distrito de Aveiro, datados entre 1690 e 1990. Posteriormente, no Capítulo 7, é apresentado um estudo de caso, no qual a BDnG está associada ao Sistema de Administração do Pessoal do Exército.