Requisitos específicos de modelagem de aplicações geográficas

requisitos específicos de modelagem de dados, em função dos aspectos espaciais, temporais e descritivos da informação geográfica. Nem todos os modelos conceituais de dados geográficos existentes atendem estes requisitos.

Borges (1997) e Lisboa Filho e Iochpe (1999b) apresentam um conjunto de requisitos mínimos que um modelo conceitual de dados para aplicações geográficas deve suportar:

a) _{Diferenciar fenômenos geográficos e objetos sem referência} espacial (objetos convencionais), assim como os relacionamentos entre eles;

b) Modelar dados geográficos nas visões de campo (geo-campos) e de objetos (geo-objetos);

c) Modelar as características espaciais dos dados;

d) Representar tanto as relações espaciais (topológicas) e suas propriedades, como também as associações simples e de rede; e) Especificar restrições de integridade espacial;

f) Organizar os fenômenos por tema (níveis de informação), possibilitando que uma entidade geográfica seja associada a diversos níveis de informação;

g) Modelar as características temporais dos dados, assim como relacionamentos temporais;

h) Modelar as múltiplas representações (ponto, linha ou polígono) de uma mesma entidade geográfica, tanto com base em variações de escala, quanto nas várias formas de percebê-las; i) Modelar a qualidade dos dados (metadados);

j) Ser independente de implementação, ou seja, não estar associado às características do software SIG a ser utilizado na implementação do BD.

Na literatura pesquisada verificou-se que os modelos conceituais OMT-G e UML-Geoframe, baseados no formalismo OO, são os modelos mais empregados no Brasil para modelagem de aplicações geográficas (exemplos de aplicação destes modelos estão nas próximas seções). No Quadro 1 encontra-se os requisitos mínimos para aplicações geográficas que os modelos conceituais OMT-G e UML-Geoframe atendem.

Observando o Quadro 1 verifica-se que ambos os modelos atendem todos os requisitos mínimos, menos o requisito de modelagem de aspectos da qualidade dos dados. Apesar desta similaridade entre os modelos, nas próximas seções será visto as diferenças entre eles nos requisitos relacionados às regras de integridade espacial e as múltiplas representações.

Requisitos Modelos conceituais de dados geográficos

OMT-G UML-Geoframe

a) fenômenos geográficos e

objetos convencionais X X

b) visões de campo e visão

de objetos X X c) aspecto espaciais X X d) relacionamentos espaciais e não-espaciais X X e) regras de integridade espacial X X f) aspecto temático X X g) aspectos temporais X X h) múltiplas representações X X

i) aspectos de qualidade - - j) independente de

implementação X X

Quadro 1 - Comparação entre os modelos conceituais OMT-G e UML- Geoframe considerando requisitos mínimos para aplicações geográficas. Fonte: Elaborado pelo autor com base em BORGES (1997), PRETO, (1999), LISBOA FILHO

e IOCHPE (1999b), ROCHA (2001) e MEINERZ (2005).

2.7.5 Modelo conceitual OMT-G

Na sua primeira versão criada por BORGES (1997) o modelo OMT-G era denominado de Geo-OMT. Este modelo conceitual, de grande aceitação por parte de usuários/projetistas de SIG no Brasil, é uma extensão do modelo orientação a objeto OMT80 (Object Modeling Technique) para dar suporte aos dados geográficos (LISBOA FILHO e IOCHPE, 1999b; BORGES, DAVIS JÚNIOR e LAENDER, 2005). Portanto, o OMT-G está alinhado aos conceitos da OO.

O modelo OMT-G acrescenta primitivas ao diagrama de classes da UML para modelar a geometria e a topologia81 _{dos dados} geográficos, oferecendo estruturas de agregação, especialização/ generalização, rede, e de associações espaciais (BORGES, 2002).

O modelo OMT-G têm como base três conceitos principais: classes, relacionamentos e restrições de integridade espaciais. As classes e relacionamentos definem as primitivas fundamentais usadas para criar os diagramas de classes (esquemas estáticos de aplicação). A partir do diagrama de classes é possível emanar um conjunto de restrições de integridade espaciais, que deve ser considerado na fase de implementação do projeto de BDG de acordo com as linguagens de definição de dados associadas à SGBD espaciais (BORGES, DAVIS JÚNIOR e LAENDER, 2005).

Além do diagrama de classes, o OMT-G propõe o uso de mais dois diagramas no processo de desenvolvimento de BDG: o Diagrama

80 _{O OMT é uma técnica de modelagem criada nos anos 80 para o formalismo OO} (CRAVEIRO, 2004). A UML foi criada para padronizar a notação gráfica da técnica OMT englobando todos os requisitos de modelagem de qualquer aplicação e suportando todas as fases de implementação de um software. Dessa forma a UML passou a ser usada por toda a comunidade de projetistas e desenvolvedores de sistemas que fazem uso do formalismo OO (GONÇALVES, 2008).

81 _{Topologia é um termo utilizado para se referir a continuidade de espaço e de propriedades} espaciais, como a conectividade, que não são afetadas por distorções contínuas (BURROUGHT e McDONNELL, 1998).

de Transformação e o Diagrama de Apresentação. O Diagrama de Transformação é necessário quando são especificadas múltiplas representações ou quando ocorre a derivação de uma classe a partir de outra no diagrama de classes, identificando os métodos necessários para a implementação física do BDG (BORGES, DAVIS JÚNIOR e LAENDER, 2005). Este diagrama está atrelado às escalas de visualização aplicadas na abstração da realidade geográfica no diagrama de classes.

Segundo Issmael, Lunardi e Carvalho (2007) o Diagrama de Apresentação especifica as alternativas de visualização que cada representação pode assumir decorrente da transformação. Este diagrama especificará o aspecto visual ou gráfico dos objetos geográficos, em geral, estes aspectos estão atrelados a um padrão de representação cartográfica básica ou temática.

Detalhes sobre as primitivas e notações gráficas para os diagramas de classes, de transformação e de apresentação do OMT-G estão em Borges (1997) e em Borges, Davis Júnior e Laender (2005). Bertini e Neto (2004, p. 40) especificam notações alternativas para as generalizações convencional e cartográfica do modelo OMT-G, em função de considerar que as notações deste modelo constituem um “desvio do padrão existente para representação de generalizações em UML, podendo confundir o desenvolvedor acostumado com a Linguagem de Modelagem Unificada”.

Um aspecto muito importante do modelo OMT-G são as restrições de integridade. Um conjunto de 29 regras de restrições de integridade para o modelo OMT-G (topológicas, semânticas, relacionamentos espaciais, relacionamentos em rede e agregação espacial) é apresentado em Borges (1999). Dentre as restrições de integridade do OMT-G vale destacar a contribuição da agregação espacial para a manutenção da integridade semântica do BDG. Este tipo de restrição indica que a geometria de cada parte deve estar contida na geometria do todo e que a geometria do todo deve ser totalmente coberta pela geometria das partes, ou seja, não é permitida a superposição entre geometria das partes (BORGES, DAVIS JÚNIOR e LAENDER, 2005).

Até o momento não existe uma ferramenta CASE específica para construção de esquemas no modelo OMT-G, somente uma extensão (Stencil) para o software proprietário Microsoft Visio 2000 desenvolvida por Borges (QUEIROZ e FERREIRA, 2006). Esta extensão não inclui a representação dos aspectos temporais dos dados geográficos no modelo OMT-G criado por Meinerz (2005).

o uso de ferramentas CASE proprietárias de modelagem em UML (ex.: Rational Rose da IBM), como foi o caso da modelagem do EGB realizada pela CONCAR. Porém, nas funcionalidades destas ferramentas não estão previstas os pictogramas das primitivas geométricas do modelo OMT-G, problema que precisa ser resolvido através de estereótipos. Dessa forma, o fato do modelo OMT-G não possuir uma ferramenta CASE específica e de acesso livre dificulta a sua adoção e disseminação entre os usuários. No Quadro 2 é apresentado algumas das aplicações descritas na literatura, que usaram o modelo OMT-G.

Autor (s) Aplicação Temas e sub-temas _modelados

Bertini e Neto (2004)

Proposta acadêmica de modelagem orientada a objeto para o mapa urbano básico de Belo Horizonte (MUB/BH).

Mapa urbano básico: CTM (aprovações, edificações, infra-estrutura, logradouros, lotes, macro- divisões, malha viária, parâmetros da lei e quadras). Energia Hidrografia básica Obra pública Planialtimétrico Telecomunicação Transporte básico Borges (1997) Estudo de caso de _{trabalho acadêmico.} Transporte coletivo e _trânsito.

Borges (2002) Exercício de curso de especialização em geoprocessamento (UFMG). Rede de esgoto; Focos de Dengue. Carvalho e Gherardi (2005) Mapeamento de Índice de sensibilidade ambiental. Sensibilidade ambiental ao derramamento de óleo na zona costeira. CONCAR (2005 e 2007) Especificação técnica para estruturação de dados geoespaciais vetoriais. Hidrografia; Relevo; Vegetação e Terreno Exposto; Sistema de Transporte; Energia e Comunicações; Abastecimento de Água, Saneamento Básico e Saúde; Habitacional e Cultural;

Autor (s) Aplicação Temas e sub-temas _modelados Estrutura Econômica; Localidades; Pontos de Referência; Limites; Instituições Públicas. Davis Júnior (2000 apud Borges, Davis Júnior e Laender, 2005). Exemplo de uso do modelo. Cadastro técnico municipal: estruturação da ocupação do solo urbano em quadras, lotes e vias públicas; Gerenciamento de transportes e trânsito: estruturação do sistema viário; Mapeamento em escala regional: principais aspectos de ocupação do território e acessos, em especial a malha rodoviária. Davis Júnior, Borges e Laender (2001). Exemplo de aplicação de restrições de integridade do modelo. Programa de saúde da família

Lago (2006) Gestão de recursos _hídricos.

Qualidade de água de recursos hídricos para elaboração de indicadores ambientais.

Meinerz (2005) Estudo de caso de _{trabalho acadêmico.}

Desmatamento e queimadas;

Elementos de uso da Terra. Oliveira et. al.

(2007) Estudo de caso de trabalho acadêmico. Inventário Florestal

Ribeiro (2001)

Proposta acadêmica de modelagem de SIG para plano diretor de drenagem urbana de Belo Horizonte - MG.

Drenagem Urbana

Silva et. al. (2006) Gerenciamento de áreas de ocupação de risco.

Habitação

Quadro 2 - Relação de aplicações geográficas usando o modelo OMT-G. Fonte: Elaborado pela autora.