Integração de Bases de Dados Geográficos Heterogênea e Distribuídas

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Título
Integração de Bases de Dados Geográficos Heterogênea e Distribuídas
Linha de pesquisa
Engenharia de Dados e Conhecimento
Tipo de publicação
Tese de Doutorado
Número de registro
Data da defesa
14/12/1998
Resumo
O alto custo da aquisição de dados geográficos aliado à complexidade das análises ambientais têm levado as comunidades de informação ao compartilhamento de dados existentes, armazenados por bases de dados de Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Os mecanismos utilizados para proporcionar a troca de dados entre estas bases têm sido a conversão de formatos e o estabelecimento de padrões. Estas soluções são inadequadas, uma vez que requerem localizar os dados e compreender os formatos ou padrões envolvidos para estabelecer os processos de conversão e não garantem interoperabilidade, pois parte substancial da informação está contida nos procedimentos de consulta, manipulação e apresentação.  Essa tese apresenta o Sistema MultiSIG que tem como proposta criar uma federação de dados aberta. Este Sistema objetiva proporcionar interoperabilidade semântica entre bases de dados geográficos heterogêneas e distribuídas sobre o ambiente da rede global Internet. O desenvolvimento deste Sistema contemplou as diferenças entre: i) os modelos de dados usados pelos SIG, ii) as linguagens de manipulação de dados oferecidas por estes sistemas, e iii) os esquemas decorrentes das diversas áreas de aplicação através de uma metodologia e de uma arquitetura, denominadas MMultiSIG e AMultiSIG, respectivamente. A MMultiSIG estabelece as atividades necessárias para a integração de esquemas das bases de dados geográficos e a AMultiSIG oferece um ambiente que proporciona a interoperabilidade entre estas bases.  As principais contribuições decorrentes do desenvolvimento deste Sistema são: · a proposta de um nível externo sobre o modelo de dados global, gerando um modelo de objetos para um esquema global externo. Este modelo de objetos fornece uma única percepção do significado dos dados armazenados pelas bases componentes da federação, mantendo suas características de temas e regiões; · a metodologia MMultiSIG para integração dos esquemas - contempla as diversas características envolvidas na construção de uma base de dados geográficos, de forma que um conjunto compartilhado de termos e definições utilizados pelas comunidades de informação seja definido e apresentado no esquema global; · a especificação da arquitetura AMultiSIG para interoperabilidade: é especificado os serviços desta arquitetura, bem como serviços de suporte a outros trabalhos do Projeto WHIP (Workbench de Heterogeneidade, Interoperabilidade e Paralelismo). Deste modo, a arquitetura proposta oferece ferramentas para cadastrar o esquema, realizar consultas, solicitar apresentação de resultados e fornecer suporte à cooperação entre os administradores locais e global para a integração de esquemas.  A metodologia e a arquitetura proposta foram avaliadas na integração de bases de dados voltadas para aplicações na área de hidrologia e ambiental. Os resultados desta implementação evidenciam que a interoperabilidade proporcionada pelo sistema MultiSIG contribui como uma forma alternativa de acessar dados dispostos em outras bases de dados geográficos, preservando o investimento na informação geográfica armazenada pelas bases de dados. A estratégia adotada pelo Sistema MultiSIG se mostra eficiente, uma vez que não é necessário saber onde os dados estão localizados, além de promover maior sinergia entre as comunidades de informação.
Abstract
The high cost of the geographical data acquisition combined with to the complexity of the environmental analysis has been driving the information communities to sharing the existent data stored by Geographical Information Systems (GIS) Databases. The mechanisms adapted to provide the data exchanges among these databases have undertaken formats conversions and standards establishment. These solutions are inadequate because they require the location of the data, to understand the formats or standards involved and the establishment of conversion processes. These solutions do not guarantee interoperability, since part of the information is contained in the query, manipulation and presentation procedures of geographical data. This work develops the MultiGIS System that aims at creating an open data federation, which provides semantic interoperability among heterogeneous and distributed geographical databases on the Internet. The development of this System contemplates the differences among i) the data models used by GIS; ii) the data manipulation languages offered by the GIS; and iii) the resultant schema of the several application areas through a methodology and architecture named MMultiGIS and AMultiGIS, respectively. MMultiGIS establishes the required activities for the schema integration of the geographical databases and AMultiGIS provides an interoperable environment among these databases. The main contributions obtained with the development of this System are: The object model proposed for the external global schema - it provides a single perception of the meaning of the data stored by the component databases of the federation; MMultiGIS methodology for schema integration - it encompasses several characteristics involved in the construction of a geographical database, so that a set of shared term and definitions used by the information communities is defined and presented in the global schema; and AMultiGIS architecture specification for interoperability - it is specified the services of this architecture, as the services to support other works of the WHIP Project (Workbench for Heterogeneity, Interoperability and Parallelism). The proposed architecture offers tools to register the schema, to query, to request presentation of results and to support cooperation among the local and global administrators for schema integration. The proposed methodology and architecture were evaluated in the integration of databases for hydrology and environmental application areas. The results of this implementation show that the interoperability provided by the MultiGIS System contributes significantly as an alternative form of access to stored geographical data in different geographical databases while preserving the investment of the geographical information stored by the original databases. The strategy adopted by the MultiSIG System is effective, since it does not require the knowledge of data location and promotes higher synergy among the information communities.
Arquivo
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