Especificação sql do Open gis



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Universidade Federal de Pernambuco

Centro de Informática

Graduação em Ciência da Computação


Trabalho de Graduação em Ciência da Computação


Tradução de Consultas Visuais para Cláusulas SQL
Aluno: Silvio Siqueira Cortez (ssc@cin.ufpe.br)

Orientadora: Ana Carolina Salgado (acs@cin.ufpe.br)
28 de setembro de 2002


Resumo

Sistemas de Informação Geográfica são sistemas que manipulam dados geográficos, ou seja, dados que podem ser geo-referenciados na superfície terrestre. Muitos estudos têm sido feitos recentemente, no intuito de permitir aos usuários de SIG elaborar consultas facilmente.


Um aspecto interessante que tem surgido, diz respeito à realização de consultas utilizando operadores e elementos visuais em um ambiente gráfico. Estas consultas são conhecidas na literatura como consultas visuais.
Embora trabalhos anteriores tenham especificado ambientes que possibilitem realização de consultas visuais, os bancos de dados utilizam linguagens de consultas textuais como forma de acesso aos dados, que usualmente são extensões do SQL.
Neste contexto, apresentamos um tradutor da linguagem de consulta visual GeoVisualQL[4] (Geographic Visual Query Language) para a linguagem SQL especificada pelo Consórcio OpenGIS[1] – Open Geodata Interoperability Specification. No processo de tradução utilizamos XML para especificação dos metadados, que descrevem as entidades geográficas armazenadas no banco de dados.

Agradecimentos





Agradeço a todos aqueles que contribuíram para a realização deste trabalho, através de críticas e sugestões.


Em particular, agradeço a orientadora Ana Carolina, pela ajuda prestada diante das dúvidas, e por ter me orientado durante longos 3 anos. A Valéria G. Soares pelo material fornecido. A família, que suportou minha chatice durante a realização deste trabalho.


Silvio Cortez

Índice


1. Introdução 8

1.1. Estrutura do Trabalho 9

2. Especificação SQL do OpenGIS 10

2.1. Arquitetura do OpenGIS 11

2.1.1. O modelo de Classes 11

2.1.2. Métodos da classe Geometria 12

2.1.3. Métodos para verificar relações espaciais entre objetos geométricos 13

2.1.4. Métodos de operação de conjunto entre objetos geométricos 13

2.1.5. Outros tipos Geométricos 14

2.2. O SQL do OpenGIS 15

2.2.1. Construtor da Linguagem 15

2.2.2. Funções de Consulta SQL 16

2.2.3. Funções que testam relações espaciais (Relacionamentos Topológicos) 16

2.2.4. Funções que implementam operações de conjunto 17

2.2.5. Um exemplo do SQL 17

3. O GeoVisual 19

3.1. Arquitetura do GeoVisual 20

3.1.1. Módulo dos Componentes do SIG 20

3.1.2. Módulo do Modelo de Metadados 20

3.1.3. Módulo Gerenciador de Consultas 20

3.1.4. Módulo da Interface Gráfica 21

3.2. GeoVisual Representation 21

3.3. Linguagem de Consulta Visual GeoVisualQL 22

3.3.1. Operadores da Linguagem GeoVisualQL 23

3.3.2. Relacionamentos Espaciais (Relacionamentos Topológicos) 23

3.3.3. Operações de conjunto 24

3.3.4. Operadores lógicos 24

3.3.5. Operador Grouped 25

3.4. Desenvolvimento da Proposta 25

4. Um editor de consulta visual 26

4.1. A Interface Gráfica 26

4.2. Funcionalidades e Casos de Uso 27

5. A tradução de GeoVisualQL para SQL 31

5.1. Análise Sintática 31

5.1.1. Árvore Sintática 31

5.1.2. Validação das consultas visuais do GeoVisualQL 32

5.2. Síntese 34

5.2.1. Estrutura da sentença SQL 34

5.2.2. Tabela de tradução 36

5.2.3. Especificação dos Metadados 38

6. Conclusão 44

7. Trabalhos Futuros 45

8. Apêndice 46

9. Referências 47



Índice de Figuras


Figura 1: Hierarquia de classes. 12

Figura 2: tipos geométricos do OpenGIS 15

Figura 3: Módulos do GeoVisual. 19

Figura 4: Representação visual dos elementos no GeoVisual Representation. 22

Figura 5: Representação do operador Group. 25

Figura 6: Ambiente de consultas visuais. 26

Figura 7: Casos de uso. 27

Figura 8: : Os operadores da interface. 28

Figura 9: : Os elementos visuais da interface. 28

Figura 10: Consultas Espaciais. 29

Figura 11: As entidades geográficas disponíveis para o elemento visual. 30

Figura 12: Árvore sintática. 32

Figura 13: Gramática e sua consulta espacial. 34


Índice de Tabelas


Tabela 1: Consulta visual utilizando operador de conjunto e sua cláusula SQL correspondente. 35

Tabela 2: Consulta visual utilizando operador topológico e sua cláusula SQL correspondente. 36

Tabela 3: Tabela de tradução do GeoVisualQL para o SQL. 37

Tabela 4:Descrição das tags do DTD. 40




1.Introdução


Um Sistema de Informação Geográfica (SIG) é um sistema de computador capaz de armazenar, manipular, e mostrar informações referenciadas por suas coordenadas geográficas, isto é, dados identificados de acordo com sua localização.

Um SIG pode utilizar duas abordagens de consultas a bancos de dados que manipule informações geográficas (SGBDG). Estas se classificam em consultas textuais e consultas visuais. Linguagens textuais usualmente são extensões do SQL que acomodam tipos e operações espaciais, enquanto linguagens visuais permitem a construção de consultas através da combinação de símbolos, ícones e texto visando facilitar o trabalho do usuário. Uma comparação completa das duas abordagens pode ser vista em [6].

Uma especificação de uma linguagem de consulta SQL, que permite manipulação de dados geográficos, vem sendo desenvolvida pelo consórcio OpenGIS[1]. Por outro lado, muitos esforços têm sido realizados com intuito de desenvolver ambientes de consultas visuais a dados geográficos.

Em recente trabalho de pesquisa foi proposto o ambiente “GeoVisual – Um Ambiente de Consultas Visuais para Sistemas de Informações Geográficas” [5]. O GeoVisual utiliza a linguagem de consulta visual e o padrão visual dos dados chamados de GeoVisualQL (Geographic Visual Query Language) e GeoVisual Representation (Geographic Data Visual Representation) [2,3], respectivamente.

Embora, o GeoVisual seja um ambiente de consulta visual, os bancos de dados utilizam linguagens textuais como o SQL. Para que a recuperação de dados geográficos seja possível, uma tradução entre linguagens de consultas visuais e textuais é necessária.

O objetivo deste trabalho é desenvolver um módulo de tradução de consultas visuais para textuais, onde será criado uma editor de consulta visual baseado no GeoVisual[5] e o SQL do OpenGIS[1] como padrão de consultas textuais.





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