O fim dos SIGs: Como isso ira lhe_afetar ?

O "fim" dos Sistemas de informação geográfica.

Em que isso irá lhe afetar?

Sérgio Souza Costa

Email: [email protected]: http://sites.google.com/site/skosta

Objetivos

Apresentar e discutir o que são sistemas de informação geográficas.

Objetivos


Mostrar a importância de considerar as informações geográficas nos teus projetos futuros.

Objetivos


Mostrar a importância de considerar as informações geográficas nos teus projetos futuros.

Apresentar os desafios da definição de projetos de longo prazo em computação.

Roteiro

> O que são sistemas de informação geográfica ?

> Evolução dos SIGs: O caso brasileiro.

> O "fim" dos SIGs ?

> Conclusão

O Que são ?

Sistemas de informação geográfica

O Que são ?

Sistemas de informação geográfica

Sistemas computacionais

Gestão de empresas

Controle de vôos

Controle de usinas siderúrgicas

Comércio eletrônico


Gestão de empresas

Controle de vôos



funcionários, custos, projetos, lucros ...


Gestão de empresas

Controle de vôos




Pousos, decolagens e rotas


Gestão de empresas

Controle de vôos





Variáveis industriais, pressão, vazão ....


Gestão de empresas

Controle de vôos





Variáveis industriais, pressão, vazão ....

Produtos, estoque ...

O Que são ?

Sistemas de

informação geográfica

O Que são ?

Sistemas de


São informações que tem uma posição bem definida, no espaço e no tempo.

O Que são ?

Sistemas de


São informações que tem uma posição bem definida, no espaço e no tempo.

Por que o espaço e o tempo são importantes ?

Muitos dos fenômenos naturais e ou sociais, não ocorrem de forma aleatória no espaço ou no tempo.


Fenômenos naturais e ou sociais


• Naturais: Cheias, enchentes, desmoronamentos ...


• Naturais: Cheias, enchentes, desmoronamentos ...• Social: Ocupação irregular, pode aumentar a

incidência de desmoronamentos e enchentes.




Relação espacial e ou temporal


Fonte: Barcellos,C.;2001

A epidemia de cólera em Londres, século XIX, Doutor John Snow 1854

Marco do uso da informação geográfica, sua análise na identifição de um processo

Não se conhecia a etiologia da doença

Identificou o processo de ocorrência (Relação)

Slides Antonio Miguel Monteiro. Aula de Introdução ao Geoprocessamento

Desde então:

Desde então:

Cientistas de geoinformação

Desde então:

Cientistas de geoinformação

Buscam relações espaciais e ou temporais

Processos epidemiológicos

Período Epidêmico

Slides, Izabel Reis – INPE, 2009Slides Antonio Miguel Monteiro. Aula de Introdução ao Geoprocessamento

Processos de ocupação do solo.

Slides Antonio Miguel Monteiro. Aula de Introdução ao Geoprocessamento

Paraisopólis - SP Slides Antonio Miguel Monteiro. Aula de Introdução ao Geoprocessamento

Paraisopólis - SP Slides Antonio Miguel Monteiro. Aula de Introdução ao Geoprocessamento

Um exemplo mais próximo...

Considere a seguinte informação:

Duas jovens morrem afogadas, supostamente atacadas por uma sucuri.

AONDE ?

AONDE ?

QUANDO ?

AONDE ?

QUANDO ?

Espaço

AONDE ?

QUANDO ?

Espaço

Tempo

Voltando a noticia:


Voltando a noticia:


No Rio Sapucaí, Bairro do Cantagalo, Itajubá, sul de Minas. No dia 1º de maio.

Analisando o caso

Associando com o ESPAÇO e o TEMPO, podemos:

Analisando o caso


Criar um mapa, com um ponto aonde ocorreu o fato.

Analisando o caso



Biólogo, com seus conhecimentos, pode cruzar essa informação com um mapa de ocorrência da fauna, e perguntar: "existe ocorrência de sucuri nessa região?"

Analisando o caso



Corpo de bombeiros, pode usar dados de vazão do rio, e saber a exata profundidade do rio, no momento que ocorreu.

Analisando o caso



Corpo de bombeiros, pode usar dados de vazão do rio, e saber a exata profundidade do rio, no momento que ocorreu.

Neste caso, precisaremos a exata localização. Uma coordenada espacial resolveria, latitude e longitude.

Analisando o caso



Geólogo, qual o tipo do solo (latossolo amarelo, roxo ...) do rio Sapucaí aonde as meninas morreram afogadas. O solo pode ter cedido?

Ainda o caso das meninas...

Considerando o laudo final:

As duas jovens morreram afogadas, nenhum indicio aponta que alguma cobra tenha sido a causa do afogamento.




Mas de quem é a culpa ?




Das meninas? dos pais? dos bombeiros? do poder público?


Podemos, colocar esta informações junto com outras ocorrências (mapa de ocorrência de afogamentos) e perguntar:



Foi um fato isolado?



Foi um fato isolado?Quantos afogamentos ocorreram nesse ponto?



Foi um fato isolado?Quantos afogamentos ocorreram nesse ponto?É um local de suicídio? ou as pessoas estavam se refrescando, divertindo?



Foi um fato isolado?Quantos afogamentos ocorreram nesse ponto?É um local de suicídio? ou as pessoas estavam se refrescando, divertindo ?O numero de ocorrências é maior em dias quentes?



Foi um fato isolado?Quantos afogamentos ocorreram nesse ponto?É um local de suicídio? ou as pessoas estavam se refrescando, divertindo ?O numero de ocorrências é maior em dias quentes?Existe alguma relação com o poder aquisitivo das vitimas?



Foi um fato isolado?Quantos afogamentos ocorreram nesse ponto?É um local de suicídio? ou as pessoas estavam se refrescando, divertindo ?O numero de ocorrências é maior em dias quentes?Existe alguma relação com o poder aquisitivo das vitimas? Será falta de locais de lazer ? de balneários públicos?


Para responder as últimas perguntas, podemos comparar o mapa de ocorrência de afogamentos de Itajubá com o de outras cidades da região, do estado e do Brasil.



Verificar se existe alguma relação espacial;




Regiões próximas de locais de lazer e balneários tem número menor de ocorrências de afogamentos ?




Regiões próximas de locais de lazer e balneários tem número menor de ocorrências de afogamentos ?

Relação espacial (e ou temporal)

Existe um padrão espacial ou temporal para um dado fenômeno ?

Relação espacial (e ou temporal)

Existe um padrão espacial ou temporal para um dado fenômeno ?

Como encontrar estes padrões ?

Manualmente ?

Manualmente ?

Computadores ?

Manualmente ?

Computadores ?

Computadores e sistemas computacionais.

Surge a geoinformática e os sistemas de informação geográfica.

Cartografia

Computação

Estatística

Geografia

SIG

“Geoinformática é o conjunto de técnicas e de conceitos sobre representação computacional do espaço” (Câmara,2005)

Um SIG precisa:

Representar

Representar

Quais estruturas de dados e algoritmos?

Um SIG precisa:

Representar

Armazenar e recuperar

Armazenar

Em arquivos ?

Armazenamento

Em arquivos ?

Em banco de dados ?

Armazenamento

Em arquivos ?

Em banco de dados ?

Na nuvem ? WEB ?

Um SIG precisa:

Representar

Armazenar e recuperar

Analisar e modelar

Analisar

Entender as relações das variáveis socio-economicas e biofisicas com a configuração espacial.

Analisar


Geoestátisticas, regressões

Analisar



Estimadores

Analisar



Estimadores

Linguagens, algebras de mapas

Modelar

E o futuro, como será ?

Modelar


Modelos matemáticos

Modelar



Modelos estatísticos

Modelar




Automâtas Celulares

Modelar




Modelos baseados em agentes

Automâtas Celulares

Ou seja ...

Ou seja ...

SIGs são sistemas complexos.

Visão do usuário

Visão do usuário

Difíceis de usar

Visão do usuário

Difíceis de usar

Conhecimentos prévios

Visão do usuário

Difíceis de usar


Cartografia: Projeção, Datum ...

Visão do usuário

Difíceis de usar


Cartografia: Projeção, Datum ...

Computação: banco de dados, linguagens, algoritmos ...

Visão do desenvolvedor

Algoritmos e estruturas complexas



Geométricos



Geométricos

Processamento de imagens



Geométricos


IA



Geométricos


IA

Grandes volume de dados

Visão do comprador

CAROS

Visão do comprador

CAROS

Aquisição de licenças + treinamentos + customizações

Visão do poder públicoSistema estratégico para administração pública. Por exemplo:

doenças

Agricultura Meio ambiente

Energia

Então, SIGs são:

Sistemas caros + Complexos + Estratégicos para adminitração pública.

Temos um problema e uma oportunidade...

Evolução dos Sistemas de Informação geográfica.

O Caso Brasileiro

Construir um SIG nacional


INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais• 1982

o Início do projeto SITIM – Sistema de Tratamento de Imagens Processamento de imagens LANDSAT




• 1984o Criação da DPI – Divisão de Processamento de Imagenso Início do projeto SGI – Sistema de Informação Geográfica

Tratamento de mapas e modelos numéricos de terreno




• 1984o Criação da DPI – Divisão de Processamento de Imagenso Início do projeto SGI – Sistema de Informação Geográfica

Tratamento de mapas e modelos numéricos de terreno• 1984-1992

o Desenvolvimento e industrialização de placas gráficaso Implantação do SITIM/SGI em 200 laboratórios no Brasil

Ambiente DOS (PC + placas gráficas nacionais)

SPRINGSoftware para processamento de imagens e de geoinformação• http://www.dpi.inpe.br/spring • 250 algoritmos (600.000 LOC C++)• Iniciado em 1993 - UNIX• Usado em diversos países - Estados Unidos, Espanha, França, Argentina.• Precursor de uso de modelos orientado a objeto em SIGs

Durante um tempo, foi bom ...

Durante um tempo, foi bom ...

Qual foi o problema ?

Contexto que o SPRING foi desenvolvido:


Ambiente UNIX


Ambiente UNIX

Interfaces gráficas ainda pouco desenvolvidas.


Ambiente UNIX


Gratuito, nacional, não era livre no conceito atual da GNU.


Ambiente UNIX



Desenvolvimento centralizado, difícil customização.


Ambiente UNIX



Desenvolvimento centralizado, difícil customização.

Considerem que ...

Prefeitura de Itajubá cria um projeto para diminuir os impactos negativos causados pelas enchentes.

Considerem que ...


Envolvidos no projeto se deparam com uma necessidade específica.

Considerem que ...



Enviar uma solicitação ao INPE, e dependendo da pertinência, poderia ser incorporado em uma versão futura.

Considerem que ...




Nem sempre projetos importantes podem esperar

Considerem que ...




Nem sempre projetos importantes podem esperar

Precisamos então um modelo melhor.

Solução

Tornar o SPRING um software livre ?

Solução


O SPRING não nasceu livre

Solução


O SPRING não nasceu livre

Foi desenvolvido como um sistema, e não uma biblioteca, difícil modificá-lo.

Solução

Ao invés de um sistema, uma biblioteca que permite a criação de diversos aplicativos geográficos.– 2001 nasce a TerraLIB

Contexto da Terralib


Time de desenvolvimento mais maduro



Software livre, LINUX, GNU




Orientação a objetos




Orientação a objetos

Padrões de projeto: A gang dos quatro.




Orientação objeto


SGBD: Objeto relacionais




Orientação objeto


SGBD: Objeto relacionais

Modelo Desktop

Desenvolvimento de aplicativos

• Com a TerraLib era possível baixar os códigos diretamente na internet e utilizá-los no desenvolvimento dos seus próprios sistemas.– Não era mais um sistema que buscava atender a todas

as necessidades, mas sim aplicativos com objetivos específicos.

Desenvolvimento de aplicativos

• Com a TerraLib era possível baixar os códigos diretamente na internet e utilizá-los no desenvolvimento dos seus próprios sistemas.– Não era mais um sistema que buscava atender a todas

as necessidades, mas sim aplicativos com objetivos específicos.

Modelo de desenvolvimento

• Desenvolver um aplicativo do zero com a TerraLib não era tão simples.



• Exigia conhecimento aprofundado de programação, C++. – Não era como programar em Visual Basic ou Delphi.



• Exigia conhecimento aprofundado de programação, C++. – Não era como programar em Visual Basic ou Delphi.

• Poucos fizeram um aplicativo do zero.

Exemplificando ....• Terratranslator (2002) (meu trabalho de graduação)

– Software de conversão entre diversos formatos: shp, mif, spring, gml, geobr, svg , banco de dados ...

• Semântica, ontologia, dicionários, DAML, OWL..

Arquivos Códigos (sem comentários)

117 16040


Com a TerraLib, foi desenvolvido um visualizador, com o objetivo de ilustrar o uso da biblioteca.– TerraView era um “ambiente simples de visualização”

TerraView

O TerraView se torna base para o desenvolvimento de outros aplicativos geográficos.

TerraView


TerraCrime

TerraView


TerraCrime TerraSIG

TerraView


TerraCrimeTerraSIG

TerraSaudavel

TerraView

Problema: as versões não eram compatíveis entre sí, eram aplicativos totalmente independentes.

TerraView

Problema: as versões não eram compatíveis entre sí, eram aplicativos totalmente independentes.

Funcionalidades de um TerraX não poderia ser reaproveitada diretamente no TerraY

TerraView

• Solução: Plugins

TerraView

• Solução: Plugins– Ao invés de criarmos um aplicativo totalmente novo,

fazemos pequenos programinhas que podem ser acoplados ao TerraView.

TerraView

• Solução: Plugins– Ao invés de criarmos um aplicativo totalmente novo,

fazemos pequenos programinhas que podem ser acoplados ao TerraView.

– Inspirado no Eclipse.

TerraView e Terralib

Por um tempo foi bom ...

Um novo contexto ...

Dados e serviços na nuvem



Google maps, earth, KML




GRANDE volume de informações





Smartphones com GPS, geram e acessam dados geográficos






Popularização da informação geográfica







Visualização e criação de modelos espaço-temporais







Visualização e criação de modelos espaço-temporais

Integração com linguagens de mais alto nível, Lua, Haskell, Python, Ruby ....

Presente e Futuro ....

INPE

Terralib 5.0 – Uma NOVA biblioteca

Gilberto Queiroz, 2010

Aplicações WEB

HTML 5.0

Google Maps, Earth, Street, Ocean, Forest …..

A Google com a nossa ajuda, tem o cadastro de diversos lugares

Como a Google conseguiu isso ?

Imagens de satelites



Imagens de aeronaves



Câmeras em carros




Câmeras em carros


Voluntários - Nós

Aplicativos móveis - smartphones

Google Places

Anotações geolocalizadas - Evernote

Google Layar – Realidade aumentada

Google maps Meu trajeto, entre minha casa e a universidade - Android, celular de R$ 400,00. GPS pouco preciso.

Smartphones

• Nos smartphones, qualquer informação pode estar geocalizadas:– Fotos,– Anotações– Rotas– ...

Redes sociais....

Foursquare, MapMyHike, facebook hotlist

E o “fim” dos SIGs ?

Relembrando ...

• SPRING, sistema grande, complexo, que agrupa diversas funcionalidades.

Relembrando ...


• TerraLib, conjunto de dados e serviços em formato de biblioteca orientada a objetos.

Relembrando ...



• Terraview e mini aplicativos (plugins)

Relembrando ...



• Terraview e mini aplicativos (plugins)• Aplicativos geográficos presentes nas novas

tecnologias.

Então ... Qual é a conclusão ?

Os atuais profissionais de computação precisaram estar preparados para este cenário, onde os sistemas de informaçãogeográfica deixaram de ser um sistema específico para ser um componente presente em todos os sistemas.

Ainda conclusão

• Os SIGs desktop ainda continuaram a existir por muito tempo, atendendo ainda usuários específicos e especializados.– O SPRING continua mais vivo do que nunca, e agora é

software livre.• Entretanto, SIGs desktop já deixaram de ser a única

forma de acessar, gerar e manipular informações geográficas.

• O conceito do que é ou não SIG, talvez esteja desatualizada e um novo conceito deva ser criado.

Perguntas que não sei responder

Com aumento das necessidades, tem como existir um SIG que atenda todas as necessidades dos usuários ?



Continuaremos “pagando” tão caro por um sistema que tem a pretensão de ser genérico? Resolver problemas de todos os usuários?




Ou pagarei apenas pelo sistema que preciso?




Ou pagarei apenas pelo sistema que preciso?

Quem irá desenvolver este meu sistema? Estes vários sistemas conseguiram conversar entre si?




Ou pagarei apenas pelo sistema que preciso?Quem irá desenvolver este meu sistema? Estes vários sistemas

conseguiram conversar entre si?

O Google Earth é um SIG? Um SIG com uso específico?

O conceito de SIG que temos ainda é válido?

Mensagem final

David Landes (“The Unbound Prometheus”)

“learning-by-doing” x “learning-by-using”Quem aprende fazendo, aprende para sempre...Quem aprende usando, precisa sempre aprender

tudo de novo...

Mais informações

• Em, http://www.dpi.inpe.br/, vocês irão encontrar softwares, livros e aulas sobre sistemas de informação geográfica.

Referências

• Antonio Miguel Monteiro. Aula 1 – Conceitos Gerais: Geoprocessamento, GIS e GIScience: http://www.dpi.inpe.br/cursos/ser300/Aulas/aula1_Conceitos.ppt

• M. Casanova, G. Câmara, C. Davis, L. Vinhas, G. Ribeiro (Editores), Bancos de Dados Geográficos. São José dos Campos, MundoGEO, 2005.

• Gilberto Ribeiro de Queiroz et al. TerraLib 5.0: Supporting Data-Intensive GIScience. 2010

Dúvidas

• Contato: – Email: [email protected],– Home: http://sites.google.com/site/skosta

Technology

O fim dos SIGs: Como isso ira lhe_afetar ?