Aula13_14_FCA_Banco_de_Dados_Geograficos

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Introdução ao banco de 
dados geográfico
Prof. Dr. Fabio C. Alves
fabio.alves@ufob.edu.br
Disciplina: 
Geoprocessamento
Barreiras, Bahia 
2024
AVISOS GERAIS
Prova dia 09/12 (segunda-feira)  Todo o conteúdo até a aula de hoje (banco 
de dados geográfico).
Dia 16/12/2024 (segunda-feira)  Atividade prática valendo nota 
(Georreferenciamento) que deverá ser enviada por e-mail até o dia 18/12.
Aulas anteriores:
1. Como ferramenta para produção de mapas;
Câmara e Queiroz (2004)
Há pelo menos três grandes maneiras de 
utilizar um SIG
2. Como suporte para análise espacial de fenômenos; e
3. Como um banco de dados geográfico, com funções de 
armazenamento e recuperação de informação espacial.
http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/cap3-arquitetura
Nível baixo
Nível alto (próximo ao usuário)
Intermediário
Visão geral de um SIG 
Armazenamento e 
recuperação ou 
consulta de dados
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- Mapas
- Gráficos
- Relatórios
Aulas anteriores:
BANCO DE DADOS GEOGRÁFICO
O que é um Banco de Dados (BD) 
Convencional?
“Um Banco de Dados (BD) é uma coleção volumosa 
de dados relacionados entre si, em um ambiente 
computacional”
“Um banco de dados é uma coleção de dados inter-
relacionados, representando informações sobre um 
domínio específico” (Elmasri e Navathe, 2019).
Ou seja, sempre que for possível agrupar 
informações que se relacionam e tratam de um 
mesmo assunto, teremos um banco de dados.
Aplicações geográficas atualmente são intensivas 
tanto em termos de dados quanto de computação. 
Elas requerem o armazenamento de grandes 
volumes de dados tradicionais (alfanuméricos) e não 
tradicionais (objetos geométricos, imagens, séries 
temporais).
Nenhuma aplicação geográfica irá rodar de maneira 
eficiente sem um BD espacial acoplado.
Banco de Dados
Fonte: adaptado do material da Profa. Dra. Lúbia Vinhas (INPE)
“Um banco de dados GEOGRÁFICO pode ser 
definido como um catálogo que armazena dados 
referenciados espacialmente”. 
BD convencional  dados não espaciais (atributos / 
tabela com informações alfanuméricas)
BD geográfico  atributos + componente espacial 
(geometrias - ponto, linha ou polígono)
O que é um Banco de Dados 
Geográfico - BDG?
A tecnologia de BDs tem sido um componente 
fundamental em quase todos os tipos de 
aplicações:
Difusão da tecnologia de BDs
- Conta bancária: depósitos e saques
- Reservas de passagens aéreas
- Reservas em hotéis
- Mercados e Supermercados
- Aplicativos de carro (Uber, 99, Ubiz Car)
Fonte: adaptado do material do Prof. Dr. Gilberto R. Queiroz (INPE)
O conceito de BDs evoluiu ao longo das décadas e os BDs se 
tornaram o coração de muitos sistemas de informação.
Como os dados eram armazenados ?
- Arquivos físicos - Arquivos digitais - Nuvem
Evolução tecnológica
Download
download upload
1960 1970 1980 1990 2000 2010
Banco de Dados Hierárquico
Banco de Dados Relacionais
Orientado a Objeto
Objeto Relacional
Geoespacial
Evolução das tecnologias de banco de dados
- BD relacionais (R) ou objeto relacionais (OR) são os mais populares no mercado.
- A linguagem de consulta estruturada (SQL) é usada para adicionar, editar, excluir e 
fazer consultas.
NoSQL / Não-relacionais / Pós-relacionais
Fonte: adaptado do material do Prof. Dr. Gilberto R. Queiroz (INPE)
Banco de dados relacionais
Relação  TABELA
Um banco de dados relacional é organizado em uma coleção de 
relações (ou TABELAS) possivelmente relacionas entre si.
Fonte: adaptado do material do Prof. Dr. Gilberto R. Queiroz (INPE)
Banco de dados relacionais
As linhas também são conhecidas por:
- Tuplas ou registros
As colunas de uma tabela são também chamadas de:
- campos, domínios ou atributos
Cada coluna possui um nome e deve ter um tipo de dado 
associado:
- numérico, texto, data e hora, etc.
Fonte: adaptado do material do Prof. Dr. Gilberto R. Queiroz (INPE)
Chave Primária  é um campo (ou conjunto de campos) em uma tabela que 
identifica de forma única cada registro nessa tabela. 
Requisitos  não pode ser nula e não pode se repetir.
Ex: CPF de uma pessoa, placa de um carro.
Em SIG  ID ou id (identificador), OBJECTID, FID, etc.
Relacionamento entre tabelas
Chave primária
Por que não é possível usar o nome ou a data de nascimento como 
chave primária?
Chave Estrangeira  é um campo em uma tabela que estabelece um vínculo 
com a chave primária de outra tabela.
Obs  as linhas da chave estrangeira podem se repetir e podem ser nulas.
Papel da chave estrangeira  permitir que as tabelas se relacionem.
Chave primária da tabela “Estados”
Chave estrangeira da tabela “Cidades” 
referenciando a chave primária “id_estado“ 
da tabela "Estados" 
Chave primária da tabela “Cidades”
VERDADEIRO
OU 
FALSO
Banco de dados geográfico é uma 
criação das geotecnologias.
VERDADEIRO OU 
FALSO?
VERDADEIRO
ou 
FALSO
Não é o BD que é geográfico, mas os dados que são 
de natureza espacial / geográfica.
O BD convencional foi anexado / acoplado as 
tecnologias dos SIGs.
Estrutura de um SIG...
Sistema de Gerenciamento de 
Banco de dados ou SGBD
Um BD é controlado por um SGBD
SGBD
O QUE É UM SGBD?
 Conjunto de programas com recursos específicos para 
facilitar a manipulação dos dados em um BD
 Um SGBD inclui um conjunto de softwares que ajudam 
o administrador do BD a criar, organizar, proteger, 
editar e acessar as informações armazenadas no BD
 Os SGBDs oferecem interfaces que permitem o usuário 
incluir, alterar e fazer consultas sobre o BD
Elmasri, R., Navathe, S.B. Sistemas de Banco de Dados, 7ª Ed., Pearson University, 2019. 
SGBD
- Acesso e consultas
- Inserção / edição
- Alteração
- Exclusão
Por que usar um SGBD?
Um SGBD tem uma série de vantagens:
- Tornar as consultas mais eficientes (menor tempo);
- Controlar a redundância de dados;
- Segurança dos dados: recuperar falhas e fazer cópias de reserva 
(backups) e
- Restringir e controlar os acessos dos usuários;
- Integridade dos dados  um único usuário edita o dado ao invés de dois 
ao mesmo tempo.
*Alguns SGBDs são gratuítos, enquanto outros são pagos.
* Extensões espaciais são recursos adicionais aos SGBDs que tem 
por objetivo gerenciar dados geográficos de maneira tão eficiente 
quanto dados convencionais.
Exemplos de SGBDs mais usados no 
mercado e em SIG
Sistema de Banco de Dados
Hardware + Software
Usuários
Componentes:
Arquitetura Dual Arquitetura Integrada
Arquitetura Integrada 
(extensões espaciais)
SIG
Geometrias Geometrias
SIG e SGBD
Como se dá a integração entre o SIG e o SGBD?
3 tipos de arquiteturas...
SIG e SGBD
Componentes espaciais eram 
armazenados separadamente dos 
atributos.
Desvantagens:
- Dificuldade de controle e 
manipulação
- Problemas de integridade
- Problemas de processamento
- Problemas de interoperabilidade 
(SIGs com formatos proprietários)
Geometrias
Ex de SIGs antigos que usavam a 
arquitetura dual  ArcView / ArcInfo 
e SPRING
Arquitetura Dual:
Todos os dados estão juntos no SGBD.
Vantagens:
- Controle e manipulação de objetos 
espaciais
- Consultas mais rápidas
- Controle de integridade
- Utilização de BLOBs (campos binários 
longos)
*Limitações da linguagem SQL para 
tratar dados geográficos com BLOBs.
Geometrias
SIG e SGBD
Arquitetura Integrada:
Desenvolvidos sobre um SGBD-OR (Objeto-
relacional).
Vantagens:
- Definição de tipos de dados espaciais
- Operadores específicos (topológicos + 
métricos)
- Métodos de acesso específicos
Exemplos:
- Oracle Spatial
- PostGIS
Geometrias
Geometrias
Operações 
espaciais
SIG e SGBD
Arquitetura Integrada com Extensões Espaciais:
SIG “Desktop”
SIG Distribuído
(multiusuários)
Servidores WEB
- Ênfase aos mapeamentos
- SIG instalado em PC pessoal. Não 
permite acesso remoto por outros 
computadores.
- Arquitetura Dual
1ª Geração
2ª Geração
3ª Geração (Atual)
- Grande interesse das 
corporações no uso de 
SIGs com SGBD- Arquitetura Integrada
- Aproximação dos SIGs 
com a internet
- Grandes bases de dados 
geográficos
- Publicação e acesso de 
dados via internet
Fonte: adaptado do material da Profa. Dra. Karine R. Ferreira (INPE)
Relembrando a aula de SIG...
TENDÊNCIA ATUAL:
Webmaps, aplicações 
web, etc. 
No contexto da 3ª geração de SIGs
Tempo
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- Diariamente são 
produzidos grandes 
volumes de dados e 
informações geográficas 
em arquivos e em banco 
de dados (ex: imagens de 
satélite, pontos de GPS, 
informações em 
aplicativos diversos).
- Dados encontrados de 
forma isolada, em 
formatos diversos e em 
sistemas que não se 
conversam entre si 
(interoperabilidade).
Desafio: como realizar a INTEGRAÇÃO desses dados multi-fonte e 
realizar a INTEROPERABILIDADE entre os BDGs?
Alguns dos seus padrões geoespaciais mais importantes incluem o 
acesso a servidores de banco de dados geográficos na internet via 
serviços web (web services) ou geosserviços
O que é a OGC? Consórcio formado por empresas, 
universidades e agências governamentais
Objetivo da OGC  Promover o desenvolvimento de 
padrões abertos no uso de dados geográficos que 
facilitem a interoperabilidade entre diferentes sistemas e 
tecnologias de Geoinformação
Em 1994 surge a Open Geospatial Consortium
Serviços web (web services) ou geosserviços
Qual a importância de se utilizar um geosserviço ?
Resposta: consumir dados DIRETAMENTE DA FONTE, com a garantia 
de estar usando os dados mais ATUALIZADOS.
Três protocolos:
Web Map Service (WMS)  permite o compartilhamento de mapas 
através da internet
Web Feature Service (WFS)  permite o acesso e edição de arquivos 
vetoriais na internet
Web Coverage Service (WCS)  permite o acesso de dados em formato 
matricial na internet
Algumas especificações da OGC para serviços web
https://inde.gov.br/CatalogoGeoservicos
Como usar os geosserviços em SIG?
Exemplo  WMS do INPE:
https://terrabrasilis.dpi.inpe.br/geoserver/ows?service=wms&version=1.3.0&requ
est=GetCapabilities
PARTE 2:
DEMONSTRAÇÃO DE CONSULTAS 
ESPACIAIS EM SIG
Explorar a função “Select by attributes...” que acessa e realiza 
consultas sobre a tabela de atributos dos arquivos vetoriais 
Operadores padrão 
usados para a consulta
Espaço para construir a 
expressão da consulta espacial
Shapefile
Campos / colunas 
do shapefile
Valores 
da coluna
Importante: tanto os campos, como 
os valores devem ser informados 
corretamente para a consulta 
funcionar (ex: BA, ba, Ba).
Explorar a função “Select by attributes...” que acessa e realiza 
consultas sobre a tabela de atributos dos arquivos vetoriais 
Arquivos vetoriais que iremos usar nesta aula:
Shp de Municípios  IBGE
Shp de Unidades de Conservação (UCs) do Cerrado 
MMA
Shp de Terras Indígenas (TIs) do Cerrado  FUNAI
EXEMPLOS DE CONSULTAS:
o Listar todos os municípios do estado da Bahia;
o Selecionar todos os municípios dos estados da Bahia e 
Amazonas;
o Na Bahia, selecionar apenas os municípios com área superior a 
4.000 km²;
o Na Bahia, selecionar apenas o município de Barreiras;
o Na Bahia, selecionar os municípios de Barreiras e Luís Eduardo 
Magalhães;
o Exibir as estatísticas da área dos municípios da Bahia;
Faça as seguintes consultas:
o Listar os municípios do estado do Mato Grosso do Sul
o Listar os municípios de SP com área maior que 1.400 km². 
Listar os municípios com área menor que 1.000 km²
o Listar apenas as TIs com etnia Guarani Kaiowá
o Listar as TIs com áreas entre 700 e 1.000 km²
o Listar as UCs na categoria Área de Proteção Ambiental (APA)
o Exibir as estatísticas de área das UCs na categoria Estação 
Ecológica
VAMOS PRATICAR!!