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Ontologias do Espaço Urbano e a Produção de Informação Geográfica
Gilberto Câmara (INPE)Taciana Lemos Dias (PRODABEL)
Frederico Fonseca (Penn State Univ)
GeoBrasil 2002 –Geoinformação na Gestão das Cidades
Licença de Uso: Creative Commons Atribuição-Uso Não-Comercial-Compartilhamentohttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/br/
Motivação Pode existir um “cadastro multi-finalitário?” É possível, numa mesma prefeitura, ter um único banco de
dados geográfico, que organize todas as informações sobre o espaço urbano?
Ontologia Urbana única? Como é possivel compartilhar dados sobre o espaço urbano?
Ontologias que interoperam Estudo
Investiga os limites téoricos e conceituais Conceitos chave
Espaço urbano Ontologias
Condição de Existência Quando duas ontologias são iguais?
Mapeamento de conceitos
O conhecimento é possível? “Se quisermos apreender a essência de um
complexo de noções abstratas, devemos por um lado investigar as relações mútuas entre os conceitos e as afirmações feitas a seu respeito e, por outro, investigar como eles se relacionam com as experiências.”
Albert Einstein
Componentes de Ontologia Urbana Conceitos
Unicidade (“lote”, “dengue”) Relações entre conceitos Partes, funções, atributos
Processos Ações (“valor venal do terreno” ou “regiões sensíveis a dengue”)
Modelos Espaciais Geometrias associadas a conceitos
Modelos temporais Cada ontologia tem seu modelo temporal
Organização Ontologias Urbanas
Afinal das contas, o que é o “espaço urbano”? Como as diferentes visões do “espaço urbano” afetam
a concepção e uso de SIG ? O que fazer para dar suporte a estas visões diferentes? Pode existir um “cadastro multi-finalitário?”
Espaço como Totalidade “Forma e Função, Estrutura e Processo” (Milton Santos) Forma
aspecto visível do objeto, referindo-se, ainda, ao seu arranjo, que passa a constituir um padrão espacial;
Função tarefa, atividade ou papel a ser desempenhado pelo objeto;
Estrutura maneira pela qual os objetos estão inter-relacionados
Processo estrutura em seu movimento de transformação, ação que se realiza continuamente visando um resultado qualquer,
implicando tempo e mudança
Ontologia Ontologia
Descreve “o que existe” Lista de conceitos usados para modelar informação
Ex: dicionário
Porque ontologias são importantes? Modelagem formal de domínios de aplicação Compreender o conteúdo de bancos de dados Compartilhar ontologias : essencial para comunicação
Entity
LocationPhysicalobject
Livingbeing
Amountof
matter Socialentity
Group
Geographicalregion
FruitAnimal Country
Groupof
people
AppleLepidopteran Vertebrate
Organization
PersonCaterpillar Butterfly
Ontologia: Brincar com Palavras
Ontologias Formalização explicita de um modelo mental de uma
comunidade comunidade de interesse
Urbano (forma uma comunidade ou várias?) Hipótese Linguística
“Os limites da minha linguagem são os limites do meu mundo” (Wittgenstein)
Hipótese do Condicionamento Ontológico “Os limites da minha visão de mundo são os limites do meu banco
de dados “ Modelo mental condiciona o modelo lógico (TADs)
Processo de Representação Computacional
Níveis de abstração Ontologias (conceitos do mundo real): lote, tipo de
solos Formal: entidades (objetos) x processos (campos) Estruturas de dados: matrizes, vetores Implementação: código em linguagem de computador
Universo
Ontológico
Universo
Formal
Universo
Estrutural
Universo
Implement.
Processo de Representação Computacional
Universo
Ontológico
Universo
Formal
Universo
Estrutural
Universo
Implement.
refúgio Entidadeúnica
PoligonoTabela
Listade coord.
Universo Ontológico Domínio de aplicação
estabelece conceitos (“visão de mundo”) ex: “refúgio” e “fragmento” em ecologia “concentração de poluentes”
Como traduzir os conceitos para o SIG ? Associação formal
campos/objetos (e suas especializações) Mensuração
levantamento de campo
Processo de Representação Computacional
Decisões concretas Atributos
Que medidas caracterizam os dados ? Partição geométrica do espaço
Que estruturas de dados são necessárias ? Escala
Qual o nível de detalhe? Analise
Que procedimentos de extração de informação serão utilizado?
Ex: câncer de esôfago e exclusão/inclusão social
Mapas Temáticos Superfícies Imagens
FeiçõesRedes
Compartilhar Múltiplas “Visões” do Espaço
Diferentes Leituras do Espaço Geográfico
Percepções do Espaço
Espaço como uma subdivisão planar
Espaço como uma superfície contínua
Percepções do Espaço
Espaço como uma superfície de decisão
Espaço como Clusters de Eventos
Realidade
S 2
S 3
Espaço como uma Dinâmica de Evolução Urbana
O “Urbano” e Suas Circunstâncias Afinal das contas, o que é um SIG para gestão
urbana?
O “Urbano” e Suas Circunstâncias Afinal das contas, o que é um SIG para gestão urbana?
Diferentes visões do fenômeno urbano Cadastro lotes e logradouros Roteamento Políticas públicas (saúde, educação, assistência social) Planejamento Urbano Meio-Ambiente
Ontologias Urbanas Cadastro lotes e logradouros
Mundo ocupado por “objetos” de localização fixa Mudanças temporais discretas
Entidades geográficas institucionais Construídas pelo homem (fiat) Existência depende de contrato social (e.g., lei de uso
do solo urbano) The Structure of Social Reality
Representação de Cadastro
Dualidade entre localização e atributos
Lotes
geoid dono cadastro IPTU
22 Guimarães Caetés 768
endereço
22250186
23 Bevilácqua São João 456 110427
24 Ribeiro Caetés 790 271055
23
Para que serve uma linha?
Setores censitários em São José dos Campos
Para que serve uma linha? Setores Censitários
Papel institucional Linhas no mapa
Função social Levantamento de dados Indicadores sociais
Estrutura Geral “Uma área é um setor
censitário no Censo 1991”
Modelos Temporal para Objetos Institucionais Urbanos
Planejamento Estradas:
Avenida
bairro
plan1996
a
bc
avenida
bairro
avenida1996
a
d
c
e
f
1995 1996 1997
avenida
bairro
avenida1996
a
d
c
e
f
Ontologias Urbanas
Políticas Públicas espaço: ocupado por
cidadãos depende de
características dos indivíduos
problema dados agregados por
área
Problema das Unidades de Área Modificáveis - MAUP
A Falácia EcológicaFalácia Ecológica envolve a inferência não apropriada de relações em nível individual a partir de resultados agregados em unidades de área. Isto ocorre, tipicamente, quando o dado agregado é a única fonte disponível, porém o objeto de estudo são características e relacionamentos em nível do indivíduo.
Wrigley, et. al , 1996
Ontologias Urbanas: A Questão da Escala
Renda individual per capita
Zonas od97
distritos
Zonas_renda
Ontologias Urbanas: Efeitos de Escala Aumento da desagregação espacial
uso de setores censitários do Censo 2000 Cuidados na desagregação
efeitos de pequenas áreas (instabilidades) Uso de estatística (convencional e espacial)
determinação de “clusters” construção de superfícies
Ontologias Urbanas Análises Socioeconômicas
Fenômenos contínuos no espaço Padrões espaço-temporais podem ser tão importantes
quanto efeitos individuais uso de representações de superfícies
Análise Espacial
ModelosInferenciaisTeorias
ConceitosQualitativos
HipótesesTestáveis
AnáliseEspacial
Domínios do Conhecimento
Ontologias Urbanas
“Bolsões” de exclusão/inclusão social em São Paulo
pontos / amostras
superfície contínua / grade
dados agrupados por áreas / dados agrupados por áreas / polígonospolígonos
X,Y,Z
X,Y,Z
X,Y,ZX,Y,Z
X,Y,Z
geração de centróides/Centros de
Massa do atributo
krigeagem
Do Espaço das Áreas ao Espaço das Superfícies
Produção da Topografia Social
Homicídos - SP 1996 Homicídos - SP 1999
Fonte: SEADE
Homicídios - Das Zonas às Superfícies
FONTE: FIOCRUZ
Slides: Marília CarvalhoSlides: Marília CarvalhoENSP/FIOCRUZ ENSP/FIOCRUZ
Avaliação dos Serviços de Saúde Avaliação dos Serviços de Saúde
Ontologias Urbanas
Meio-Ambiente funções contínuas; localização – fixa Existem independentemente de nossa vontade
(bona fide) Não precisam de contrato social Não são objetos institucionais
Ontologias Urbanas
Validação da hipótese linguística?
Ontologias Urbanas Tipo de Dado Ontologia Temporalidade
Meio-Ambiente Superfície Contínua
Objetos Naturais (Bona fide ? )
Mudanças contínuas (lentas)
Cadastro Objetos de Localização Fixa
Objetos Institucionais (Fiat)
Mudanças discretas
Políticas Públicas
Indivíduos (agregados por área)
Objetos Construídos
(Fiat)
Mudanças contínuas (rápidas)
SocioEconomia Padrões Espaço-Temporais (superfícies)
Processos Mudanças contínuas (rápidas)
Violência Ocorrências (região de ocorrência)
?Processos? ???
Roteamento Objetos Localização Móvel
Objetos Criados pelo Homem
Mudanças discretas
Revisão Ontologias Urbanas
Como as diferentes visões do “urbano” afetam a concepção e uso de SIG ?
...... O que fazer para dar suporte a estas visões diferentes?
..... Pode existir um “cadastro multi-finalitário?”
NÃO, cada ontologia urbana requer uma organização de dados distinta???