No inicio do trabalho foi definida como principal finalidade deste projecto a concepção, implementação e aplicação de um sistema de armazenamento, análise e visualização de dados sobre o movimento humano num contexto específico. De acordo com esta finalidade foram estabelecidos seis objectivos, cujo cumprimento permitirá a obtenção dos resultados e contributos esperados para este projecto. A descrição do nível de sucesso atingido em cada um dos objectivos é apresentada de seguida.
O primeiro objectivo consistia na apresentação do estado da arte das BDE, SIG e movimento humano. Nesse sentido, começou-se por apresentar a definição das BDE, passando pelos seus tipos de dados, modelos de representação, linguagem de manipulação de dados espaciais e modelos de dados. De seguida, realizou-se o enquadramento conceptual dos SIG, dando especial atenção à análise espacial. Finalmente abordaram-se os conceitos relacionados com o movimento humano, apresentando as suas características, elementos de representação e mecanismos de recolha de dados. Este enquadramento teórico/bibliográfico permitiu criar os alicerces que suportaram o restante desenvolvimento deste projecto, demonstrando a importância dos trabalhos realizados anteriormente pelos investigadores e autores identificados neste trabalho.
A identificação e estudo de aplicações de análise sobre o movimento permitiram averiguar as vantagens e desvantagens das aplicações analisadas. Esta análise permitiu identificar um conjunto de funcionalidades que poderão ser utilizadas em qualquer sistema de análise de dados sobre o movimento cujas funcionalidades principais visam o armazenamento, visualização e análise dos dados sobre o movimento.
Depois de definir o conjunto de funcionalidades, foi possível desenhar a arquitectura do STAR que agrega cinco componentes: i) Aquisição de Dados; ii) Repositório de Dados; iii) Representação de Dados; iv) Análise de Dados, e v) Relatório de Dados.
A Aquisição de Dados permite efectuar o carregamento dos dados para o sistema através de ficheiros de dados, envio dos dados em tempo real ou através da inserção manual dos dados.
O Repositório de Dados armazena os dados carregados utilizando uma BD relacional. Este componente agrega ainda uma BD que contém informação geográfica (e.g. pontos, linhas ou polígonos).
A Representação de Dados é efectuada com recurso aos dados armazenados no segundo componente e através das funcionalidades de representação que utilizam a biblioteca de objectos do SIG. Neste componente é possível visualizar os dados sobre variadas formas (e.g. no mapa, em tabelas, sobre a forma de vectores ou trajectórias).
O componente Análise de Dados efectua um conjunto de análises que visam o estudo dos dados. Acredita-se ser possível analisar o movimento dos pedestres através de algumas das funcionalidades de análise implementadas. Esta afirmação é suportada nos resultados obtidos da secção 4.2.2.
Finalmente, o componente Relatório de Dados permite conjugar um conjunto de informação através do terceiro e quarto componentes. Desta forma, é possível documentar todo o trabalho de visualização e análise realizado no STAR.
Em resumo, verifica-se que o segundo objectivo foi cumprido, apontando-se como uma das contribuições deste trabalho as funcionalidades e a arquitectura do STAR.
O terceiro objectivo visava a identificação e análise de modelos de dados e a proposta de um modelo de dados espaço-temporal para a representação do movimento humano. A primeira parte do objectivo foi atingida através da descrição dos modelos de dados apresentados por Nóbrega, Rolim e Times (2004), Liang et al. (2005) e Kilimci e Kalipsiz (2007). Da análise realizada verificou-se que: i) a análise de dados estava limitada ao movimento de veículos; ii) o movimento de objectos era representado unicamente através de trajectórias, e iii) as consultas eram baseadas sobretudo na distância entre objectos. Na tentativa de melhorar os aspectos positivos e ultrapassar as desvantagens identificadas nos modelos analisados, foi proposto um modelo de dados representado através dos diagramas de classe. Este, considerado como mais uma das contribuições deste trabalho, pretende ser utilizado como referência futura no desenvolvimento de novos sistemas com natureza similar ao apresentado neste projecto.
A implementação e teste do sistema STAR, representam respectivamente, o quarto e quinto objectivo definidos neste trabalho. Ao nível tecnológico o STAR foi implementado através: i) do Microsoft Visual Studio 2008 que permitiu, através da linguagem C#, desenvolver a área de trabalho dos utilizadores; ii) do SQL Server 2005, no qual foi construída a BD relacional que armazena os ficheiros carregados e introduzidos no sistema, e iii) o SIG ArcGIS, mais propriamente a aplicação ArcMAP, que forneceu a biblioteca de objectos que permite a representação e análise dos dados. A fase de testes do STAR foi realizada na secção 4.2.2 através da análise de dados dos dois ficheiros carregados. Foram seleccionados três pedestres do primeiro ficheiro e duas equipas do segundo ficheiro, sobre a qual se realizaram algumas análises recorrendo às funcionalidades implementadas no STAR.
Depois de verificado o cumprimento de cada um dos objectivos, apresentam-se de seguida as principais contribuições relativas ao estado da arte:
A possibilidade de efectuar análises a vários objectos em movimento (e.g. pedestres, veículos, animais) é uma das principais vantagens do STAR em relação às aplicações analisadas na secção 2.2.3.2. Apesar da área de aplicação deste trabalho ser o movimento de pedestres, é possível verificar na secção 4.2 que o STAR possui a capacidade de carregar e analisar dados que estão guardados em ficheiros com diferentes estruturas, independentemente do tipo de dados que estão armazenados no ficheiro. Isto é possível porque os dados não são armazenados na tabela da BD, mas sim o ficheiro que os armazena. Desta forma, o sistema não fica limitado a uma estrutura fixa, conforme apresentado no modelo de dados proposto por Nóbrega, Rolim e Times (2004). Sabendo que todos os objectos em movimento possuem atributos associados à sua posição e ao tempo, então, tal como demonstrado na secção 4.2, é possível representar os dados de um determinado ficheiro. Através das posições e do tempo dos objectos em movimento é possível determinar novos atributos como a velocidade e o bearing, que permitem efectuar diversas análises aos dados (e.g. trajectórias, distâncias, direcções);
Através do modelo de dados proposto, verificámos que o STAR poderá receber dados de diversos dispositivos de posicionamento (e.g., GPS, bluetooth, RFID), desde que os mesmos possam recolher os dados relacionados com a posição e o tempo dos objectos em movimento. Analisando as aplicações apresentadas no
capítulo 2, verificamos que as mesmas apenas utilizam o GPS como dispositivo de recolha de dados;
Enquanto que nas aplicações anteriormente referidas, o movimento apenas era representado através de trajectórias, no STAR verificamos que o mesmo pode ser representado como trajectórias ou vectores;
As análises efectuadas pelas aplicações identificadas na secção 2.2.3.2 baseavam-se maioritariamente na distância entre os objectos. O STAR preenche esta lacuna permitindo efectuar um conjunto de análises que se baseiam na distância, direcção, velocidade, entre outros;
O STAR permite efectuar cálculos estatísticos, criar gráficos de dispersão, histogramas e guardar os resultados das análises através da impressão de relatórios. Nos casos estudados, não foi possível encontrar funcionalidades iguais ou similares às referidas anteriormente;
Comparando o sistema de representação do STAR com as aplicações identificadas, verificamos que o STAR utiliza um SIG para a representação dos dados, enquanto que as aplicações propostas por Liang et al. (2005) e Kilimci e Kalipsiz (2007) utilizam um simulador não identificado.