GeoCube : representação, computação, e visualização de cubos espaciais.

Abstract

A tecnologia SOLAP (Spatial On-Line Analytical Processing) oferece a junção das funcionalidades OLAP (Online Analytical Processing ) e SIG (Sistema de Informação Geográfica) e abre caminho para uma nova categoria de aplicações que fornecem suporte a manipulação, processamento e navegação em dados espaço-temporais organizados hierarquicamente. Os dados em um sistema OLAP são armazenados como cubos e estes são organizados segundo o conceito de dimensões, medidas e hierarquias. A materialização de um cubo de dados possui ordem de complexidade exponencial em relação ao consumo de memória e tempo de execução. Quando associamos informações espaciais ao cubo, a demanda de memória e processamento aumenta, tornando mais difícil a tarefa de oferecer respostas rápidas ao usuário. Atualmente, poucos trabalhos foram publicados na representação, computação e consulta de cubos espaço-temporais completos. As técnicas apresentadas como materialização seletiva, materialização baseada em aproximações e estruturas para indexação de regiões não oferecem soluções para computação de cubos completos e muitas vezes não podem ser aplicadas para uma grande variedade de funções de agregação espaciais. Arquiteturas de computadores baseadas em endereçamento compartilhado também não são utilizadas nos trabalhos correlatos. Nos trabalhos correlatos as hierarquias são especificadas manualmente por especialistas do domínio e muitas vezes as soluções limitam a quantidade e a variedade de medidas espaciais e não espaciais no cubo. Diante de tal cenário, é proposta uma abordagem para representação, computação e vi consulta de cubos espaço-temporais completos ou parciais, chamada GeoCube. A abordagem GeoCube pode ser executada em máquinas com múltiplos núcleos de processamento. Múltiplas funções de agregação espacial e estatística podem ser combinadas. Também é proposta uma abordagem para formação automática de hierarquias através de regras de vizinhança entre seus objetos espaciais. As regras de vizinhança podem ser definidas pelo usuário e executadas pelo GeoCube. O GeoCube já possui vizinhança nxn, onde n>1. Testes comparativos com um sistema implementado usando PostGIS e vistas materializadas mostram que a GeoCube consegue computar cubos de dados espaciais em até 1/6 do tempo gasto pela tecnologia PostGis em uma máquina com 8 núcleos de processamento.