Arquitetura para análise e visualização de dados geoespaciais na Web
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Architecture for analyzing and visualizing geospatial data on the Web
Primeiro orientador
Membros da banca
Jefersson Alex dos Santos
Gilberto Ribeiro de Queiroz
Britaldo Silveira Soares Filho
Gilberto Ribeiro de Queiroz
Britaldo Silveira Soares Filho
Resumo
O processamento de grandes volumes de dados geoespaciais através da Web é tipicamente implementado usando uma entre duas abordagens: concentrando o processamento no servidor ou transferindo dados para processamento no cliente. Na primeira abordagem, é necessário promover o aumento da infraestrutura, uma vez que cada requisição inicia um processo de alto custo computacional. A segunda alternativa exige a transferência de grandes volumes de dados através da rede, com impacto significativo sobre o tempo para geração do resultado. Esta dissertação propõe uma abordagem mista que otimiza o processamento online de dados geográficos. Nessa proposta, o servidor inicia com o pré-processamento dos dados aplicando algoritmos de agregação simples, para reduzir o volume de dados transferidos. Graças a isso, o cliente irá receber menos dados e deverá finalizar o processamento desses dados otimizados de acordo com a operação específica desejada. Por meio desse pré-processamento garantimos que o resultado será correto, apesar de aplicado em um conjunto simplificado de dados. O processo de simplificação pode ser executado no servidor apenas uma vez, e reutilizado em todas as requisições seguintes para o mesmo dado. Esse serviço é escalável pela sua simplicidade, bastando apenas disponibilizar esses pré-processamentos em mais servidores. Garantindo assim que o serviço possa pré-computar os resultados e apresentar melhor desempenho do que as abordagens anteriores. O trabalho inclui a implementação de simplificadores e operações algébricas em dados espaciais "álgebra de mapas", em que os dados de entrada e saída são matriciais. Assim, a validação dos resultados obtidos é feita através de um estudo de caso, desenvolvido no software de modelagem ambiental DinamicaEGO, e envolvendo dados de pesquisa da Amazônia. No estudo, o desempenho da abordagem híbrida proposta é comparado com o processamento realizado exclusivamente no servidor. O resultado mostra que é possível realizar, em uma plataforma online, consultas espaciais complexas envolvendo grandes volumes de dados, com respostas rápidas que viabilizem o compartilhamento da plataforma com diversos usuários simultâneos.
Abstract
Processing large volumes of geospatial data over the Web is typically implemented using one of two approaches: all processing on the server side or transfering data for processing on the client. In the first approach, is necessary to gradually increase the computational infrastructure, since each request initiates a process of high computational cost. The second alternative requires transferring large volumes of data across the network, with significant impact on the time to produce the result. This thesis proposes an architecture and presents a mixed implementation approach of an online service of geographical data processing. In this service, the server simplifies the stored data, with the intention of reducing the volume of information to be transferred to clients. Thanks to that, the clients work with data that is closer to what its operation needs and following that, completes necessary processing. The simplification process is applied only once, and the result can be reused in subsequent requests. The resulting service is more stable, more scalable, and performs better than previous approaches. This work includes the implementation of simplifiers and operations for map algebra where the input and output are matrices. Thus, the validation of the results obtained is done through a case study, developed in the software DynamicaEGO using the data from the Amazon Forest. In the study, the performance of the proposed hybrid approach is compared to the processing performed exclusively on the server. The result shows that is possible to perform, in an online platform, complex queries involving large volumes of data, with performance that allows multiple concurrent users.
Assunto
Computação – Teses, Sistemas de informação geográfica – Teses, Infraestrutura de dados espaciais – Teses, Visualização de dados – Teses, Cartografia – álgebra – Teses, Amazônia – Aspectos ambientais – Teses
Palavras-chave
Serviço web, Dados geográficos, Visualização de dados, Álgebra de mapas
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