Infraestrutura de dados espaciais para análise e documentação de trajetórias semânticas de objetos móveis

Abstract

Trajetórias Brutas de Objetos Móveis (TBOM) correspondem a uma sequência de pontos coletados a partir do objeto que se desloca durante um intervalo de tempo. TBOM enriquecidas semanticamente são chamadas aqui de Trajetórias Semânticas de Objetos Móveis (TSOM). A literatura reporta diversos trabalhos sobre enriquecimento semântico de TBOM, descrevendo diferentes tipos de aplicações para analisar comportamento de objetos móveis. Entretanto, pouca atenção tem sido dada ao uso de Infraestruturas de Dados Espaciais (IDE) para enriquecer, analisar e documentar TSOM. Além disso, o crescimento de Big Data fez com que o uso de TSOM exija serviços Web modernos e padrões de metadados atualizados para viabilizar a descoberta, a documentação e a qualidade de TSOM. Por outro lado, IDEs fornecem um ambiente interoperável, integrado e compartilhado para documentação de dados. O principal objetivo desta tese é investigar como evoluir as IDEs tradicionais para documentar TSOM, pois faltam padrões de metadados e serviços de anotação semântica. Esta tese apresenta um novo conceito de IDE para TSOM, denominado SDI4Trajectory, que promove a documentação de diferentes tipos de TSOM. Por meio da SDI4Trajectory foram propostos: 1) um conjunto mínimo de elementos baseado no padrão de metadados ISO 19115-1:2014 para documentar TSOM de forma semiautomática, 2) um método para identificação de pontos semânticos em TBOM e 3) processos de enriquecimento semântico semiautomático e manual, para permitir anotações semânticas e documentação de TSOM. Para validar a SDI4Trajectory, foi utilizado um conjunto de dados coletados por usuários voluntários através do aplicativo MyTracks com os seguintes objetivos: (i) comparar os processos de enriquecimento semântico semiautomático e manual; (ii) investigar a viabilidade das abordagens de documentação realizadas pela SDI4Trajectory; (iii) validar os elementos de metadados propostos para documentar TSOM. Dados do projeto Geolife foram também usados em experimentos para validação de métodos de identificação de pontos semânticos e da documentação de um conjunto de TSOM. Como resultados, foi possível concluir que a SDI4Trajectory possibilita o enriquecimento, a análise e a documentação de trajetórias de objetos móveis.