Modelação expedita de ambientes urbanos virtuais baseada em interoperabilidade e contextualização geoespecial

• Type: Thesis
• Date: 2006

Authors

António Fernando Vasconcelos Cunha (Author) FEUP; Fernando Nunes Ferreira (Technical adviser) FEUP

Scientific classification

CORDIS: Technological sciences > Engineering > Electrical engineering

Associated Institutions

FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Other information

Resumo (PT): A natureza complexa e extensa dos ambientes urbanos torna morosa e dispendiosa a tarefa de construção de ambientes virtuais destes. No entanto, a grande quantidade de informação disponível em formato digital sobre estas áreas motiva à automatização dos processos de modelação de forma a reduzir a intervenção humana. Diversos trabalhos têm sido desenvolvidos para a modelação expedita de ambientes urbanos virtuais baseados, quer na automatização do processo de aquisição de dados, quer no próprio processo de modelação. No primeiro caso utilizam-se tecnologias que possibilitam a aquisição de grandes quantidades de dados dos ambientes urbanos, associadas a algoritmos de interpretação, que realizam a conversão destes em informação estruturada. No segundo caso, utilizam-se ferramentas matemáticas que ampliam a informação de base disponível. Os sistemas de produção, nomeadamente os sistemas L, são exemplos deste tipo de ferramentas matemáticas que possuem um elevado grau de ampliação dos dados. Nesta dissertação apresentam-se os Sistemas L Geoespaciais, uma nova extensão dos sistemas L paramétricos que incorpora contextualização geoespacial. A fundamentação dos sistemas L geoespaciais assenta em dois pilares tecnológicos, de cuja conjugação deriva todo o seu potencial para a modelação expedita: os Sistemas L e os Sistemas Geoespaciais. Os sistemas L possuem uma elevada capacidade de ampliação de dados e possibilitam a captura do conhecimento sobre um determinado problema, através do conjunto de regras de produção que os definem. Por outro lado, os sistemas geoespaciais possibilitam a estruturação e análise espacial de informação georreferenciada. A aplicabilidade desta ferramenta matemática à modelação expedita de ambientes urbanos virtuais é também apresentada, na forma de um caso de estudo. Com base nos sistemas L geoespaciais, apresenta-se uma solução interoperável para a modelação expedita de ambientes urbanos: o modelador XL3D. A integração de informação proveniente de fontes de dados dispersas, em formatos e plataformas diversas, é efectuada utilizando XML e, o modelador opera de forma automática de acordo com um documento de especificação, definido num formato baseado num novo esquema XML. A arquitectura do modelador XL3D possibilita a sua integração em sistemas distribuídos, assim como o acesso dinâmico às fontes de dados, permitindo a actualização automática dos ambientes urbanos virtuais especificados. O sistema gera, de forma automática, soluções iniciais que podem ser melhoradas, de forma incremental, através da adição de informação e/ou do refinamento dos processos de modelação.

Abstract (EN): The complex and extensive nature of urban environments creates difficulties to the task of generating virtual models. However, the amount of information available in digital format regarding urban areas is an enabling condition to the modelling processes automation, thus reducing the amount of human intervention required. Generating virtual urban environments has already been addressed in several works, either by automating data acquisition, or the modelling process itself. In the first case, the acquisition of large amounts of data is done by a set of technologies associated to interpretation algorithms that perform its conversion to structured information. In the second case, mathematical tools like the production systems, and namely L-systems, are used to amplify the initial data set. This thesis presents Geospatial L-systems, a new extension of parametric L-systems that incorporates geospatial awareness. Geospatial L-systems are based on two technological foundations from whom the potential for expeditious modelling is derived: L-systems and geospatial systems. L-systems are prone to data amplification and make possible the knowledge acquisition about a certain problem by the definition of sets of production rules. In the other hand, geospatial systems enable the structuring and spatial analysis of georeferenced data. The applicability of the resulting new tool to the expeditious modelling of urban environments is presented as a case study. Based on geospatial L-systems, an interoperable solution for the expeditious modelling of urban environments is also presented: the XL3D modelling system. This modelling system is based on interoperable access to digital data, in diverse formats based on XML documents, or invoking Web services. This feature facilitates its integration on a distributed architecture, as well as the dynamic access to data sources that potentiates the automatic update of the specified virtual urban environments. The XL3D modelling system automatically generates solutions for virtual environments that are specified in a declarative mode by means of a new XML Schema. The level of realism that characterises these solutions, if evaluated low, can be incrementally improved by accessing new data, or by refining the set of production rules.

Language: Portuguese

Type (Professor's evaluation): Scientific

No. of pages: 255