Esquema de Aplicação, Modelo de Domínio e Universo de Discurso em aplicações GPS para uso pessoal

Em postegens anteriores, foram feitas considerações sobre usos de GPS, e especificamente de arquivos de GPS, para aplicações pessoais de planejamento e registro de viagens ou atividades esportivas envolvendo deslocamentos (ciclismo, por exemplo).

Atualmente, temos uma situação em que duas plataformas (GPS + Internet) tornou possível a muitas pessoas, mesmo sem grandes conhecimentos técnicos,  pesquisar, planejar, executar e analisar essas viagens e atividades. E isso ocorre graças à existência de aplicações que fazem justamente a mediação entre os usos pretendidos pelo usuário, e a estrutura computacional dos dados propriamente ditos.


Como já foi comentado previamente, o grupo que realizou a mais completa análise dssa problemática foi o ISO/TC 211, e o resultado desse trabalho foi o conjunto de normas ISO 191xx, que será usado também como referência para esta discussão.

Uma coisa que precisa ficar clara, entretanto, é que esse trabalho da ISO tem um escoplo exaustivamente amplo e formal, focado principalmente em Sistemas de Informação Geográfica para uso profissional.

O que se busca aqui, como um resultado final da discussão, são orientações que permitam definir os requisitos de uma aplicação em nível de usuário final, sem treinamento especializado, para que este possa criar e extrair informação relevante, usando seus próprios dados pessoais em conjunto com dados de outras pessoas e também dados geográficos publicamente disponíveis.

A melhor fonte de referência para modelagem de dados voltada a aplicações (principalmente, mas não necessariamente geográficas) é a ISO - 103 - Conceptual Schema Language (Linguagem de Esquema Conceitual).

Alguns conceitos relevantes são os seguintes (comentários meus):

• Aplicação: "Manipulação e processamento de dados em suporte aos requisitos do usuário". Neste contexto, fica entendido que o usuário necessita atender uma necessidade pessoal sua, sendo que essa necessidade envolve manipulação da informação. Em geral, entendemos aplicação como um software a ser executado em um computador, manipulando informação de natureza digital / computacional, mediante comandos interativos do usuário.
• Esquema de Aplicação: "Esquema conceitual para os dados requeridos por uma ou mais aplicações". Isso significa que, para que a aplicação tenha condições de gerar informação relevante ao usuário, é necessária a existência de um modelo que contenha os conceitos necessários à manipulação e ao processamento.
• Modelo Conceitual: "Modelo que define os conceitos de um universo de discurso". Uma aplicação depende de um modelo de aplicação, que por sua vez depende de um modelo conceitual. A diferença entre ambos é que o modelo conceitual é autônomo, dependendo apenas da natureza da realidade representada, e da seleção de um domínio ou universo de discurso, que consiste num subconjunto das propriedades dessa realidade.
• Universo de Discurso: "Parte do mundo real (ou de um mundo hipotético) que um ser humano deseja descrever em um modelo". Todo modelo envolve uma simplificação, constituindo uma representação limitada do fenômeno real que ele descreve. Portanto, em geral apenas os aspectos da realidade que são relevantes a um determinado domínio de conhecimento são selecionados para participar do universo de discurso.
• Entidades ("features"): "Abstração de uma entidade ou fenômeno do mundo real". Uma entidade geográfica seria a representação de uma entidade ou fenômeno natural associado a uma determinada localização no Planeta Terra.

No caso da informação geográfica, a realidade seria o Planeta Terra, sua atmosfera, seus rios, florestas, desertos, montanhas, vegetação, população, cidades, e todos os outros ambientes naturais ou artificiais.

Um universo de discurso para a informação geográfica, e em especial no contexto de informações pessoais do usuário, seriam estradas, terrenos, relevos, cidades, ruas, pontes, túneis, postos de gasolina e locais de comércio, pontos turísticos, pontos de interesse em geral, bem como trajetos previamente desenhados ou percorridos por outras pessoas.

Um modelo conceitual consistiria na representação abstrata dessas entidades selecionadas pelo universo de discurso. Um modelo de terreno seria representado por uma superfície geométrica, uma estrada seria representada por uma linha, um local turístico seria representado por um ponto, e de um modo geral, a forma e a posição dessas entidades poderiam ser descritas através de coordenadas numéricas dentro de um determinado sistema de referência. Além da estrutura, também os comportamentos de cada tipo de entidade poderiam ser descritos, a fim de possibilitar que as aplicações realizem operações sobre esses objetos, com a intenção de extrair ou criar informação relavante sobre as entidades.

Por fim, a aplicação propriamente dita - e concretamente implementada em uma plataforma computacional - converte o modelo conceitual em um esquema de aplicação, com classes, métodos, estruturas de dados, formatos de arquivo e tipos numéricos apropriados à plataforma escolhida, afim de satisfazer os casos de uso adequados às necessidades do usuário.

As normas ISO determinam (ISO 19109 - Rules for Application Schema) que a informação geográfica seja representada usando o UML (Unified Modeling Language), o que é conveniente quando se pensa em implementar uma aplicação orientada a objeto.

Em postagens futuras, veremos que o esquema KML corresponde bastante ao modelo UML proposto pela ISO para as entidades geográficas (ponto, linha, região, superfície, embora não necessariamente com o mesmo nome), mas algumas operações (na forma de métodos) não têm como ser descritas em KML, necessitando de classes instanciadas dentro de uma aplicação sendo executada.