STAR : um sistema de armazenamento, análise e visualização de dados sobre o movimento humano

Abstract

A análise do movimento no espaço é uma tarefa complexa que implica a integração de conhecimentos de áreas como a física, geografia ou psicologia. Nesta tarefa complexa, questões que abordam como o movimento num determinado espaço é possível ou como o movimento é limitado por determinados eventos ou obstáculos que aparecem no espaço precisam de ser investigadas. Com o objectivo de realizar análises aos dados sobre o movimento que permitam identificar determinados padrões, apresenta-se neste trabalho a concepção, implementação e validação de um sistema de informação de apoio à recolha, visualização e análise desses dados. O STAR, o sistema descrito neste trabalho, está relacionado com três temas principais, as bases de dados espaciais, os sistemas de informação geográfica e o movimento humano. As bases de dados espaciais desenhadas, permitem o armazenamento dos dados recolhidos através de dispositivos de posicionamento, e ainda, o armazenamento da geometria do espaço no qual ocorre o movimento representado por pontos, linhas e/ou polígonos. Os sistemas de informação geográfica auxiliam o processo de visualização e análise dos dados recolhidos. O movimento humano, mais especificamente, o movimento de pedestres, é a área de aplicação testada pelo STAR. Este trabalho começa com a caracterização do estado da arte através do levantamento de um conjunto de fundamentos teóricos associados aos temas referidos. Posteriormente, são apresentadas as funcionalidades e a arquitectura do STAR. O trabalho prossegue com a definição de um modelo de dados para o sistema proposto, o qual é representado recorrendo a diagramas de classe. Seguidamente, e associado à implementação do STAR, são demonstradas as diversas funcionalidade implementadas. O sistema foi testado através da análise de conjuntos de dados associados ao movimento de pedestres. Os resultados obtidos permitem concluir que o STAR é capaz de armazenar, analisar e visualizar os dados sobre o movimento, sendo uma ferramenta de suporte ao estudo e compreensão da forma como as pessoas se movimentam no espaço.

The analysis of movement in space is a complex task that requires the integration of knowledge from several areas, such as physics, geography or psychology. In this complex task, issues like how movement in space is possible and how movement is constrained by events or obstacles that appear in space need to be investigated. In order to analyze movement data that allows the identification of patterns or trends, this work presents the design, implementation and validation of an information system that supports the collection, analysis and visualization of such data. The system described in this work, STAR, is related with three main areas, spatial databases, geographic information systems and human movement. The designed spatial database allows for the storage of data collected by positioning devices, and also, the storage of the geometry of the space in which movement occurs. This geometry is represented by points, lines or polygons. The geographic information systems help the process of visualization and analysis of the collected data. The human movement, more specifically, the movement of pedestrians, represents the application area used to evaluate the STAR system. This work begins with the characterization of the state of the art by surveying a set of theoretical principles associated with these themes. Subsequently, this work presents the envisaged functionalities and architecture of STAR. The data model for the proposed system is also presented using class diagrams. After the description of the functionalities, architecture and database model, the implemented functionalities are shown analyzing two datasets associated with the movement of pedestrians. The obtained results show that the STAR system is able to store, analyze and visualize data about movement, being a tool that can be used to support the study and understanding of how people move in space.