Representação de dados espácio-temporais com recurso a técnicas de triangulação compatível e morphing

Abstract

Atualmente vivemos num mundo em constante evolução tecnológica, onde, a cada dia que passa, são desenvolvidas novas ferramentas com o objetivo de facilitar as tarefas para os seus utilizadores. No entanto, a tecnologia não existe apenas para facilitar tarefas, mas também para ajudar a monitorar fenómenos físicos. Um exemplo disso é o estudo do movimento de objetos, que são entidades onde a sua posição e forma varia ao longo do tempo. Estes objetos são utilizados para representar fenómenos geográficos, como o movimento de Icebergs e podem ser adquiridos através de imagens aéreas obtidas, por exemplo, por satélites ou veículos aéreos não tripulados. Estas imagens representam o estado do objeto móvel em diferentes instantes de tempo, logo são conjuntos de dados discretos onde existe informação implícita, porque não se sabe como decorreu a evolução entre dois estados. Nesta situação, podem ser utilizadas técnicas de Morphing para obter uma representação contínua da evolução do objeto móvel. Nesta Dissertação são apresentadas um conjunto de ferramentas para a representação de dados contínuos a partir de dados discretos. Os dados discretos são representados sob a forma de um polígono origem e um polígono destino, que representam o objeto móvel em diferentes instantes de tempo. Com recurso a técnicas de Triangulação Compatível e Morphing, é gerada a sua transformação contínua, evitando intersecções e deformações, de forma a tornar a representação o mais natural possível. Os resultados dos testes realizados mostram que a utilização de técnicas de Interpolação Rígida baseadas em Triangulação Compatível podem ser uma solução interessante para representar o movimento de objetos ao longo do tempo e do espaço em, por exemplo, Sistemas de Informação Geográfica ou Bases de Dados Espácio-temporais.

Currently we live in a world in continuous technological evolution, where new tools are developed with the goal of making any task easier for its users. However, technology exists not only to facilitate tasks, but also to help monitoring real-world phenomena. An example of this is the study of the movement of objects, which are entities where the position and shape may change over time. These objects can represent geographic phenomena, like the movement of icebergs and can be acquired through aerial images obtained, for example, by satellites or unmanned aerial vehicles. These images represent the moving object state at different time instants. These are discrete datasets holding a large amount of implicit information, because the evolution between two states is unknown. In this situation, Morphing techniques can be used to obtain a continuous representation of the evolution of the moving object. This Dissertation presents a set of tools for the representation of continuous data from discrete data. The discrete data are represented in the form of a source polygon and a target polygon, that represents a moving object at different time instants. Using Compatible Triangulations and Morphing techniques, a continuous representation is generated, avoiding deformations and intersections, in order to make the representation as natural as possible. The experimental results show that the combination of Rigid Interpolation with Compatible Triangulation is a promising solution to represent the movement of objects over time and space in, for example, geographical information systems or spatiotemporal databases.