Modelagem conceitual aplicada ao mapeamento geotécnico de aptidão às fundações

Abstract

Banco de dados geotécnicos dão suporte à produção de mapas geotécnicos de aptidão às fundações, pois possuem parâmetros e documentos importantes para realizar os mapeamentos. Porém, são percebidas fragilidades em relação à coleta e armazenamento dos dados necessários para estruturar esses bancos. Como lacuna desta pesquisa, a não padronização nas etapas de preenchimento desses dados resulta na impossibilidade de integrações entre dados, documentos e mapas geotécnicos, resultando em erros de interoperabilidade, redundância e impossibilidade de relacionamento com outras bases cartográficas. Dado o exposto, este trabalho objetivou modelar conceitualmente dados geotécnicos, fornecendo um caminho para a estruturação e disponibilização destes, de forma a suportar a produção de mapas de aptidão às fundações. Especificamente, os objetivos são definir o cenário observacional compreendendo como os dados geotécnicos são obtidos e como podem ser transformados e representados conceitualmente em banco de dados; determinar o fluxo de informações e suas possíveis interações e relacionamentos de forma a permitir a produção de mapas de aptidão às fundações; analisar como a modelagem conceitual de dados geotécnicos pode colaborar na padronização, armazenamento e disseminação de dados geotécnicos. Desta forma, aliaram-se duas teorias, o mapeamento geotécnico, junto da modelagem conceitual de dados, sendo que a primeira se deu por um desenho de pesquisa sistemática que buscou aumentar a capacidade de representação semântica do espaço, onde se estabeleceram os objetos através da segunda teoria. O recorte observacional se deu sobre as metodologias de mapeamento geotécnico utilizadas em áreas do sul do país, dados relativos às sondagens SPT, fundações existentes e seus consequentes mapas de aptidão às fundações. As informações disponíveis na documentação foram primeiramente inventariadas e organizadas em classes, atributos e domínios. O modelo OMT-G foi utilizado para modelar conceitualmente os dados e relacionar as diferentes classes através de diagramas de classes e transformações. Estabeleceram-se classes, padrões de relacionamento e transformações de forma a produzir os resultados, ou seja, sete classes primárias e 13 diagramas de classes e/ou transformações, sendo que sete diagramas foram esquemas conceituais produzidos para dar suporte aos mapeamentos temáticos relativos à superfície do impenetrável, à superfície do lençol freático, à tensão admissível, à orientação ao tipo de fundação, ao NSPT, aos tipos de solo e, fundações existentes. Ainda foram produzidos três dicionários de dados e dois dicionários de domínios. Ao analisar os resultados foi possível perceber que o mapeamento geotécnico poderia ser observado sob outras óticas, não apenas em seu universo lógico e físico, ou mesmo, como apresentação de mapas construídos a partir de dados já existentes, mas sim, a partir de seus dados primordiais e os produtos derivados de relacionamentos e operações distintas que podem ser realizadas dentro de Sistemas de Informação Geográfica (SIG). No contexto público, os resultados servem como definição de padrões, principalmente sobre dados de entrada, os quais permitirão prefeituras e órgãos públicos iniciarem seus processos de abstração do mundo real para compor análises relacionáveis às multifinalidades de seus cadastros. Ainda, os produtos resultantes podem servir como manuais e/ou glossários para empresas privadas que desejam implementar os Banco de Dados Geográficos (BDG) para otimizar suas análises territoriais. A modelagem conceitual realizada foi considerada de aplicação universal pois permite que novos documentos e mapeamentos se integrem e se adequem aos padrões estabelecidos, independentemente, de hardware ou software.

Abstract: Geotechnical databases support the production of geotechnical maps of aptitude for foundations, as they have parameters and important documents to carry out the mappings. However, weaknesses are perceived in relation to the collection and storage of the data necessary to structure these banks. As a gap in this research, the lack of standardization in the stages of filling in these data results in the impossibility of integration between data, documents and geotechnical maps, resulting in interoperability errors, redundancy and impossibility of relating to other cartographic bases. Given the above, this work aims to conceptually model geotechnical data, providing a way to structure and make them available, in order to support the production of maps of suitability for foundations. Specifically, the objectives are to define the observational scenario, understanding how geotechnical data are obtained and how they can be transformed and conceptually represented in a database; determine the flow of information and its possible interactions and relationships in order to allow the production of maps of suitability for foundations; to analyze how the conceptual modeling of geotechnical data can collaborate in the standardization, storage and dissemination of geotechnical data. In this way, two theories were combined, geotechnical mapping, along with conceptual data modeling, the first being a systematic research design that sought to increase the capacity of semantic representation of space, where objects were established through second theory. The observational clipping took place on the geotechnical mapping methodologies used in areas of the south of the country, data related to the SPT soundings, existing foundations and their consequent maps of aptitude for foundations. The information available in the documentation was first inventoried and organized into classes, attributes and domains. The OMT-G model was used to conceptually model the data and relate the different classes through class diagrams and transformations. Classes, relationship patterns and transformations were established in order to produce the results, that is, seven primary classes and 13 diagrams of classes and/or transformations, with seven diagrams being conceptual schemes produced to support the thematic mappings related to the surface from the impenetrable, to the water table surface, to the permissible stress, to the orientation to the type of foundation, to the NSPT, to the types of soil and, existing foundations. Three data dictionaries and two domain dictionaries were also produced. When analyzing the results, it was possible to perceive that geotechnical mapping could be observed from other perspectives, not only in its logical and physical universe, or even as a presentation of maps built from existing data, but from their data. and the products derived from distinct relationships and operations that can be performed within Geographic Information System (GIS). In the public context, the results serve as a definition of standards, mainly on input data, which will allow city halls and public agencies to start their processes of abstraction from the real world to compose analyzes related to the multipurposes of their records. Furthermore, the resulting products can serve as manuals and/or glossaries for private companies that wish to implement Geographical Databases (BDG) to optimize their territorial analysis. The conceptual modeling performed was considered of universal application as it allows new documents and mappings to be integrated and adapted to established standards, regardless of hardware or software.