Uma arquitetura baseada em geração de predicados para obtenção de regras de associação espacial

Essa dissertação propõe e desenvolve modelos e técnicas para a obtenção de regras de associação espacial. Isto se baseia em um processo de duas fases. Na primeira, o banco de dados geográfico é pré-processado usando urna base de conhecimento especificada por um usuário especialista para indicar os relacionamentos de interesse. Isso produz um arquivo onde os dados estão organizados em termos de predicados espaciais e convencionais. Este arquivo pode ser processado por algoritmos padrões de mineração de dados. Isso simplifica o processo de derivação de regras espaciais para um problema clássico de aplicação de algoritmos de mineração de regras de associação tradicionais. O primeiro passo usa dois modelos propostos. O primeiro é o Modelo de Derivação Relacional, cuja meta é identificar predicados convencionais baseada na análise dos atributos descritivos. O segundo é o Modelo de Derivação Espacial, responsável por checar relacionamentos espaciais entre objetos e gerar predicados espaciais, para serem usados para derivar regras de associação espacial. Um algoritmo de denormalização combina os predicados espaciais e convencionais em um simples arquivo, usado para minerar regras de associação. As principais contribuições deste trabalho são: (i) a especificação e validação de um modelo para derivar predicados espaciais, (ii) criação de uma arquitetura que permite obter regras de associação espacial usando algoritmos de mineração de dados relacional padrão, (iii) o uso de uma base de conhecimento para obter predicados que são relevantes ao usuário e (iv) implementação de um protótipoThis thesis proposes and develops models and techniques for the obtention of spatial association rules. This is based on a two-step process. In the first stage, the geographic database is preprocessed using a knowledge base specified by an expert user to indicate the relationships of interest. This produces a file where data are organized in terms of conventional and spatial predicates. This file can next be processed by standard data mining algorithms. This simplifies the process of deriving spatial rules to a classical problem of applying traditional association rule mining algorithms. The first step uses two proposed models. The first is the Model of Relational Derivation, whose goa1 is to identify conventional predicates based on the ana1ysis of descriptive attributes. The second is the Model of Spatial Derivation, responsib1e for checking spatia1 re1ationships among objects and generating spatia1 predicates, to be subsequent1y used to derive spatia1 association rules. A subsequent denormalization a1gorithm combines conventional and spatial predicates into a single file, used to mine association ru1es. The main contributions of this work are: (i) the specification and validation of a model to derive spatia1 predicates, (ii) the creation of an architecture that allows obtaining spatial association rules using standard relational mining algorithms (iii) the use of a knowledge base to obtain predicates which are relevant to the user and (iv) the imp1ementation of a prototyp