Integrating Image and Spatial Data for Biodiversity Information Management
R. da S. Torres, Phd thesis, Institute of Computing, University of Campinas, Campinas, SP, 2004.
Abstract
There is a wide range of environmental applications requiring
sophisticated management of several kinds of data, including spatial
data and images of living beings. However, available information
systems offer very limited support for managing such data in an
integrated manner. On the one hand, environmental applications based
on Geographic Information Systems (GIS) allow spatially correlating
geophysical data and information on living species. On the other
hand, image information systems used by biologists provide management
of photos of landscapes and/or animals, but without any kind of
geographical referencing. This thesis provides a solution to combine
these query requirements, which takes advantage of current digital
library technology to manage networked collections of heterogeneous
data in an integrated fashion. The research thus contributes to solve
problems of specification and implementation of biodiversity
information systems that manage images of species, textual
descriptions and spatial data in an integrated way, under the digital
library perspective. This solution provides biodiversity researchers
with new querying options.
The main contributions of this thesis are: (i) a generic architecture,
based on digital library components, for managing heterogeneous data
collections, to access biodiversity data sources (text, images, and
spatial data); (ii) a proposal of new shape descriptors for supporting
content-based image retrieval; (iii) a new digital library component,
for content-based image search; (iv) adoption of distinct visual
structures for exploring query results in an image database; and (v)
partial validation of the architecture, through implementation of a
prototype that uses fish-related data.
Resumo
Há um grande número de aplicações
ambientais requisitando o gerenciamento sofisticado de vários
tipos de dados, incluindo dados espaciais e imagens de seres
vivos. Entretanto, os sistemas de informação
disponíveis oferecem suporte limitado para gerenciamento destes
dados de uma maneira integrada. Por um lado, aplicações
ambientais baseadas em Sistemas de Informação
Geográfica permitem a correlação espacial de
dados geofísicos e informação de espécies
vivas. Por outro lado, sistemas de informação de imagens
usados por biólogos suportam o gerenciamento de fotos de
paisagens e/ou animais, mas sem nenhum tipo de referência
espacial. Esta tese provê uma solução que combina
estes requisitos de consultas, aproveitando-se da tecnologia de
bibliotecas digitais para gerenciar coleções de dados
heterogêneos de maneira integrada. Esta pesquisa contribui,
desta forma, para resolver problemas de especificação e
implementação de sistemas de informação de
biodiversidade que combinem o gerenciamento de imagens de seres vivos,
descrições textuais e dados espaciais no contexto de
bibliotecas digitais. Esta solução provê
pesquisadores em biodiversidade com novas opções de
consulta.
As principais contribuiçõoes desta tese são: (i)
uma arquitetura genérica, baseada em componentes de bibliotecas
digitais, para gerenciamento de coleções de dados
heterogêneos, para acessar fontes de dados de biodiversidade
(texto, imagens e dados espaciais); (ii) a proposta de novos
descritores de forma para suportar a recuperação de
imagens por conteúdo; (iii) um novo componente de biblioteca
digital para busca de imagem por conteúdo; (iv)
adoção de estruturas visuais distintas para
exploração de resultados em bancos de dados de imagens;
e (v) validação parcial da arquitetura, através
de um protótipo que usa dados sobre peixes.
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Last updated on May 20, 2005.
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