S.I.G. na Prevenção Criminal

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1 1 S.I.G. na Prevenção Criminal APOIO: FAPESP Programa de Políticas Públicas UNESP Dez. 2003

2 2 Índice 1. INTRODUÇÃO GEOPROCESSAMENTO S.I.G. - SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS DADOS RECURSOS HUMANOS METODOLOGIAS SOFTWARE HARDWARE ARCGIS ARCGIS DESKTOP ARCIMS ARCSDE ARCEXPLORER SQL SERVER DESENVOLVIMENTO VISUALIZAÇÃO DOS MAPAS GERADOS CONCLUSÃO REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA... 19

3 3 1. Introdução Este relatório parcial contempla as atividades do cronograma enviado à FAPESP em janeiro de 2003 e aprovado apenas em junho de 2003 para ser desenvolvido na Fase II do Projeto A Geografia do Crime de Marília - SP. Diagnósticos para uma ação social comunitária. Esclarecemos que a participação no projeto teve vários módulos: Modelagem da Base de dados espacial; Geração de mapas temáticos e geocodificados de acordo com as necessidades do projeto; Relacionamento das bases de dados espacial e relacional para geração de mapas de criminalidade; Criação de mapas utilizando a ferramenta ArcIMS para disponibilização dos mesmos via web; Configuração do servidor web; Trata-se de um relatório parcial e, por esse motivo, ainda está em fase final de elaboração, tendo sido antecipada a entrega em atendimento à exigência da FAPESP de encaminharmos com antecedência para a renovação, sem risco de interrupção da bolsa. 2. Geoprocessamento É o conjunto de categorias de técnicas relacionadas ao tratamento da informação espacial, ou seja, técnicas para coleta de informação espacial (cartografia, Sensoriamento Remoto, GPS, fotogrametria), técnicas de armazenamento de informação espacial (banco de dados orientado a Objetos, relacional), técnicas para tratamento e análise de informação espacial (como modelagem de dados, funções topológicas, geoestatística, rede) e técnicas para o uso integrado de informação espacial como os sistemas GIS (Geographic Information Systems), LIS (Land Information Systems), AM/FM (Automated Mapping/Facilities Management), e CADD (Computer-Aided Drafting and Design).

4 4 2.1 S.I.G. - Sistema de Informações Geográficas Os Sistemas de Informações Geográficas são manuseados em computadores através de softwares de geoprocessamento que integram as bases geográficas a bancos de dados e possuem as ferramentas adequadas utilizando técnicas apropriadas para o desenvolvimento de análises. Os Sistemas de Informações Geográficas podem ser utilizados em muitas aplicações, tais como: Planejamento e Gestão Urbana e Regional, Meio Ambiente, Infra-estrutura, Agricultura, Segurança, Transportes, Educação, Marketing entre outras. As análises espaciais ainda são procedimentos novos no processo de tomada de decisões. O SIG possibilita de maneira rápida e segura as análises que antes eram efetuadas manualmente pela polícia, permite a agregação de um grande número de informações, sendo um ambiente imprescindível no mundo moderno de transformações muito rápidas, referenciadas espacialmente. Para definir um sistema de Informação Geográfica, deve-se levar em consideração as diversas definições apresentadas por vários autores que atuam no campo científico. Devemos considerar também a evolução deste conceito, diante das necessidades de conhecer as características geográficas e o progresso tecnológico. Para Calkins & Tomlinson (1977) os sistemas de informações geográficas são seqüências ordenadas de operações, desenvolvidas para auxiliar o usuário nas tarefas de observar, coletar, armazenar e analisar dados, com a finalidade de dar apoio aos processos de decisões. (Röhm, 2003, p. 5) Hanigan (1988) definiu sistema de informações geográficas como qualquer sistema de informações que pode: Coletar, armazenar e recuperar informações espaciais; Identificar locais que pertencem a um dado ambiente, segundo algum critério pré-definido; Explorar relações entre os conjuntos de dados relacionados com um dado

5 5 ambiente; Analisar os dados relacionados espacialmente com o fim de auxiliar a tomada de decisões sobre o ambiente; Facilitar a seleção e a transferência de dados para aplicação de modelos analíticos capazes de avaliar o efeito de alguns procedimentos que alteram o ambiente; Apresentar o ambiente selecionado em forma gráfica ou numericamente, antes e depois da análise. (Röhm, 2003, pág. 5) Um Sistema de Informação Geográfica (SIG) é o ambiente que permite a integração de dados referenciados espacialmente com intuito de desenvolver análises espaciais que são a base para o planejamento e a gestão de qualquer tema que tenha a localização como variável fundamental, ou seja, um SIG nada mais é que um conjunto de componentes: Dados, Recursos Humanos, Metodologias, Software e Hardware Dados Os dados alimentam o sistema, permitindo gerar informação, que é a atribuição de significado aos dados. Atualmente o que tem revolucionado os processos de utilização da informação é a maneira que ela pode ser rapidamente processada e utilizada para diferentes objetivos pelo modo de sua apresentação,

6 6 seja georreferenciada ou mapeada Recursos Humanos Este é um componente muito importante para a implantação de um SIG, pois só com pessoal treinado e qualificado poderá ser garantida a eficiência e eficácia da aplicação. Como em qualquer organização, novas ferramentas só se tornam eficientes quando se consegue integrá-las adequadamente ao processo total de trabalho Metodologias Estão ligadas diretamente à experiência e ao conhecimento do profissional, que após definir um objetivo, submete seus dados a um tratamento especifico para que se possa obter o resultado desejado. Isso mostra que a qualidade dos resultados depende tanto do avanço da tecnologia e capacidade de processamento, quanto da experiência do profissional Software Pode-se definir software como o conjunto de programas com o objetivo básico de coletar, armazenar, processar e analisar dados geográficos. O software se divide em cinco módulos: 1. Coleta, Padronização, Entrada e Validação de Dados; 2. Armazenamento e Recuperação dos Dados; 3. Transformação ou Processamento de Dados; 4. Análise e Geração de Informação; 5. Saída e Apresentação de Resultados Hardware Pode ser definido como o conjunto de equipamentos físicos necessários para a instalação do software para que o mesmo possa executar suas funções. Alguns exemplos de hardware: computador, plotter, scanner, impressora, unidades de armazenamento.

7 7 2.2 ArcGIS O ArcGIS compreende um conjunto escalonável de programas que compartilham a mesma arquitetura de componentes, é um SIG que consta de três componentes fundamentais: ArcGIS Desktop: Nome coletivo dado para três produtos que são ArcView, ArcEditor e ArcInfo. ArcSDE: Servidor de dados referenciados, disponibiliza interface para gerenciamento de Banco de Dados relacionais. ArcIMS : Software SIG ambientado para Internet, usado para distribuição de dados geográficos e de serviços via Internet.

8 ArcGIS Desktop Como dito anteriormente o ArcGIS Desktop compreende os três produtos: ArcView, ArcEditor e ArcInfo que se apresentam e trabalham da mesma maneira. São diferentes somente na quantidade de funções disponíveis. O ArcInfo tem mais funções do que o ArcEditor e ArcEditor mais do que o ArcView. Isto tem a grande vantagem de que tudo o que o usuário aprenda para o produto mais básico (ArcView) poderá ser usado em qualquer um dos outros dois produtos. Os três produtos compartilham três aplicações: ArcMap, ArcCatalog e ArcToolbox. O ArcEditor está principalmente projetado para criar e editar geodatabases e coverages. Abrange uma versão completa de ArcMap, incluindo todo o editor de objetos e ArcCatalog. Permite criar e modificar arquivos shape, coverages, personal geodatabases e multiuser geodatabases. O ArcInfo é o produto funcionalmente mais rico da família de produtos ArcGIS. Inclui toda a potência que pode dar ArcView e ArcEditor e inclui uma aplicação completa de ArcToolbox e uma versão de ArcInfo Workstation. O ArcCatalog é a aplicação de ArcView 8 que o usuário pode utilizar para localizar, explorar, e gerenciar os dados geográficos. Com ArcCatalog, é possível folhear e pré-visualizar os dados geográficos armazenados no computador, na rede, ou até mesmo na Internet. O usuário pode ter acesso a mapas e dados diretamente e também pode abrir ArcMap e ArcToolbox desde ArcCatalog para começar a trabalhar a qualquer hora com os seus dados. O ArcCatalog é uma ferramenta de gerenciamento que o usuário usa para se conectar e pré-visualizar os dados geográficos e os seus atributos. O usuário usa a árvore de catálogo que é semelhante ao Windows Explorer de Microsoft para folhear os seus dados. Uma vez que achou os dados com os quais quer trabalhar, pode fazer uma pré-visualização. No ArcCatalog, pode-se pré-visualizar tanto a geografia como os atributos dos dados espaciais. A tabulação Preview, exibe as características geográficas do dado usando a opção Geography. Para ver atributos, o usuário pode trocar para a opção Table. O modo de visualização de tabela permite investigar e comparar atributos, ordenar, adicionar e remover campos, e exportar a tabela.

9 9 O ArcCatalog também inclui ferramentas para fazer zoom, pan e identificar características. O ArcMap constitui a aplicação central de ArcView 8 e a que o usuário utiliza para visualizar, gerar, editar, consultar, analisar e apresentar os dados geográficos. O ArcToolbox é a terceira aplicação que encontra-se no ArcView 8, possui ferramentas para trabalhar com os dados geográficos. O ArcToolbox está organizado em conjuntos de ferramentas que fornecem soluções para diferentes tipos de questões relacionadas ao processamentos dos dados espaciais. ArcToolbox contém tanto Tools como Wizards. Uma Tool ou ferramenta é indicada por um ícone de martelo e permite rodar múltiplos trabalhos ao mesmo tempo usando um batch mode. No ArcToolbox estão concentradas as funções para geoprocessamento de shapefiles e de geodatabases ArcIMS O ArcIMS oferece uma plataforma comum para a integração em tempo real de dados procedentes de qualquer parte do mundo. Com ele pode-se ter acesso a recursos na www para uma melhor escolha de decisões. O ArcIMS permite compartilhar, integrar e analisar, dados de novas maneiras. O usuário pode combinar dados e informações disponíveis via Internet com dados locais para visualização e análises. O ArcIMS tem como principais características: instalação simples, implementação e administração através de assistente, capacidade para oferecer imagens e vetores, integração de dados locais com dados na Internet, administração e manutenção simples, disponibilidade para Windows e UNIX e arquitetura de servidor altamente escalonável. A arquitetura do ArcIMS foi desenvolvida especificamente para servir dados GIS e oferecer novos serviços na Internet. Permite a sua utilização tanto em

10 10 uma pequena rede intranet quanto em sites com múltiplos acessos. Foi desenvolvida para facilitar a criação de serviços de mapas, configuração das páginas web para comunicação dos serviços de mapas ArcSDE O ArcSDE tem como principal função permitir a conexão entre o ArcGIS Desktop das estações e os dados geográficos em um servidor. Facilita o controle dos dados espaciais em um sistema de gerenciamento de base de dados, além de permitir o controle de informações nos seguintes bancos de dados: IBM DB2, Microsoft SQL Server, Informix e Oracle. O ArcSDE tem um importante papel em sistemas distribuídos de dados geográficos, além de ser um componente chave no gerenciamento de um banco de dados espacial multi-usuário. O ArcSDE desempenha três papéis principais ao fornecer a ponte entre o software GIS da ESRI e o DBMS, que são: sistema multi-usuário de ArcGIS, ferramenta de desenvolvimento usando ArcObjects ou sua própria interface de aplicação Java ou C e um servidor de aplicações para entregar dados espaciais a muitos usuários. As principais características do ArcSDE são: Flexibilidade e Desempenho: distribui as aplicações de GIS entre o servidor de banco de dados, o cliente e o ArcSDE application Server, melhorando o desempenho de um sistema completo de GIS. Possui métodos de armazenamento que fornecem uma representação rápida e compacta dos dados espaciais. Base de dados portátil: possui a capacidade de exportar e importar dados de um DBMS para outro sem perda de informações. Integridade dos dados: controla a integridade de informações dos polígonos, dos pontos e das linhas adicionados ao banco de dados. Interface de programação nas aplicações: disponibiliza funções de GIS para o desenvolvimento avançado em C e Java APIs. Custos reduzidos para desenvolvimento de base de dados e das aplicações: permite que o usuário escolha a ferramenta mais apropriada para a criação de maneira rápida de suas aplicações, utilizando para tanto

11 11 ArcInfo 8 ArcObjects, ArcSDE Java, C API e MapObjects ArcExplorer ArcExplorer é um visualizador de dados que está disponível gratuitamente para download e oferece um caminho fácil para desempenhar funções básicas de GIS. O ArcExplorer é utilizado para uma grande variedade de apresentações, perguntas, e aplicações de recuperação de dados e suporta uma variedade grande de fontes de dados padronizadas, é um ótimo veiculo para publicação de dados. O ArcExplorer promove relação direta com o usuário através da barra de menu e da barra da ferramentas; com estes recursos, pode-se facilmente adicionar temas das origens dos dados existentes, controlar características do tema, imprimir mapas, zoom in/out, pan, identificar feições do mapa, e identificar essas feições através dos tips (os quais são caixas de diálogo que permitem que se veja os dados associados à uma feição em seu mapa.) As principais características dos ArcExplorer são: suporte para vários formatos de imagem tais como:mrsid, JPEG, ADRG, ERDAS, GIF, TIFF, GeoTIFF, ArcInfo Grid, CIB, NITF, e muitos outros; suporte para formatos militares como: Vector Product Format (VPF); suporte para formatos CAD como: DXF, DWG e DGN; suporte para combinações de endereço: através do MapObjects 2 da Esri, um geocodificador; suporte para o ArcSDE. 2.3 SQL Server O Microsoft SQL Server é um sistema de gerenciamento de banco de dados cliente/servidor de alto desempenho com alta integração com o Windows. Tem como principais características: Agendamento; Monitor de Desempenho;

12 12 Integração com serviços de múltiplas linhas; Log de eventos do Windows. Replicação nativa permite disseminar informações para diversos locais, reduzindo a dependência de um servidor único, e deixando a informação necessária mais próxima de quem realmente precisa dela. Possui arquitetura paralela que executa as funções de banco de dados simultaneamente para diversos usuários e tira proveito de sistema com múltiplos processadores. Gerenciamento centralizado de todos os servidores através de uma arquitetura de gerenciamento distribuída, com uma interface visual de gerenciamento. O Microsoft SQL Server vem com diversas ferramentas de administração que são executadas a partir de um servidor Windows. Apresentando algumas abaixo: Enterprise Manager: tem como função gerenciar vários servidores. Service Manager: permite iniciar, pausar, continuar e parar os serviços do SQL Server. Query Analyzer: permite administrar diretamente o SQL Server usando comandos SQL. Profiler: permite monitorar toda a atividade do servidor e registrar essa atividade em arquivos de log. ClientNetwork Utility: configura o software de acesso cliente numa estação. Performance Monitor: monitora o desempenho do sistema integrado ao Performance Monitor do Windows. 3. Desenvolvimento O módulo de geoprocessamento começou a ser trabalhado a partir de junho de 2003, quando começamos a discutir as necessidades e quais seriam os tipos de mapas a serem gerados. Com isso, iniciamos um processo de levantamento de requisitos e dados existentes, verificando diversos problemas conforme descritos: Nenhum arquivo (mapa) com extensão do ArcGIS criado anteriormente.

13 13 Nenhum arquivo (mapa) de setorização da cidade de Marilia. Ausência de documentação especificando as necessidades do projeto com relação ao uso do geoprocessamento. Base de dados relacional de ocorrência deficiente, com tais problemas: o Base de dados relacional criada em Banco de Dados não suportado por ArcGIS; o Nomes de logradouros inconsistentes; o Ausência de Numeração do local da ocorrência; Base de dados espacial inexistente. Após o levantamento verificamos que nada foi feito neste módulo e começamos a elaboração de um planejamento para as atividades a serem desenvolvidas, conforme descritas abaixo: Geração do mapa de setorização de Marília utilizando como base os dados da Fundação IBGE, que divide o município (área urbana) em 263 setores censitários; Geração de nova setorização de Marilia agrupando os setores censitários em apenas 13; Aquisição da base de dados espacial georreferenciada dos logradouros do município de Marília; Padronização da base de dados relacional com o intuito de migrar para o banco de dados SQL Server; Geração de tabelas com dados sócio-demográficos para a geração dos mapas temáticos. Com base nestes estudos podemos definir que o módulo de geoprocessamento consiste na elaboração de mapas temáticos e geocodificação dos crimes ocorridos no município de Marilia-SP. Pode-se considerar que: A geocodificação é vital para o mapeamento da criminalidade,

14 14 uma vez que é a maneira mais difundida de introduzir dados sobre o crime em um SIG. O registro dos crimes se dá quase sempre através do endereço ou algum atributo locacional, e é esta informação que permite fazer a conexão entre o banco de dados e o mapa. (GONÇALVES, 2002, p.20) As informações são coletadas através do front end que insere a ocorrência no banco de dados local, MySQL, após isso, esses dados são exportados para o banco de dados geral, Microsoft SQL Server que irá gerenciar as informações para a criação dos mapas temáticos e geocodificados. Para a geocodificação, conforme dito anteriormente, adquirimos o mapa de logradouros georreferenciados e incrementamos ao mapa setores de bairros para uma melhor visualização dos mesmos. Foram criados dois tipos de mapas: os temáticos e o geocodificados. O mapa temático é uma maneira poderosa de visualização e análise dos dados. Esses dados processados recebem forma gráfica de maneira que possam ser vistos no mapa. Esses mapas têm como objetivo proporcionar oportunidade de análise espacial com ferramentas de seleção e consulta. Com os mapas temáticos relacionamos outros fatores à localidade, ou seja, locais com alta incidência criminal, como existência de favelas, escola, bancos, comércios, sistemas de saúde, podendo ajudar os órgãos de segurança pública a direcionarem seus trabalhos de uma maneira mais eficiente. A geocodificação dos crimes, nada mais é que a locação dos pontos em todas as áreas onde ocorreram os delitos podendo ser realizadas várias análises por setores de bairros, por bufferização, por áreas específicas entre outras. Outro fator importante que devemos destacar é a divulgação dos dados via Internet, no qual dividimos em dois grupos de usuários: enquanto os mapas temáticos (infra-estrutura, índice de analfabetos, saneamento básico) são disponíveis para toda a comunidade, os mapas com informações dos envolvidos em crimes (boletins de ocorrências, termos circunstanciados e flagrantes) são disponibilizados somente para as autoridades de segurança.

15 Visualização dos Mapas Gerados Após todas as etapas podemos visualizar os resultados através dos mapas nas diferentes maneiras e ferramentas disponíveis conforme mostrado a seguir: Mapas Temáticos gerados a partir da Ferramenta ArcMap Qualidade de Vida

16 Índice de Exclusão/Inclusão Social 16

17 Mapas Geocodificados gerados a partir da Ferramenta ArcMap 17

18 18 Mapas Geocodificados gerados a partir da Ferramenta ArcIMS 5. Conclusão Com base no que foi mostrado, podemos dizer que muito se avançou durante este período, mas ainda existem muitos problemas a serem trabalhados, tais como: a implantação dos mapas nos distritos policiais para que as autoridades possam realizar seu planejamento, a disponibilização efetiva dos dados via Internet para toda a população, o controle de acesso para distinguir o dado a ser disponibilizado para cada tipo de usuário (autoridade de segurança e população em geral). Entretanto muitos mapas já estão sendo utilizados pelo projeto para várias linhas de pesquisas e também estamos em fase de implantação de mapas no COPOM (Policia Militar) para minimizar o tempo de atendimento das chamadas 190. Para tanto utilizaremos o ArcExplorer por ser uma ferramenta gratuita e por ser de fácil utilização, no qual facilitará o treinamento dos policiais militares. Temos certeza que muito já foi feito no período de 06 meses, e que até o final do primeiro semestre de 2004, já estaremos com todo o cronograma cumprido qual seja: Implantação do SIG nos Distritos Policiais, com a instalação do

19 19 ArcExplorer; Implantação do SIG para realização de consultas a endereço, no COPOM (Polícia Militar); Publicação dos Mapas na Web, disponibilizando os dados de acordo com o tipo de usuário; Criação da página de apresentação dos mapas na web; Cadastro e atualização da base de arruamentos da cidade de Marília; Treinamento aos usuários para a utilização do SIG na realização de consultas e planejamento. Referência Bibliográfica GEOPROCESSAMENTO, [on line] Documento disponível na Internet via WWW: <URL: out CENTRO DE SUPORTE E TREINAMENTO IMAGEM, [on line] Documento disponível na Internet via www: URL: dez (04/12/2003) CENTRO DE SUPORTE E TREINAMENTO IMAGEM, [on line] Documento disponível na Internet via www: URL: dez (04/12/2003) LAZZAROTTO, D. R. O que são geotecnologias. [ca. 2002]. Disponível na internet via URL: Arquivo capturado em 22 de setembro de GONÇALVES, Alisson Eustáquio. Geocodificação e Análise do Mapeamento da Criminalidade na Cidade de Ipatinga. Monografia (Especialização) apresentada a Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Cartografia, 2002.

20 20 Calkins, H.W. and R.F. Tomlinson, Geographic information systems: methods and equipment for land use planning. International Geographic Union Commission on Geographical Data Sensing and Processing. Resource and Land Investigations (RALI) Program, U.S. Geological Survey. Reston. Hanigan F. GIS by any other name is still The GIS Forum 1: Röhm, Sérgio Antonio. Sistemas de Informações Geográficas. Apostila. Universidade Federal de São Carlos. Departamento de Engenharia Civil, Martins, Renato de Almeida. Microsoft SQL Server 7 Instalação, configuração e gerenciamento. Apostila.