OS SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA COMO FERRAMENTA DE APOIO À DECISÃO NA EXPLORAÇÃO E GESTÃO DE APROVEITAMENTOS HIDROAGRÍCOLAS GestRegaSIG

Transcrição

1 OS SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA COMO FERRAMENTA DE APOIO À DECISÃO NA EXPLORAÇÃO E GESTÃO DE APROVEITAMENTOS HIDROAGRÍCOLAS GestRegaSIG Fernandez, P.; Simões, F.; Frazão, F.; Monteiro, J. M.; Afonso, F.; Roque, N & Vilela, B. Instituto Politécnico de Castelo Branco Escola Superior Agrária. Quinta Senhora de Mércules Apartado 119, Castelo Branco; Telefone: ; Fax: ; palex@esa.ipcb.pt Resumo A aplicação GestRegaSIG foi desenvolvida sobre o software ArcGIS Desktop, que permite a elaboração de ferramentas específicas, através do Visual Basic for Applications. Neste projecto foram desenvolvidas funcionalidades para responder às necessidades específicas da entidade responsável pela exploração e gestão do Aproveitamento Hidroagrícola da Cova da Beira. O objectivo do desenvolvimento da aplicação GestRegaSIG foi construir um sistema informático que permita o acesso, fácil e personalizado, a toda a informação gráfica e alfanumérica, nas componentes de visualização, consulta, edição, gestão e produção de mapas e relatórios. Esta aplicação é uma ferramenta de apoio à decisão na exploração e gestão do aproveitamento hidroagrícola da Cova da Beira, porque permite consultar e analisar de forma detalhada, rápida e centralizada toda a informação desta infra-estrutura. Palavras Chave: Aplicação SIG, Gestão Hidroagrícola e Usabilidade. Abstract The GestRegaSIG application was developed over the ArcGIS Desktop software which allows built specific tools through the Visual Basic for Applications. In this project some functions were developed to answer the specific needs of the company that holds the management of the Cova da Beira Irrigation System The main objective of the GestRegaSIG application was to build an computer system that allow an easy and customized access to all the graphic and alphanumerical information in the sense of view, search, edit, management and production of maps and reports. 1

2 This application is a tool for the decision support and for the management of the Cova da Beira Irrigation System, because it allows consulting and processing all the information of this infrastructure in a detailed and fast way. Key words: GIS Application, Management of Irrigation Systems and Usability. 1. Introdução Sendo a água um recurso escasso e a agricultura o seu maior utilizador, é necessário disponibilizar, através das novas tecnologias, meios de gestão de rega que permitam apoiar os gestores dos Aproveitamentos Hidroagrícolas na tomada de decisão. A exploração, manutenção e gestão de aproveitamentos hidroagrícolas são tarefas que envolvem o manuseamento de um elevado volume de informação. Estas infra-estruras apresentam alguma complexidade e especificidade, por isso, os Sistemas de Informação Geográfica são adequados para ajudar na realização dessa tarefa, porque permitem o armazenamento, a consulta, a visualização e a análise de informação espacial e não espacial. Os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) como sistemas que permitem recolher, armazenar e analisar objectos e processos em relação aos quais a localização espacial é uma característica importante ou crucial para o problema, podem ser uma ferramenta de apoio à exploração e gestão de um Aproveitamento Hidroagrícola. O objectivo do projecto foi desenvolver uma aplicação SIG para Gestão de Aproveitamentos Hidrogrícolas (GestRegaSIG) que permita o acesso, fácil e personalizado, a toda a informação gráfica e alfanumérica relativa ao aproveitamento, nas componentes de visualização, consulta, edição, gestão e produção de mapas e relatórios. 2. O aproveitamento hidroagrícola da Cova da Beira As estruturas de transporte e distribuição de água do Aproveitamento Hidroagrícola da Cova da Beira organizam-se em rede primária e rede secundária. A rede primária tem origem na tomada de água do sistema de armazenamento, localizada na barragem da Meimoa, é constituída por uma rede de canais a céu aberto terminando na barragem da Capinha que serve de reservatório de compensação final. Esta rede abastece a rede secundária através de tomadas de água, para cada sub-bloco. A rede secundária é formada por um conjunto de sub-blocos, agrupados em blocos. Cada sub-bloco é uma unidade independente de rede ramificada de condutas sob pressão, com origem num ponto específico da rede primária. Em cada sub-bloco, a rede secundária, é constituída por condutas que se encontram subdivididas em troços de conduta. Os troços de conduta são limitados, pela ligação à rede primária na origem, por derivações, por reduções e por hidrantes. Nos pontos terminais desta rede existem os hidrantes. Cada hidrante contém uma ou mais bocas de rega. 2

3 Os troços de conduta da rede secundária podem conter, em pontos específicos do seu percurso, equipamento acessório para controlo e segurança, tais como: válvula de seccionamento, descarga de fundo, ventosa, válvula anti-golpe de Aríete, curva, cruzamento com caminho, cruzamento com linha de água. As funcionalidades desenvolvidas na aplicação GestRegaSIG, foram avaliadas para os Sub- Blocos C.3, C.4.3, C.4.2 e C.4.1 do aproveitamento hidroagrícola da Cova da Beira, de acordo com a Figura Legenda: Hidrante Troço de Conduta Prédios C.3 C.4.1 C.4.2 C.4.3 Projecção: Transverse Mercator Elipsóde : Datum Lisboa Hayford Sistema de Coordenadas: Lisboa Hayford Gauss IGeoE 0 0,5 1 2 km Figura 1- Sub- Blocos C.3, C.4.3, C.4.2 e C.4.1 do aproveitamento hidroagrícola da Cova da Beira. 3. Arquitectura do SIG O ArcGIS Desktop foi desenvolvido com base em objectos COM (Component Object Model), designados por ArcObjects, permitindo uma fácil integração com outras aplicações COM. O ArcGIS Desktop é uma aplicação nativa de Windows, por isso, permite: a integração, de ou para, documentos de outras aplicações Windows; a fácil comunicação com as mesmas aplicações e a disponibilização de uma interface gráfica padrão familiar aos utilizadores. O armazenamento da informação da infra-estrutura foi realizado numa Geodatabase, porque se trata de um repositório de dados que permite armazenar objectos espaciais e não espaciais, as relações entre esses objectos e o comportamento de cada um dos seus elementos (MacDonald, 1999). A aplicação GestRegaSIG foi desenvolvida sobre o software ArcGIS Desktop, que fornece um vasto conjunto de funcionalidades sofisticadas para interacção com a informação geográfica. O ArcGIS Desktop permite a elaboração de ferramentas específicas, através do Visual Basic for Applications VBA, que é uma linguagem de programação que se encontra integrada no software tornando possível a utilização das 3

4 componentes da aplicação anfitriã para ampliar as suas capacidades (Zeiler, 2001). No desenho e desenvolvimento das interfaces da aplicação foram tidos em consideração os seguintes princípios: acessibilidade, flexibilidade, interactividade e ergonomia. A aplicação GestRegaSIG é formada por uma estrutura em árvore de menus e sub- -menus que têm como função facilitar o acesso a todas as opções incluídas no programa. A aplicação é constituída por seis módulos e cada módulo é composto por ferramentas de visualização, edição de informação, elaboração de pesquisas, elaboração de relatórios e produção de mapas, em interfaces personalizados. A criação de relatórios foi desenvolvida através do Crystal Reports que está desenhado para trabalhar com a base de dados, de forma a ajudar na análise e interpretação de informação importante. O Crystal Reports permite a criação de relatórios simples, mas também apresenta ferramentas avançadas para gerar relatórios complexos ou específicos. Assim, através da aplicação de fórmulas, cruzamento de tabelas e estabelecimento de condições é possível compreender melhor os dados e estabelecer relações importantes. No caso das palavras e os números não serem suficientes é possível apresentar mapas geográficos que proporcionam informação de forma visual (Peck, 2005). 4. Funcionalidades do SIG As funcionalidades desenvolvidas na aplicação GestRegaSIG pretendem disponibilizar à entidade gestora do abastecimento de água para rega uma ferramenta informática adequada à exploração e gestão do aproveitamento hidroagrícola da Cova da Beira. A organização das funcionalidades e a interface desenvolvida permite ao gestor do aproveitamento hidroagrícola uma fácil utilização da ferramenta. A interface inicial da aplicação GestRegaSIG, apresentada na Figura 2, permite o acesso aos seguintes módulos: Entidades; Equipamento; Afectação; Intervenção; Campanha Anual e Impressão. Figura 2 Interface da aplicação GestRegaSIG. 4

5 De acordo com a Figura 3, o módulo Entidades permite inserir e pesquisar entidades, e elaborar relatórios com informação dos prédios de um proprietário ou beneficiário e elaborar relatórios com informação acerca das entidades. Figura 3 Módulo Entidades da aplicação GestRegaSIG. A pesquisa de uma entidade pode ser efectuada através do nome, número de Identificação Fiscal, número de Bilhete de Identidade ou número de sócio, de acordo com o apresentado na Figura 4. Figura 4 Pesquisa de entidades. O resultado da pesquisa de uma entidade, permite aceder à ficha que apresenta a seguinte informação: nome; apelido; morada; código postal; número de Bilhete de Identidade (quando aplicável); estado civil (quando aplicável); código de repartição de finanças; número de telemóvel; número de telefone; endereço de correio electrónico; data nascimento (quando aplicável) e categoria. Este conjunto de dados pode ser impresso. De acordo com o exemplo apresentado na Figura 5, através da selecção de um recurso humano é possível criar um relatório com a lista de prédios de um proprietário e a respectiva selecção e visualização no mapa. Um relatório semelhante pode ser obtido com informação referente às parcelas utilizadas pelos regantes. 5

6 Figura 5 Criação de relatório com os prédios de um proprietário e respectiva visualização. De acordo com a Figura 6, o módulo Equipamento permite inserir, pesquisar e elaborar relatórios com informação acerca dos vários equipamentos que constituem a rede de rega. Figura 6 - Módulo Equipamento da aplicação GestRegaSIG. A Figura 7, apresenta um exemplo específico do relatório criado para o equipamento Hidrante. 6

7 Figura 7 Relatório do equipamento Hidrante. O resultado da pesquisa de um hidrante específico, de acordo com a Figura 8, permite obter a sua localização geográfica e aceder à ficha que apresenta as seguintes informações: nome; bloco; caudal; diâmetro do e da manilha; cota da superfície do terreno e de projecto; número de bocas; pressão de dimensionamento e hidrostática; tipo de hidrante; tipo de tê; tipo de derivação; tipo de curva; tipo de junta a montante e a jusante, informação acerca da existência de micro ventosa e ano de instalação. Esta pesquisa permite também visualizar e/ou imprimir os catálogos e os desenhos de projecto associados ao equipamento. Figura 8 - Informação obtida através da pesquisa de hidrante ou troço de conduta. O resultado da pesquisa de um troço de conduta específico, permite também, de acordo com a Figura 8, obter a sua localização geográfica e aceder à ficha que apresenta as seguintes informações: nome; bloco; caudal; classe de pressão; diâmetro nominal e exterior; comprimento; material e ano de instalação. Esta pesquisa permite também visualizar e/ou imprimir os catálogos e os desenhos de projecto associados ao equipamento. A introdução de novos equipamentos na rede de rega pode ser efectuada, através dos seguintes métodos: identificação do troço de conduta ou conhecimento do posicionamento geográfico do novo elemento. Para inserir um novo equipamento na rede de rega é necessário utilizar a interface específica e identificar o troço de conduta onde pretende adicionar o novo elemento (Figura 9). 7

8 Figura 9 Inserção de um novo equipamento na rede de rega. Após a conclusão desta fase é disponibilizado um formulário para preencher com informação referente às características do novo elemento adicionado à rega de rega. O módulo Intervenções permite inserir, pesquisar e listar as intervenções verificadas na rede de rega. Pode ser obtido um relatório de intervenções com base nos seguintes critérios: todas as intervenções; entre datas de ocorrência; por troço de conduta e entre datas de ocorrência num troço de conduta. Como exemplo desta funcionalidade é apresentado na Figura 10, o relatório obtido através da consulta de todas as intervenções já efectuadas na rede de rega. Figura 10 - Listagem das intervenções realizadas na rede de rega. Na pesquisa das intervenções verificadas num determinado troço de conduta são efectuadas as seguintes funcionalidades: selecção do troço de conduta, aproximação no mapa sobre a zona e identificação da localização espacial das intervenções realizadas na rede de rega. Para caracterizar as intervenções realizadas num troço de conduta são apresentadas as seguintes informações: data da detecção da avaria; data de início e fim da reparação; entidade que efectuou a reparação; tipo de problema e custo da reparação. O módulo Afectação permite efectuar uma previsão das entidades e das respectivas parcelas que serão afectados com a detecção de uma avaria num troço de conduta ou num hidrante. Esta a simulação permite também efectuar uma aproximação no mapa sobre a zona afectada, e gerar um relatório com informação dos utilizadores afectados. De acordo com a Figura 11, a simulação da detecção de uma avaria num troço específico da rede de rega, permite seleccionar no mapa os elementos geográficos 8

9 (parcelas) afectados e criar um relatório com informação dos utilizadores afectados e respectivos contactos. Figura 11 Selecção das parcelas e identificação dos utilizadores afectados pela avaria. A entidade gestora do aproveitamento hidroagrícola pode avisar os beneficiário da existência de uma intervenção ordinária ou extraordinária na rede de rega, porque a aplicação permite a elaboração de uma lista com os contactos dos beneficiários das parcelas afectadas e/ou a criação automática de cartas de aviso que podem ser enviadas através de fax, correio, correio electrónico ou SMS. Esta medida pode contribuir para melhorar a gestão da água de rega no aproveitamento hidroagrícola. No módulo Campanha Anual (Figura 12) podem ser efectuadas as seguintes operações: localização geográfica das parcelas para inscrição numa nova campanha de rega; edição de parcelas; introdução de dados das parcelas; edição de culturas; introdução de dados das culturas e elaboração de relatórios específicos da inscrição de beneficiários. Figura 12 Módulo para gestão da Campanha Anual. A localização geográfica das parcelas para inscrição numa nova campanha de rega (Figura 13) pode ser efectuada através de três tipos de informação: número do parcelário do Instituto Nacional de Intervenção e Garantia Agrícola (INGA); número da secção cadastral do Instituto Geográfico Português (IGP) e designação do hidrante utilizado em campanhas anteriores. 9

10 Figura 13 Localização dos prédios. De acordo com a, na selecção e localização geográfica dos prédios através do parcelário é necessário introduzir o número de parcelário. Neste procedimento podem ser utilizadas diferentes escalas preestabelecidas para visualização da informação geográfica. Na selecção e localização geográfica dos prédios através do cadastro geométrico do IGP é necessário introduzir o nome da freguesia e o código da secção cadastral e do prédio. Podem ser utilizadas diferentes escalas preestabelecidas para visualização da informação geográfica. Pode ser efectuada também efectuada uma pesquisa dos atributos da ficha do prédio para apoio ao processo de validação da inscrição na campanha de rega. Caso não exista outro tipo de informação acerca do limite do prédio, é possível efectuar a sua selecção e localização geográfica através do hidrante utilizado no abastecimento de água de rega, para isso é necessário introduzir o código do bloco de rega e a designação do hidrante. Na introdução de dados acerca da parcela (Figura 14) pode ser identificado o hidrante e respectiva boca de rega utilizados para abastecimento de água. No processo de inscrição é atribuído um beneficiário como utilizador da parcela, e pode também aceder à ficha com os dados dessa entidade. Em cada parcela são aplicadas taxas de conservação do regadio e de utilização da água de rega segundo a tabela em vigor nesse ano agrícola. No final do processo de inserção de dados é apresentada uma mensagem para avaliar o sucesso desta operação. Figura 14 Introdução de dados da parcela. De acordo com o apresentado na Figura 15, posteriormente, pode também ser gerado para visualização ou impressão um relatório, designado de Ficha Individual da Parcela Campanha de Rega 2006, com informação acerca do prédio, parcela e respectivo enquadramento geográfico. 10

11 Figura 15 Relatório Individual da Parcela Campanha de Rega A aplicação GestRegaSIG permite também criar um relatório com informação acerca do prédio, parcela inscritas, culturas declaradas e montante a pagar pelo beneficiário. 5. Conclusões A utilização da tecnologia SIG, permite, através da criação e adição de novas funcionalidades, desenvolver soluções que respondem às necessidades específicas das entidades responsáveis pela exploração e gestão de Aproveitamentos Hidroagrícolas. A solução desenvolvida permite gerir e analisar a informação do Aproveitamento Hidroagrícola da Cova da Beira de uma forma personalizada, diminuir a introdução de erros e redundância na base de dados e tornar mais eficiente e acessível a utilização dos SIG pelos técnicos. Agradecimentos O desenvolvimento da aplicação GestRegaSIG insere-se num protocolo de colaboração estabelecido entre o Instituto Politécnico de Castelo Branco - Escola Superior Agrária, o Instituto de Desenvolvimento Rural e Hidráulica e a Associação de Beneficiários da Cova da Beira, para a Concepção de uma Aplicação SIG para Gestão do Aproveitamento Hidroagrícola da Cova da Beira. Referencias bibliográficas MacDonald, A. (1999): Building a Geodatabase. Redlands, ESRI Press. Peck, G. Crystal Reports XI The Complete Reference. McGraw-Hill Osborne Media. Zeiler, M. (2001): Exploring ArcObjects. Redlands, ESRI Press. 11