Desenvolvimento de um Sistema de Informação e Apoio à Gestão Florestal baseado em Tecnologia Open Source

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1 Mestrado em Sistemas de Informação Geográfica UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO Desenvolvimento de um Sistema de Informação e Apoio à Gestão Florestal baseado em Tecnologia Open Source Pedro Miguel Morais Gomes Orientador: Professor Doutor José Martinho Lourenço Coorientador: Professor Doutor João Paulo Fonseca da Costa Moura Vila Real 2012

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3 O ORIENTADOR (Professor Doutor:) O COORIENTADOR (Professor Doutor:) i

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5 Dissertação de Mestrado em Sistemas de Informação Geográfica, apresentada ao Departamento de Ciências Florestais e Arquitetura Paisagista da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, realizada sob a orientação do Professor Doutor José Manuel Martinho Lourenço, Professor Auxiliar do Departamento de Geologia da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, e coorientação do Professor Doutor João Paulo Fonseca da Costa Moura, Professor Auxiliar do Departamento de Engenharias da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, em conformidade com o Decreto-Lei n.º 216/92, de 13 de outubro. iii

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7 AGRADECIMENTOS Queria agradecer a todos aqueles que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho, em especial: A toda a minha família e amigos; Ao Professor Doutor José Manuel Martinho Lourenço, meu orientador científico, pela sua amizade e disponibilidade, por alimentar e manter vivo este meu sonho, por todo o valioso conhecimento transmitido enquanto professor e orientador, pelas correções e recomendações oportunas; Ao Professor Doutor João Paulo Fonseca da Costa Moura, meu coorientador científico, por desde logo se disponibilizar para me apoiar no tema, pela sua amizade e incentivo permanente, pela paciência, pelos seus preciosos comentários e sugestões que contribuíram para o aprimoramento deste trabalho; Ao Roberto Starnini, executive manager da Gis&Web S.r.l., pela ajuda nos muitos momentos difíceis que surgiram durante a criação da aplicação, pelas horas perdidas comigo na busca de soluções, pela disponibilidade e pela partilha incondicional de muito do seu conhecimento; A todos os professores e colegas do Mestrado de Sistemas de Informação Geográfica; Ao Armando Carvalho, pela sua compreensão, ao facilitar a conciliação da minha atividade profissional com os estudos; A todas as pessoas que me apoiaram direta ou indiretamente durante todo este período... o meu obrigado! v

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9 DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE INFORMAÇÃO E APOIO À GESTÃO FLORESTAL BASEADO EM TECNOLOGIA OPEN SOURCE RESUMO A crescente importância das novas tecnologias de informação e comunicação, nomeadamente a internet e em particular do seu serviço WWW, levaram a uma evolução também ao nível das ferramentas SIG. Os SIG desktop evoluíram para SIG Distribuídos, e os WebSIG constituem-se atualmente como potenciais apoios na prestação de serviços dinâmicos e inovadores ao cidadão. A contrariar o elevado custo e especificidade técnica associada às licenças de software SIG e WebSIG proprietário, tem surgido recentemente um conjunto de projetos Open Source com diferentes níveis de maturidade, complexidade e funcionalidade, tornando a escolha da tecnologia aberta cada vez mais válida. Sendo a floresta uma atividade com uma componente espacial muito forte, e que abrange por norma áreas muito extensas, a noção de distribuição no espaço e no tempo dos seus múltiplos recursos e atividades é essencial a um bom planeamento e gestão destes espaços. Nesse sentido, este trabalho pretendeu desenvolver uma aplicação WebSIG (SIAGF, Sistema de Informação e de Apoio à Gestão Florestal) baseada em software Open Source, cujo objetivo passa por centralizar e organizar dados geográficos relevantes para a gestão florestal, promovendo a sua disponibilização e difusão via internet, utilizando uma interface comum. O acesso à informação faz-se de forma deslocalizada bastando para tal existir um ponto de acesso à internet e um computador. O SIAGF tem por base os Planos de Gestão Florestal e pretende dotar e facilitar o acesso, por parte dos gestores florestais e técnicos, a um conjunto de informação de cariz espacial, de forma rápida, simples e deslocalizada, ao mesmo tempo que pretende possibilitar uma maior interação entre estes últimos e o proprietário, que pode aceder de igual forma à informação sobre a sua propriedade. A aplicação está vocacionada para associações, empresas ou entidades públicas, que manipulam e gerem informação relativa a várias propriedades e a vários proprietários. A simplicidade das ferramentas disponíveis permite que o sistema possa ser usado por utilizadores menos familiarizados com os SIG mas que reconhecem a importância da análise espacial no processo de tomada de decisões. Palavras-chave: WebSIG, Open Source, Gestão Florestal vii

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11 DEVELOPMENT OF AN INFORMATION SYSTEM TO SUPPORT FOREST MANAGEMENT BASED ON OPEN SOURCE TECHNOLOGY ABSTRACT The growing relevance of new information and communication technologies, particularly internet and specially the WWW service, have led to an evolution in terms of GIS tools. Desktop GIS evolved into Distributed GIS and WebGIS are currently potentially supporting dynamic and innovative services delivered to citizens. In opposition to the technical specificity and high costs associated with proprietary GIS and WebGIS software licenses, has emerged recently a set of Open Source projects with different levels of maturity, complexity and functionality, making the choice of open technology more and more valid. Forest is an activity with a strong spatial component, covering very large areas. In this context the concept and distribution of its multiple resources and activities, in space and time, is essential to a good planning and management of these spaces. In this sense, this work aims to develop a WebGIS application (SIAGF, System of Information and Support to Forest Management) based on Open Source software, whose goal is to centralize and organize geographic data relevant to forest management, available through the internet, using a simple interface. Access to information is so relocated by an access point to the internet and a computer. The SIAGF is based on Forest Management Plans and aims to provide and facilitate access, by forest managers and technicians, to a set of space-oriented information, quickly, simply and ubiquitous, while we intend to enable greater interaction between managers, technicians and owners. The application is designed for associations, corporations or public entities who manipulate and manage information about properties and their owners. The simplicity of the available tools allows the system to be used even by those less familiar with GIS who recognize the importance of spatial analysis in decision-making. Keywords: WebGIS, Open Source, Forest Management ix

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13 SIGLAS E ACRÓNIMOS ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line AFN - Autoridade Florestal Nacional API - Application Programming Interface ASP - Active Server Page BLOB - Binary Large Object BSD - Berkeley Software Distribution CAD - Computer Aided Design CAOP - Carta Administrativa Oficial de Portugal CCDRn - Comissão de Coordenação e Desenvolvimento Regional do Norte CGI - Common Gateway Interface CNIG - Centro Nacional de Informação Geográfica CSW - Catalogue Services for the Web DAP - Diâmetro à altura do peito DELL - Dell Incorporated DGOTDU - Direcção-Geral do Ordenamento do Território e Desenvolvimento Urbano DGRF - Direção Geral dos Recursos Florestais DNS - Domain Name Service EPSG - European Petroleum Survey Group FOSS - Free and Open Source Software FSF - Free Software Foundation FTP - File Transfer Protocol GDAL - Geospatial Data Abstraction Library GEOS - Geometry Engine - Open Source GIF - Graphics Interchange Format GML - Geography Markup Language GNSS - Global Navigation Satellite System GNU - GNU s Not Unix GPL - General Public License xi

14 GPS - Global Positioning System HP - Hewlett Packard Company HTML - Hypertext Markup Language HTTP - Hyper Text Transfer Protocol ICNB - Instituto de Conservação da Natureza e da Biodiversidade IDE - Infra-estruturas de Dados Espaciais IBM - International Business Machines Corporation IG - Informação Geográfica IGEOE - Instituto Geográfico do Exército IGESPAR - Instituto de Gestão do Património Arquitetónico e Arqueológico IGP - Instituto Geográfico Português IP - Internet Protocol IRC - Internet Relay Chat JPEG - Joint Photographic Experts Group JSP - Java Server Page LAN - Local Area Network LGPL - Lesser General Public License MIT - Massachusetts Institute of Technology MS4W - MapServer For Windows OGC - Open Geospatial Consortium ONU - Organização das Nações Unidas OSI - Open Source Iniciative PDF - Portable Document Format PGF - Plano de Gestão Florestal PHP - Hypertext Preprocessor PMDFCI - Plano Municipal de Defesa da Floresta Contra Incêndios PROF - Plano Regional de Ordenamento Florestal PROJ4 - Cartographic Projections Library RCM - Resolução de Conselho de Ministros SFS - Simple Feature Specifications xii

15 SGBDR - Sistema de Gestão de Bases de Dados Relacionais SIG - Sistema de Informação Geográfica SIGD - Sistema de Informação Geográfica Distribuído SMTP - Simple Mail Transfer Protocol SNIG - Sistema Nacional de Informação Geográfica SOAP - Simple Object Access Protocol SQL - Structured Query Language SRID - Spatial Reference System Identifier SSL - Secure Sockets Layer SVG - Scalable Vector Graphics TCP - Transmission Control Protocol TIC - Tecnologias de Informação e Comunicação TIF - Tagged Image File UDDI Universal Description, Discovery, and Integration URL - Uniform Resource Locator W3C - World Wide Web Consortium WAN - Wide Area Network WCS - Web Coverage Service WFS - Web Feature Service WFS - G - Web Feature Service Gazette WMS - Web Map Service WSDL - Web Service Definition Language WWW - World Wide Web XML - Extensible Mark-up Language xiii

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17 ÍNDICE GERAL AGRADECIMENTOS... v RESUMO... vii ABSTRACT... ix SIGLAS E ACRÓNIMOS... xi 1 INTRODUÇÃO ENQUADRAMENTO OBJETIVOS ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO A SOCIEDADE DA INFORMAÇÃO E DO CONHECIMENTO E A INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA OBJETIVOS DO CAPÍTULO SOCIEDADE DA INFORMAÇÃO INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA COMUNICAÇÃO E VISUALIZAÇÃO EM CARTOGRAFIA SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA Projeções e Sistemas de Referenciação Espacial DISTRIBUIÇÃO DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA NA WEB OBJETIVOS DO CAPITULO A INTERNET OS SIG DISTRIBUÍDOS Os WebSIG e a publicação de dados geográficos na Web Arquitetura e componentes de um WebSIG INTEROPERABILIDADE E O OPEN GEOSPATIAL CONSORTIUM SOFTWARE SIG OPEN SOURCE, FREE E COMERCIAL TECNOLOGIA SIG NO ORDENAMENTO, PLANEAMENTO E GESTÃO FLORESTAL Os Planos de Gestão Florestal DESENVOLVIMENTO DO SIAGF - SISTEMA DE INFORMAÇÃO DE APOIO À GESTÃO FLORESTAL OBJETIVOS DO CAPÍTULO ENQUADRAMENTO DO PROJETO OBJETIVOS DO SIAGF ARQUITETURA DO SISTEMA xv

18 4.5 DESENHO DA INTERFACE GRÁFICA ÁREA DE ESTUDO INFORMAÇÃO DISPONIBILIZADA AS TECNOLOGIAS GisClient PostgreSQL/PostGIS O MapServer Apache Openlayers INSTALAÇÃO E CONFIGURAÇÃO O SIAGF E O SEU FUNCIONAMENTO OBJETIVOS DO CAPÍTULO A INTERFACE GRÁFICA FERRAMENTAS DOS SIAGF ALGUMAS APLICAÇÕES PRÁTICAS Localização de áreas com problemas de fitossanidade Localização das áreas de pinhal com potencial de resinagem Verificar condicionante para arborização CONCLUSÕES E TRABALHO FUTURO BIBLIOGRAFIA xvi

19 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 - Informação geográfica e sociedade da informação (Adaptado de JULIÃO, 1999) Figura 2 - Exemplar de um dos mais antigos mapas de Portugal (1630) (IGP, 2011) Figura 3 - Visualização e apresentação de informação geográfica Figura 4 - Planos de informação manipulados por um SIG (LLOPIS, 2005) Figura 5 - Componentes de um SIG (adaptado de LLOPIS, 2005) Figura 6 - Modelos de dados vetorial e raster (GIOVANNI e VÂNIA, 2010) Figura 7 - Representação esquemática dos sistemas cartográficos mais usuais em Portugal continental (OA: Observatório Astronómico da Academia de Ciências de Lisboa; PC: ponto central; O: origem das coordenadas cartográficas) (MATOS, 2001) Figura 8 - Esquema representativo de redes LAN e WAN (WIKI, 2012) Figura 9 - Componentes de um URL Figura 10 - Distribuição de informação geográfica via Web (Adaptado de DANGERMOND, 2008) Figura 11 - Funcionalidade e interatividade dos SIGD ( adaptado de PENG e TSOU, 2003) Figura 12 - Esquema de funcionamento de uma arquitetura cliente/servidor Figura 13 - Arquitetura de três camadas (Adaptado de ELSMASRI e NAVATHE, 2004) Figura 14 - Principais componentes de um WebSIG (CONDEÇA, 2009) Figura 15 - Extrato da cartografia em papel do Perímetro Florestal do Barroso elaborado pelos Serviços Florestais Portugueses em Figura 16 - Esquematização do processo necessário à elaboração de um PGF (adaptado de GOMES, 2011) Figura 17 - Exemplo ilustrativo da leitura do extrato de uma Carta de Ordenamento Florestal. Cartografia com a delimitação das parcelas de ordenamento (em cima), que depois deve ser complementada com uma memória descritiva (neste caso em formato analógico) das intervenções previstas ao longo do tempo (em baixo) Figura 18 - Arquitetura de três camadas do SIAGF Figura 19 - Organização da interface gráfica do SIAGF Figura 20 - Enquadramento geográfico da área de estudo Figura 21 - Arquitetura e tecnologias do SIAGF Figura 22 - Esquema ilustrativo dos componentes e funcionamento do GisClient xvii

20 Figura 23 - Aspeto gráfico do GisClient Author ( exemplo de configuração dos dados do projeto SIAGF) Figura 24 - Exemplo de um ficheiro mapfile (.map) do MapServer gerado através da interface gráfica do GisClient Author aquando da criação do projeto SIAGF Figura 25 - Comparação da utilização a nível mundial dos principais servidores Web disponíveis no mercado (NETCRAFT, 2012) Figura 26 - Configuração do ficheiro php que estabelece a ligação entre a base de dados e o GisClient Figura 27 - Incorporação de sistemas de coordenadas e respetivos parâmetros de transformação Figura 28 - Interface gráfica do SIAGF Figura 29 - Cabeçalho do SIAGF Figura 30 - Barra de ferramentas Figura 31 - Área de visualização da informação geográfica Figura 32 - Rodapé do SIAGF com indicação das coordenadas Figura 33 - Rodapé do SIAGF com ativação da ferramenta de medição de distâncias (imagem superior) e com ativação da ferramenta de medição de áreas (imagem inferior) Figura 34 - Barra de seleção, pesquisa e apresentação de resultados Figura 35 - Menu de pesquisa de informação por grupos de seleção Figura 36 - Pesquisa de informação com apresentação em forma de tabela Figura 37 - Pesquisa de informação no SIAGF com apresentação em forma de lista Figura 38 - Apresentação de informação complementar (foto) como resultado da pesquisa da parcela de ordenamento IV Figura 39 - Apresentação de informação complementar (documento em pdf) relativa ao lote de venda de material lenhoso 11/ Figura 40 - Apresentação da legenda no SIAGF Figura 41 - Mapa de referência do SIAGF Figura 42 - Identificação do local e da parcela de ordenamento correspondente Figura 43 - Extrato do PGF com a calendarização das operações da parcela III-10 aberto quando selecionado o link "Ver plano de intervenções do PGF" Figura 44 - Resultado do mapa produzido pelo SIAGF para poder ser entregue a diferentes entidades Figura 45 - Exemplo ilustrativo da inserção de anotações xviii

21 Figura 46 - Resultado em tabela da pesquisa de todas as áreas de pinheiro bravo existentes na propriedade Figura 47 - Utilização de informação da camada lotes de material lenhosos Figura 48 - Ficha do lote 11/2012 onde é possível identificar o número de árvores nas classes de idade superiores a Figura 49 - Localização através da toponímia da Carta Militar Figura 50 - Localização das parcelas de ordenamento onde incide a condicionante Rede Natura xix

22 ÍNDICE DE QUADROS Quadro 1 - Principais vantagens do software Open Source em relação ao comercial Quadro 2 - Principais desvantagens e riscos do software Open Source em relação ao comercial Quadro 3 - Algumas soluções tecnológicas, comerciais e Open Source, para a implementação de um WebSIG Quadro 4 - Exemplos de sites dedicados a compilar e a acompanhar os principais projetos SIG e WebSIG Open Source Quadro 5 - Utilização dos SIG na área florestal Quadro 6 - Exemplos de informação geográfica utilizada na elaboração de um PGF Quadro 7 - Descrição das áreas que constituem a interface gráfica do SIAGF Quadro 8 - Informação geográfica disponibilizada no SIAGF para visualização ou impressão. 56 Quadro 9 - Disponibilização de Informação não geográfica associada à informação geográfica do SIAGF Quadro 10 - Ferramentas disponíveis no SIAGF xx

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24 1 INTRODUÇÃO 1.1 ENQUADRAMENTO Na Conferência da ONU Sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento, conhecida como Cimeira da Terra, celebrada no Rio de Janeiro em 1992, foi aprovada uma importante resolução com o objetivo de alcançar um desenvolvimento sustentável e de proteger o meio ambiente. Na estratégia para alcançar tal objetivo, foi dada especial relevância ao papel da informação geográfica, qualificada como crítica quanto à tomada de decisões a nível nacional, regional e global, implicando a necessidade de dispor permanentemente de informação atualizada, disponível instantaneamente e de forma ubíqua. Estes requisitos obrigaram ao desenvolvimento e implementação de IDEs, entendidas como sistemas (de informação geográfica) distribuídos em rede, nos quais intervêm produtores de dados, programadores de software, intermediários (que procedem à adaptação e integração das soluções e componentes existentes de modo a criar um sistema adaptado aos utilizadores menos experientes) e utilizadores. A nível europeu, a Comissão Europeia criou a Diretiva 2007/2/CE, de 14 de Março de 2007, conhecida como Diretiva INSPIRE, publicada no Diário Oficial da União Europeia em 25 de Abril de Esta Diretiva tem por objetivo, entre outros, fixar normas gerais com vista ao estabelecimento de uma IDE na Comunidade Europeia, baseada nas IDEs dos seus estados membros. A nível nacional, o IGP constitui-se como o Ponto de Contacto Nacional, responsável por, entre outros, proceder à transposição da Diretiva para a legislação nacional (http://snig.igeo.pt/inspire). Esta transposição, publicada no Decreto-Lei nº 180/2009 de 7 de Agosto, revê o Sistema Nacional de informação geográfica e fixa normas gerais para a constituição de infra-estruturas de informação geográfica em Portugal. A sua implementação, faseada, prevê-se que esteja concluída em Outubro de 2020 (http://snig.igeo.pt/inspire/calendario.asp). Até que tal possa ser concretizado, a necessidade de informação que ajude na gestão e apoie à decisão é uma realidade também na área do ordenamento e gestão florestal. Referindo-se por norma a áreas bastante extensas, onde se desenvolvem múltiplas atividades e processos, a perceção espacial e o acesso rápido à informação pode muitas vezes fazer a diferença. A importância da floresta e da sua gestão é reconhecida pelo Estado e sociedade em geral através de um conjunto de legislação e de instrumentos de planeamento e ordenamento que estipulam, regulam e 1

25 condicionam a sua atividade de forma espacial, tendo em vista a preservação e sustentabilidade dos recursos. No nosso País são diversas as Entidades e Organismos estatais que regulam espacialmente as atividades no território, muitas delas produtoras de informação espacial. Esta informação encontra-se normalmente dispersa por cada entidade, não adotando qualquer IDE, e muitas das vezes em formatos que não permitem o seu relacionamento. A juntar a esta informação temos ainda um conjunto vasto de informação produzida no decorrer da gestão, nomeadamente no cumprimento dos Planos de Gestão Florestal de cada propriedade, cuja utilidade e valor se baseia na atualidade da informação que os constitui. Pelas razões apresentadas torna-se imperativo criar uma plataforma de cariz florestal, comum e disponível aos diversos intervenientes, capaz de ir ao encontro da dinâmica que ocorre neste tipo de ecossistemas, permitindo reunir informação e disponibilizá-la de forma rápida e simples, utilizando as vantagens da perceção mental e visual dos processos. 1.2 OBJETIVOS Este trabalho tem como principal objetivo implementar uma plataforma WebSIG dedicada a disponibilizar um conjunto de informação de apoio à gestão florestal. O sistema a implementar deverá constituir-se como uma solução de baixo custo, pelo que o recurso a software Open Source será fundamental. Ao mesmo tempo pretende-se perceber se, ao nível dos SIG e WebSIG, o software Open Source atualmente existente possui a maturidade e ferramentas necessárias para permitir a implementação por pessoas com pouca experiência em programação sem comprometer a qualidade do serviço prestado. 1.3 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO Esta dissertação encontra-se dividida em seis grandes capítulos: Capítulo 1. Apresentação, enquadramento do tema da dissertação, definição dos objetivos e sua estrutura; Capítulo 2. Abordagem da importância da disponibilização e do acesso à informação por parte dos cidadãos e da forma como o desenvolvimento das novas tecnologias de informação e comunicação se têm constituído também 2

26 como veículo privilegiado para a difusão de informação geográfica. Neste contexto, fala-se ainda do interesse do conceito de visualização na perceção de fenómenos geográficos e do surgimento dos SIG como ferramenta tecnológica capaz de ir ao encontro dessa necessidade. Capítulo 3. Breve descrição do funcionamento da internet e realce da sua importância como meio de difusão de informação geográfica. Apresenta-se o conceito de SIG Distribuído e de WebSIG, sua arquitetura e funcionamento. São ainda enumeradas algumas soluções Open Source e comerciais atualmente existentes ao nível dos SIG e WebSIG, abordadas algumas vantagens e desvantagens e feita uma referência ao Open Geospatial Consortium e à relevância do trabalho desenvolvido no sentido de facilitar e promover a distribuição de informação geográfica. Capítulo 4. Dá-se a conhecer o projeto SIAGF, o seu enquadramento, bem como os objetivos tidos em conta durante o seu desenvolvimento. É descrita a arquitetura do sistema e projetada a interface gráfica fazendo-se uma breve abordagem às tecnologias envolvidas na sua implementação e à escolha da informação a disponibilizar. Capítulo 5. Apresenta-se o resultado do desenvolvimento da aplicação SIAGF, descreve-se com algum pormenor a sua interface gráfica e faz-se uma abordagem à forma de funcionamento da aplicação e de algumas das suas principais potencialidades. Capítulo 6. Descreve-se os resultados obtidos, são expostas as principais conclusões e são abertas novas perspetivas para dar continuidade à investigação do tema. 3

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28 2 A SOCIEDADE DA INFORMAÇÃO E DO CONHECIMENTO E A INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA 2.1 OBJETIVOS DO CAPÍTULO Este capitulo aborda a importância da disponibilização e do acesso à informação por parte dos cidadãos, e a forma como o desenvolvimento das novas tecnologias de informação e comunicação se têm constituído também como veiculo privilegiado para a difusão de informação geográfica. Neste contexto, fala-se ainda do interesse do conceito de visualização na perceção de fenómenos geográficos e do surgimento dos SIG como ferramenta tecnológica capaz de ir ao encontro dessa necessidade. 2.2 SOCIEDADE DA INFORMAÇÃO Atualmente, em plena globalização, uma sociedade moderna e desenvolvida caracteriza-se pela sua capacidade de integrar e dinamizar circuitos de informação (JULIÃO, 1999). A sociedade da informação é um conceito que procura caracterizar um modo de desenvolvimento social e económico em que a aquisição, armazenamento, processamento, valorização, transmissão, distribuição e disseminação de informação, conducente à criação de conhecimento e à satisfação das necessidades dos cidadãos e das empresas, desempenham um papel central na atividade económica, na criação de riqueza, na definição da qualidade de vida dos cidadãos e das suas práticas culturais (MSI, 1997). A sua importância está bem patente na Resolução do Conselho de Ministros nº 16/96, de 21 de Março, onde é reconhecido que "a modernização empresarial para a competição e a cooperação internacionais, a reforma da Administração, a formação das pessoas para o trabalho, o consumo, a saúde, a cultura, o ambiente, a cidadania ou o lazer, dependem hoje, e crescentemente, da qualidade das redes informativas disponíveis e da capacidade de uso efetivo da informação pelos cidadãos e pelas organizações". Trata-se portanto de um conceito utilizado para descrever uma sociedade que faz o melhor uso possível das TIC e que considera a informação como elemento central de toda a atividade humana (CASTELLS, 2004). 5

29 Logo que se propagaram, as novas tecnologias de informação despoletaram um sem número de aplicações e usos que, por sua vez, produziram mais inovação tecnológica (CASTELLS, 2000). Nas últimas décadas conheceram grandes avanços, com o aparecimento de novos programas, aumento da capacidade de processamento dos computadores, desenvolvimento de comunicações por satélite, democratização da microinformática e das tecnologias multimédia e, sobretudo, pela generalização de redes mundiais de comunicação (TENEDÓRIO et al., 2003). As TIC fazem já parte do nosso quotidiano e estão cada vez mais a alterar a forma como se comunica, trabalha e usa o espaço e o tempo (FERREIRA, 2002). Oferecem instrumentos úteis para comunicações pessoais e de trabalho, para o processamento de textos e de informação sistematizada, acesso a bases de dados e à informação distribuída nas redes eletrónicas digitais, para além de se encontrarem integradas em numerosos equipamentos do dia-a-dia, em casa, no escritório, na fábrica, nos transportes, na educação e na saúde (MSI, 1997). COELHO (2000) considera que as oportunidades criadas pela espiral de inovação permitem o desenvolvimento de novas empresas, com capacidade criativa, adaptadas aos novos modelos organizacionais da sociedade, oferecendo emprego mais qualificado e sustentável no longo prazo. A indústria existente, apoiada por esse movimento de inovação, ambiciona níveis mais elevados de competitividade, modernizando-se e obtendo ganhos de produtividade que a adequem ao novo contexto internacional. Também o Estado estará mais aberto e transparente aos cidadãos e às empresas, com novas formas tecnológicas, que permitam o acesso eletrónico a informação de âmbito público, reduzindo a distância entre a administração pública e aqueles que requerem os seus serviços. O final do século XX foi igualmente marcado pela emergência de uma nova forma de conectividade a nível global. Esta conectividade total, designada no nosso dia-a-dia pelo termo internet, é consolidada pela convergência de tecnologias informáticas e de comunicação com a procura de novas fontes de vantagem competitiva nos processos de negócio, de maior qualidade nos serviços e eficácia nas organizações. Este progresso tecnológico veio permitir armazenar, processar, apresentar e comunicar informação em qualquer dos seus formatos oral, escrita ou visual sem limitações de tempo e distância (FURTADO, 2006). SHAPIRO e VARIAN (1999) referem que o valor da internet reside na sua capacidade de fornecer acesso imediato à informação e a sua importância ultrapassa em muito as fronteiras da cultura e da sociedade. O seu papel como plataforma de criação e distribuição de conteúdos, perfeitamente enraizado no nosso quotidiano, tornou-se num bem de primeira 6

30 necessidade, essencial ao pleno desenvolvimento socioeconómico e à educação da sociedade atual (CASTELLS, 2004). A importância da informação é hoje universalmente aceite no seio das mais variadas organizações, permitindo a manutenção da visão global dos dados e levando a dar cumprimento à missão que justifica a sua existência. É por isso considerada como um dos recursos cuja gestão e aproveitamento mais influência o sucesso das mesmas (AFONSO, 2008). O destino de uma empresa, organização ou Estado, embebido neste tipo de sociedade pode ser profundamente afetado por decisões tecnológicas. Em tempos de competição tão elevada onde o ritmo das sociedade é bastante acelerado, as decisões necessitam de ser igualmente agilizadas (GRAEML, 1998). A evolução da sociedade moderna mede-se, entre outros parâmetros, pela capacidade e possibilidade de acesso dos cidadãos à informação, pelo que a sua utilidade e valor pode estar comprometida pela não distribuição ou pelo não acesso à mesma. Da mesma forma, o seu valor é determinado pelas ações e decisões do utilizador, não sendo por si só uma característica dos dados (FURTADO, 2006). Segundo GOUVEIA (2004) o desenvolvimento tecnológico e as novas tecnologias não transformam a sociedade por si só, mas são utilizadas pelas pessoas nos seus contextos sociais, económicos e políticos, criando uma nova comunidade local e global: a Sociedade da Informação e do Conhecimento. 2.3 INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA A sociedade da informação difere da sociedade tradicional em inúmeros aspetos. É no entanto na sua organização geográfica que se podem encontrar maiores dissemelhanças que, embora inquestionáveis, são difíceis de quantificar (FERREIRA, 2005). A expressão "dados espaciais" ou "informação geográfica" refere-se a qualquer tipo de dados/atributos que descrevam fenómenos aos quais esteja associada alguma dimensão espacial através da sua localização efetiva sob a superfície terrestre (FARIA, 2006). A expressão denota dados que descrevem factos, objetos e fenómenos associados à sua localização sobre a superfície terrestre, num certo instante ou período de tempo (CÂMARA et al., 1996). O conceito de informação geográfica, entendido num sentido mais lato, engloba não só informação cartográfica mas todo o tipo de informação de índole 7

31 quantitativa e/ou qualitativa suscetível de ser georreferenciada (JULIÃO, 1999), isto é, informação que pode ser relacionada com localizações especificas e passível de análise espacial (MACHADO, 1993). De acordo com SHIREY (2001) esta é normalmente descrita através de três componentes de informação: Espaço - componente que descreve o espaço ocupado pelos fenómenos representados, normalmente referenciados a um sistema de coordenadas. Estes fenómenos são classificados num dos três tipos de elementos básicos: ponto, linha e polígono; Atributos - os objetos espaciais possuem um conjunto de propriedades associadas que indicam a sua natureza; Metadados - descrevem a componente espacial e não espacial, permitindo assegurar uma correta utilização da informação geográfica. Em verdade quase todas as organizações lidam, sob as mais diversas formas, com informação relacionada com uma posição na superfície da Terra, e por isso a ciência da informação geográfica é cada vez mais comum a quase todos os sectores de atividade, utilizada para os mais diversos fins e domínios de aplicação, em áreas tão distintas como as geociências, economia e gestão, sociologia e saúde, engenharias e criminologia, entre muitas outras (GIOVANNI e VÂNIA, 2010). CURRY e EAGLES (1999), consideram que o crescimento explosivo das ciências de informação geográfica e tecnologias de informação estão a ajudar a rescrever a forma como os objetos se configuram no espaço, uma vez que tecnologias como o telefone ou a internet permitiram quebrar a barreira colocada pela separação geográfica. De facto, a era digital em que nos encontramos envolve novos paradigmas, move-se em bits em vez de átomos (FERREIRA, 2005). A informação que flui nas redes tanto pode transportar texto, como vozes, imagens ou dados, ou até mesmo a nossa posição exata no globo terrestre (FERREIRA, 2005). Por isso, as novas tecnologias de informação influenciam também fortemente a ciência geográfica. A internet é, sem dúvida, reconhecida como meio privilegiado de distribuição de informação geográfica. O seu desenvolvimento veio trazer novas possibilidades de acesso à informação, complementadas pela disponibilização de um conjunto de ferramentas que facilitam a qualquer cidadão o seu acesso. JULIÃO (1999) realça a importância de proporcionar e dotar o cidadão de um conjunto de conhecimentos geográficos, não só em termos de utilização de tecnologia apropriada, mas também de 8

32 raciocínio espacial e da importância do relacionamento espacial entre os diferentes tipos de objetos, entidades e indivíduos, formando aquilo que designa de Geocidadão (Figura 1). Figura 1 - Informação geográfica e sociedade da informação (Adaptado de JULIÃO, 1999). O mesmo autor considera ainda que a sociedade de informação é, na realidade, uma sociedade de informação geográfica ou georreferenciável. A utilização e distribuição deve por isso fazer-se de forma equilibrada, de modo a permitir a todos os indivíduos a participação numa sociedade igualitária, onde os fluxos do saber se possam sobrepor aos fluxos dos interesses (FERREIRA, 2005). Na sociedade moderna, a evolução demasiado rápida a que estão sujeitos determinados conceitos e/ou atributos (como a escala, a distância, a paisagem e os recursos), leva a dificuldades na perceção evolutiva de certos fenómenos espaciais que se materializam sobre o território (FERREIRA, 2005). A necessidade de que essa perceção geográfica se efetive faz com que haja uma procura constante de mais e melhores técnicas que permitam a recolha, análise e processamento de dados espaciais, bem como de meios facilitadores para a comunicação e interpretação do conhecimento geográfico (CURRY e EAGLES, 1999). 2.4 COMUNICAÇÃO E VISUALIZAÇÃO EM CARTOGRAFIA MACEACHREN e TAYLOR (1994) refere a cartografia como sendo a disciplina que trata da organização, apresentação, comunicação e utilização de informação geográfica, desde a criação de mapas e produtos relacionados até ao seu uso final. A cartografia trata portanto de expressar graficamente, por mapas, o nosso conhecimento da superfície terrestre e dos seus vários aspetos (FERREIRA, 2005). 9

33 Um mapa é uma das principais formas de representação do espaço geográfico real, de uma forma abstrata, que nos ajuda a compreender o ambiente que nos rodeia e que envolve transformações de vários tipos (projeção, escala) de uma ou mais características do próprio espaço (PETERSON, 1995). Nas últimas décadas a importância dos mapas como forma de comunicação de informação espacial tem sido incrementada pelo seu uso nas organizações e na sociedade em geral, bem como pelos avanços tecnológicos verificados. Inicialmente a informação geográfica era representada sob a forma de mapas na sua forma física, nomeadamente em formato papel. A informação era representada sob a forma de pontos, linhas e áreas, representadas sobre um suporte opaco ou transparente, utilizando uma codificação formada por símbolos, texturas e cores explicados numa legenda ou texto adjunto (Figura 2) (BURROUGH e MCDONNELL, 1998). Figura 2 - Exemplar de um dos mais antigos mapas de Portugal (1630) (IGP, 2011). CARTWRIGHT et al. (1999) refere que este tipo de formato representa a realidade dinâmica e complexa, de forma estática e simplificada, e como tal as representações mentais daí retiradas podem limitar as interações do utilizador com a realidade. A introdução dos computadores, nos anos 60 do século XX, e o desenvolvimento tecnológico verificado nas últimas décadas, deram inicio a uma nova era também na cartografia. Com o aparecimento dos primeiros sistemas CAD surgiu a cartografia digital e os mapas em papel foram substituídos por mapas em formato digital (CNIG, 1994). Este formato de cartografia revolucionou a forma de conceção, 10

34 estruturação, armazenamento, manipulação, análise e publicação dos mapas (FURTADO, 2006). Para além da sua função tradicional de representação e comunicação de informação espacial, os produtos derivados da cartografia digital assumiram uma nova dimensão com a possibilidade de análise e exploração dessa mesma informação (VISVALINGAM, 1994). O CNIG refere que a cartografia digital introduziu alterações significativas ao nível dos produtos cartográficos, apresentando vantagens e potencialidades em relação à cartografia analógica tradicional (CNIG, 1994), nomeadamente: Possibilitar o manuseamento da informação contida num mapa, permitindo a atualização e representação de elementos gráficos com maior rapidez; Facilitar a reprodução de cartas atualizadas, a diferentes escalas ou projeções, reduzindo os preços de produção desses produtos; Manter a qualidade da informação uma vez que os documentos em formato digital não se deterioram com o tempo e o uso; Possibilitar a navegação ao longo de uma parcela de terreno sem ser interrompido pela fronteira artificial que constitui o limite de uma folha de papel, introduzindo a noção de continuidade dos elementos geográficos; Possibilitar a realização de ampliações e reduções, o que facilita o trabalho sobre a informação em formato digital; Alterar a simbologia (cor, espessura, tipo de traço, entre outras características) das entidades gráficas, permitindo desta forma ensaiar novas representações simbólicas de grande importância na Cartografia; A estruturação da informação por camadas (layers) permite, por exemplo, trabalhar com menos informação simultaneamente. O avanço tecnológico aliado à cartografia digital fizeram com que os novos mapas pudessem conter quantidades enormes de informação que pode ser filtrada e adequada visualmente às necessidades do utilizador consoante o objetivo da análise. A possibilidade de selecionar e visualizar as entidades de um mapa, de as poder visualizar a diferentes escalas ou com diferente simbologia, constitui um passo em 11

35 frente perante aquilo que se designa por mapa interativo (Figura 3) (PETERSON, 1995). Figura 3 - Visualização e apresentação de informação geográfica. Independentemente do formato da informação cartográfica, a questão chave que está no centro da constante evolução das últimas décadas tem que ver com o conceito de visualização (ICA, 2011). O poder das imagens enquanto forma de comunicação é sobejamente conhecido, dado que o cérebro humano está vocacionado para processar e responder a estímulos. PETERSON (1994) considera que esta capacidade especial deve ser o caminho a explorar também na análise e interpretação de informação geográfica. A conjugação de diferentes técnicas e o desenvolvimento tecnológico permitem-nos hoje aproveitar e desenvolver este conceito, interligando princípios tradicionalmente separados (FURTADO, 2006). 2.5 SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA O paradigma da sociedade da informação, pautado pelo fluxo de informação que conduz ao conhecimento e pelo desenvolvimento dos sistemas de informação nas organizações, é transversal à sociedade, pelo que também no domínio da geografia e da informação geográfica se abriram novas perspetivas (AFONSO, 2008). O rápido crescimento e desenvolvimento socioeconómico revelaram uma expansão das atividades humanas pelos territórios e um consequente aumento da necessidade de recursos como a terra, ar, água e matérias-primas. Ao mesmo tempo as sociedades humanas tornaram-se mais organizadas, não apenas para assegurar a existência de recursos suficientes, mas para garantir o conjunto de atividades 12

36 complexas que acompanham os padrões atuais de desenvolvimento social e económico. Toda esta dinâmica requer uma compreensão dos padrões espaciais e temporais dos recursos, mas também a perceção dos processos espaciais e temporais que regem a sua disponibilidade (BURROUGH e MCDONNELL, 1998). Para além disso, havia também a necessidade de ferramentas de apoio que ajudassem a resolver o problema do armazenamento e gestão do elevado volume de informação e que permitissem análises de informação diversa, e complexa, com vista ao desenvolvimento equilibrado da evolução humana e da sua interação com o espaço que o rodeia (ALMEIDA, 2007). Os SIG surgem assim naturalmente como evolução tecnológica capaz de ir ao encontro dessa mesma necessidade. O termo é aplicado para designar um conjunto de tecnologias que realizam o tratamento computacional de dados georreferenciados e que oferecem ao administrador (urbanista, gestor, engenheiro) a possibilidade de ter ao seu alcance toda a informação disponível sobre um determinado assunto, inter-relacionando-a com base no que lhes é fundamentalmente comum, a sua localização geográfica (FRANÇA, 2004; LLOPIS, 2005; SKRDLA, 2005) Os SIG integram operações correntes de gestão de base de dados, como organização, armazenamento, manipulação, pesquisa de informação e análise estatística, com os benefícios de visualização e de análises geográficas únicas proporcionadas pela utilização de mapas (ARANHA, 2006). Estas capacidades distinguem os SIG de outros sistemas de informação e fazem deles uma ferramenta valiosa e insubstituível para explicar eventos, prever resultados e planear estratégias, permitindo aumentar prodigiosamente as capacidades humanas para conhecer a complexidade do mundo real (MACHADO, 1993). LLOPIS (2005) refere que a base do seu funcionamento consiste em manipular planos de informação que representam um determinado elemento do mundo real sobre uma base comum (Figura 4). Figura 4 - Planos de informação manipulados por um SIG (LLOPIS, 2005). 13

37 Estes planos de informação podem ser de diferentes fontes e formatos e, uma vez inseridos e integrados na base, podem ser combinados de diversas maneiras, através de algoritmos de manipulação e análise ou simplesmente permanecerem disponíveis para consulta, visualização e impressão (SANTIAGO et al., 2002). Da mesma forma que sucede para a definição de SIG a descrição dos seus componentes não é consensual. Em termos genéricos pode considerar-se que os componentes de um SIG se relacionam com operações como: entrada de dados; armazenamento de dados; manipulação e análise de dados e saída de dados (VIANA, 2005). De acordo com LLOPIS (2005) é composto por um conjunto de elementos distintos, como mostra a Figura 5. Software: Inclui quer os programas de SIG quer programas informáticos de bases de dados, estatísticos, de processamento de imagens ou qualquer outro software. Hardware: As possibilidades do equipamento informático afectam a capacidade de armazenamento, a velocidade de processamento, facilidade de uso e tipo de saída disponível. Utilizadores: É o componente mais importante de um SIG Este deve desenvolver os procedimentos e definir as tarefas do SIG. Dados: A disponibilidade e precisão dos dados pode afectar os resultados de qualquer análise. Procedimentos: A análise requer métodos bem definidos e consistentes para produzir resultados correctos e reproduzíveis. Figura 5 - Componentes de um SIG (adaptado de LLOPIS, 2005). As fontes de informação de um SIG são bastante diversificadas, dependentes da área de trabalho que se está a desenvolver e para a qual foi planeado e implementado o sistema. CORDEIRO (2010) dá alguns exemplos: Cartografia de base e temática, nomeadamente topográfica, litológica, geológica, florestal e hidrográfica, entre outras; Dados estatísticos relativos à demografia, habitação, educação, saúde e emprego, entre outros; 14

38 Características dos dados ou dos elementos representados, fotografias ou documentos; Redes de equipamentos sociais, tais como escolas, hospitais e centros de saúde; Redes de infraestruturas, de transporte, distribuição de água, energia, saneamento, entre outras; Imagens via satélite, fotografia aérea ou ortofotos; Património histórico e planos de ordenamento, entre outros. Apesar das diferentes fontes, os dados são normalmente divididos em dois tipos de formato: analógico (e.g. informação alfanumérica, dados de trabalho de campo, cartografia em papel, fotografia aérea em papel, entre outros) ou digital (e.g. imagens de satélite, dados de recetor GNSS e dados de CAD, entre outros). Uma vez que os SIG manipulam unicamente informação em formato digital, a existência de fontes de informação em diferentes formatos faz com que a sua integração numa base comum seja quase sempre uma tarefa morosa, especialmente quando se encontra em formatos pouco compatíveis com o sistema e requerem frequentemente a sua digitalização manual (CORDEIRO, 2010). Os programas CAD podem ser considerados a base gráfica de todos os SIG no sentido em que permitem fazer a representação gráfica de inúmeras fontes de informação (ARANHA, 2006). Contudo, é importante lembrar que existe uma grande diferença entre um CAD e um SIG que tem que ver com a necessidade de, no caso do SIG, existir em paralelo, senão em primeiro lugar, uma base de dados com códigos e elementos descritivos dos objetos desenhados (MONTGOMERY e SCHUCH, 1993). Quando um utilizador de SIG cria um mapa, independentemente da natureza do tema, cria uma base de dados espacial com componentes geográfica e alfanumérica. A primeira contém, entre outras, as posições, limites e relações topológicas das diferentes categorias, enquanto a segunda contém aspetos relativos à descrição qualitativa e/ou quantitativa inerente a cada categoria. No que respeita à informação gráfica de um SIG esta pode ser representada segundo dois modelos de dados genéricos: vetorial e raster (ou matricial). No modelo de dados vetorial o espaço é ocupado por uma série de entidades representadas por pontos, linhas e polígonos, descritas pelas suas 15

39 propriedades e cartografadas segundo um sistema de coordenadas geométricas X,Y ou X,Y,Z no caso de se tratar de dados tridimensionais (MATOS, 2001). Uma linha é constituída por segmentos de reta correspondentes a um conjunto de pontos ordenados e interligados entre si. Um polígono também é definido por uma lista de pontos ordenados onde o primeiro coincide com o último, delimitando o espaço que encerra no seu interior (MOURA, 2005). Num modelo vetorial os objetos são estáticos e têm fronteiras bem definidas, mas por vezes também é possível a utilização de objetos compostos e a associação de tipologia (GIOVANNI e VÂNIA, 2010). Este tipo de modelo esteve originalmente associado a informação proveniente de CAD ou a processos de digitalização manual ou semi-automática e tem por norma associada uma base de dados com informação alfanumérica que descreve os seus atributos (LOURENÇO, 2010). O modelo vetorial é mais indicado para representação de entidades com distribuição espacial exata (e. g. localização de pontos de captação de água, estradas ou uso do solo) (BURROUGH e MCDONNELL, 1998). Tem uma estrutura de dados compacta e a topologia pode ser descrita de forma explícita, o que o torna particularmente aconselhável, por exemplo, em análise de redes de tráfico ou geométricas (STATEMASTER, 2007). Num modelo de dados matricial, ou raster, o espaço é composto por uma matriz de células regulares (pixels), cuja posição é identificável pelos índices de linha e coluna da matriz, em conjunto com a coordenada da primeira célula e com a dimensão da mesma (MATOS, 2001). A cada célula está associado um único valor, que pode ser discreto, como a utilização do terreno, contínuo, como a temperatura, ou um valor nulo, se não existir informação (SMITH et al., 2007). A dimensão da matriz, ou seja, o número de colunas e de linhas, é determinada pela resolução da imagem, i.e., depende da área real representada por cada célula da matriz (MOURA, 2005). Os sistemas raster são o resultado do desenvolvimento tecnológico das ultimas décadas e surgem como um prolongamento da aquisição de informação através de imagem: fotografia aérea, de satélite, ou qualquer informação digitalizada ou rasterizada (CORDEIRO, 2010; GIOVANNI e VÂNIA, 2010). 16

40 Figura 6 - Modelos de dados vetorial e raster (GIOVANNI e VÂNIA, 2010). No modelo raster a informação pode ser armazenada em vários formatos, desde uma estrutura base, como por exemplo o formato TIF, ao formato JPEG, ou até um BLOB armazenado diretamente numa base de dados relacional. O armazenamento em bases de dados, quando corretamente indexado, permite um acesso rápido à informação, mas exige um espaço considerável de armazenamento (STATEMASTER, 2007). O modelo raster é indicado para representação de grandezas com variação espacial continua (e.g. pressão atmosférica ou temperatura) (BURROUGH e MCDONNELL, 1998). Tem uma estrutura de dados simples e permite a incorporação imediata de dados de sensores remotos, para além de suportar funções de análise espacial com recurso a algoritmos muito simples do ponto de vista conceptual (MATOS, 2001). Outro aspeto importante num SIG tem que ver com a relação espacial entre elementos de um mapa. Estas relações constituem o que se designa de topologia. Esta não é mais que um procedimento matemático para definir explicitamente relações espaciais (BURROUGH e MCDONNELL, 1998). Os SIG armazenam relações topológicas de modo que a maior quantidade de dados seja processada rapidamente. Quando existem relações topológicas a capacidade de análise, modelagem de fluxos em redes e sobreposição de aspetos geográficos, é aumentada (IPEF, 1993) Projeções e Sistemas de Referenciação Espacial As entidades representadas numa aplicação SIG são referenciadas relativamente à sua posição no mundo real. Na superfície esférica da Terra essas posições são geralmente medidas em termos de coordenadas geográficas (latitude e 17

41 longitude). Porém, numa aplicação SIG, são mais frequentemente referidas num sistema de coordenadas plano e bidimensional, que descreve a distância a partir da origem (0,0) ao longo de dois eixos: abcissas (X) e ordenadas (Y), que representam respetivamente o eixo Oeste/Este e Sul/Norte (CÂMARA et al., 1996; GIOVANNI e VÂNIA, 2010). Pelo facto de a Terra possuir uma forma irregular, são adotados diversos modelos para a sua representação. O geóide é uma superfície equipotencial, aproximadamente correspondente ao nível médio das águas do mar (cota nula), utilizado como referência para a altimetria (GONÇALVES e MADEIRA, 2008). Como a superfície do geóide é difícil de representar matematicamente ao invés do geóide geralmente adotam-se elipsóides como superfícies de referência, fixando um sistema de coordenadas para cada uma destas superfícies (geóide e elipsóide). Para adotar um determinado elipsóide como superfície de referência (referencial geodésico) é então necessário conhecer a sua posição relativamente a um sistema físico constituído pelo centro de massa da Terra, pela posição média do seu eixo de rotação e por um conjunto de pontos sobre o geóide. Ao conjunto de parâmetros que caracteriza o próprio elipsóide e o seu posicionamento relativamente à Terra, chamase datum (GIOVANNI e VÂNIA, 2010). Para representar a superfície terrestre é necessária, como vimos, uma transformação de uma superfície curva (geralmente de um elipsoide) para uma plana, o que requer transformações matemáticas denominadas projeções. Naturalmente estas transformações introduzem erros e distorções das formas, áreas, distâncias e direções. Existem, por isso, muitos tipos de projeções cartográficas que se distinguem pela sua melhor ou pior adaptação para representar determinada porção da superfície terrestre, preservando tanto quanto possível as propriedades passíveis de distorção, minimizando por vezes a distorção de uma propriedade em detrimento de outra (GONÇALVES e MADEIRA, 2008). Em Portugal foram utilizadas várias projeções cartográficas, sendo as mais frequentes a projeção de Bonne, que mantém a proporção entre as áreas (projeção equivalente; GASPAR, 2005) e a projeção de Gauss-Kruger (que conserva os ângulos e as formas elementares, deformando as áreas) associadas, respetivamente, aos elipsoides de Bessel e de Hayford, este último também designado elipsoide internacional por ter sido adotado internacionalmente em 1924 (MATOS, 2001). Designa-se por sistema cartográfico o conjunto de um sistema geodésico de referência e uma projeção cartográfica. Alguns dos mais usuais em Portugal continental são os sistemas Bessel-Bonne datum Lisboa (BBLx), também designado 18

42 de forma simples por Sistema Bessel-Bonne (Figura 7a), Hayford-Gauss do datum de Lisboa (HGLx), também designado Hayford-Gauss Antigo (HGA) (CASACA et al., 2000) (Figura 7b), Hayford-Gauss do datum 73 (HG73) ou Hayford-Gauss Moderno (Figura 7c) e um outro, derivado do segundo, utilizado na cartografia militar, designado Hayford-Gauss Militar (HGM) (Figura 7d), obtido por translação da origem das coordenadas cartográficas de modo a tornar positivas as coordenadas militares no território do continente (MATOS, 2001). Figura 7 - Representação esquemática dos sistemas cartográficos mais usuais em Portugal continental (OA: Observatório Astronómico da Academia de Ciências de Lisboa; PC: ponto central; O: origem das coordenadas cartográficas) (MATOS, 2001). Atualmente, para Portugal, e no sentido de ligar convenientemente a rede geodésica portuguesa à rede geodésica europeia, foi adotado o sistema European Terrestrial Reference System 1989 (ETRS89-PT/TM06), que vem substituir todos os sistemas anteriormente usados e considerados agora como obsoletos (IGEO, 2011). Este novo sistema utiliza uma projeção transversa de Mercator e tem como elipsóide de referência o GRS80. 19

43 Convém nesta matéria fazer ainda referência ao catálogo de sistemas de referência espacial EPSG, organismo de referência que mantém e publica o conjunto de dados e parâmetros que permitem identificar e caracterizar a maioria dos diferentes sistemas de referenciação espacial existentes (SRID). Estes sistemas são por norma identificados através de códigos (código EPSG) que se encontram disponíveis através do endereço A facilidade de acesso a este repositório de sistemas fez com que a maioria do software SIG, nomeadamente os sistemas Open Source, tenha adotado a nomenclatura do código EPSG para identificar o sistema de referenciação espacial da informação geográfica que manipulam. 20

44 3 DISTRIBUIÇÃO DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA NA WEB 3.1 OBJETIVOS DO CAPITULO Neste capitulo é feita uma breve descrição do funcionamento da internet e realçada a sua importância como meio de difusão de informação geográfica. Apresenta-se o conceito de SIG Distribuído e de WebSIG, sua arquitetura e funcionamento. São ainda enumeradas algumas soluções Open Source e comerciais atualmente existentes ao nível dos SIG e WebSIG, abordadas algumas vantagens e desvantagens e feita uma referência à importância do Open Geospatial Consortium e à relevância do trabalho desenvolvido no sentido de facilitar e promover a distribuição de informação geográfica. 3.2 A INTERNET A internet pode ser definida de forma simples como sendo a maior rede de trabalho existente no mundo, que conecta computadores descentralizados fisicamente. Alguns destes computadores são clients, muitas vezes designados por workstations, e outros são servidores, também designados file servers. Os primeiros dizem respeito aos computadores na rede que solicitam serviços e os segundos recebem os pedidos, fazem o processamento e reencaminham a resposta de volta ao client. É no entanto possível, em muitos locais de trabalho, encontrar redes mais simples e pequenas constituídas por grupos de computadores relativamente próximos e ligados entre si, através de hardware especifico ou cabos, criando um tipo de rede normalmente designada de Local Area Networks (LAN). No caso de a rede se estender por grandes distâncias, ligando áreas geográficas separadas, é possível a existência de diversas redes locais, ligadas entre si através de um sistema de comunicação que pode passar pela banda larga (ADSL), conexões de banda mais rápida ou mesmo fibra ótica. A este grupo completo de redes locais interconectadas entre si dá-se também o nome de Wide Area Network (WAN) (Figura 8). 21

45 Figura 8 - Esquema representativo de redes LAN e WAN (WIKI, 2012). Como rede de trabalho massiva, a internet torna possível a ligação de todos os computadores existentes independentemente da sua localização. GIOVANNI e VÂNIA (2010) fazem uma analogia entre a internet e uma rede rodoviária: "existem estradas principais, que servem para ligar pontos estratégicos, a partir das quais existem estradas/ligações secundárias que ligam a localizações mais pequenas, e por aí adiante, até chegar a praticamente todo o lado". A comunicação entre computadores é feita através de uma linguagem específica que permite identificar cada computador ligado à rede e que garante que a informação enviada chega ao computador pretendido. Esta linguagem de comunicação, vulgarmente designada IP, engloba igualmente um sistema de regras que regem o comportamento da internet em determinadas situações (TCP - Transmission Control Protocol), garantindo que não existam falhas de comunicação ou mal entendidos na comunicação entre computadores. Uma vez ligada à internet, cada máquina (computador ou servidor - host) é identificada por um endereço IP único. Este endereço é atualmente composto por quatro conjuntos de números (por exemplo: ). Alguns servidores possuem um endereço IP fixo (ou estático), enquanto outros possuem endereços dinâmicos (atribuídos cada vez que é efetuada uma conexão). Independentemente da forma como os endereços IP são obtidos, não existem dois computadores com o mesmo número a funcionar ao mesmo tempo. O mais interessante da internet não é a própria internet, mas as aplicações que a acompanham. A aplicação mais popular é sem dúvida a WWW (World Wide Web), mas existem muitas outras, nomeadamente o correio eletrónico, ou (SMTP - Simple Mail Transfer Protocol), transferência de ficheiros (FTP - File Transfere Protocol) e canais de conversação (IRC - Internet Relay Chat) entre outras. 22

46 Todas elas têm em comum o facto de usarem o protocolo IP para comunicarem através da internet. Os endereços IP são a única forma de especificar/identificar uma máquina ligada à net, pelo que se quisermos comunicar com um servidor Web, por exemplo, precisamos especificar o seu endereço IP. Apesar disso, quando navegamos na internet, raramente especificamos o endereço IP. Ao invés indicamos um hostname do tipo O relacionamento dos hostnames aos endereços IP é feito através de um mecanismo denominado DNS, de forma que ao especificarmos um endereço de destino, o browser envia um pedido de resolução de endereço ao servidor DNS, para saber qual o endereço IP associado a essa máquina (host). O servidor DNS envia então o endereço IP associado, e o browser pode usá-lo para comunicar diretamente com esse host. Apesar de ser possível a ligação a um servidor através do seu endereço IP, a ligação via DNS tem como objetivo facilitar a memorização do endereço. A aplicação internet-based mais utilizada atualmente é, como já foi referido o WWW, e pode-se dizer que o recente aumento do interesse pela Internet é o resultado do crescente desenvolvimento dessa aplicação. O WWW é construído sobre um protocolo denominado HTTP, projetado para ser um protocolo pequeno e rápido, bem adaptado para sistemas de distribuição e informação multimédia e hypertext jumps entre sites. A Web consiste em páginas de informação em máquinas (hosts) que executam o servidor Web. Muitas vezes o host em si é referido como sendo o servidor Web, o que é tecnicamente incorreto. O servidor Web é um programa que serve páginas Web, mediante solicitação. Normalmente quando um utilizador, num endereço IP especifico, faz um determinado pedido de um ficheiro, o servidor Web tenta recuperar o ficheiro e enviá-lo para o utilizador. O ficheiro solicitado pode ser o código HTML (Hypertext Markup Language) de uma página Web, uma imagem GIF, um ficheiro Flash, um documento XML (Extensible Markup Language), ou outro. É o browser que determina o que deve ser solicitado, e não o servidor Web. O servidor simplesmente processa o pedido. É importante salientar que os servidores Web, normalmente, não se preocupam com o conteúdo desses ficheiros. O código HTML de uma página Web, por exemplo, é processado pelo browser e não pelo servidor Web. O servidor, por sua vez, devolve a página solicitada tal como ela se encontra, independentemente da página e 23

47 do que ela contém. Se existirem erros de sintaxe HTML no ficheiro, os erros serão devolvidos juntamente com o resto da página. Quando é solicitada uma página a um servidor Web através da internet, é estabelecida uma conexão IP entre o computador que faz o pedido e a máquina que está a executar o servidor. A página Web solicitada é enviada através dessa conexão, que é interrompida logo que a página é recebida. Se a página recebida contiver referências a informações adicionais que devam ser descarregadas (por exemplo: imagens GIF ou JPEG), cada uma delas será descarregada usando uma nova conexão. Por isso, para descarregar a totalidade de uma página Web com cinco fotos, são necessários pelo menos seis pedidos/acessos. Os servidores Web são, por norma, simples e tudo o que fazem é servir páginas. Não permitem interagir com uma base de dados, personalizar as páginas Web, processar os resultados enviados por um utilizador através de um formulário, ou qualquer outra tarefa. Para aumentar as capacidades do servidor Web e permitir a execução desse tipo de operações, são necessários servidores de aplicações Web (Web application servers), que são software que estende o servidor Web, permitindo-lhe executar tarefas que não poderia desempenhar por si só. Quando um servidor Web recebe uma solicitação de um browser, este analisa o pedido para determinar se se trata de uma simples página Web ou uma página que precisa de tratamento por um servidor de aplicações Web. Por outras palavras, os servidores de aplicações Web são pré-processadores de páginas. Processam a página solicitada antes de esta ser enviada de volta para o cliente (browser), e ao fazê-lo abrem a porta para que os programadores façam todo o tipo de operações no servidor, tais como realizar pesquisas, alterar as suas páginas on-the-fly com base na data, hora, primeira visita, e muitas outras opções. O armazenamento da informação na WWW é feita em páginas que podem conter texto, títulos, cabeçalhos, listas, menus, tabelas, formulários, imagens, scripts, folhas de estilo e multimédia. Estas páginas são construídas usando uma série de tecnologias que são processadas e exibidas pelos navegadores Web (browsers). Os Web browsers são programas "amigáveis" usados para aceder a sites e páginas Web e têm como tarefa processar as páginas Web recebidas e exibi-las ao utilizador, com tudo aquilo que elas contêm. As páginas Web são ficheiros de texto construídos usando linguagem HTML, que é implementada através de uma série de etiquetas (tags) normalmente fáceis de aprender. Os browsers usam essas etiquetas para processar e exibir as informações a 24

48 visualizar. As páginas da Web podem também conter hypertext jumps, que são links para outras páginas ou Web sites. Cada página na WWW tem um endereço, aquele que habitualmente digitamos no browser para instrui-lo a carregar uma página Web em particular. Estes endereços são chamados URL, e não são apenas utilizados para identificar páginas ou objetos da WWW. Por exemplo os ficheiros num servidor FTP também têm identificadores URL. Os URL da WWW consistem em seis partes, ou menos, conforme explicado na Figura 9. Figura 9 - Componentes de um URL. 3.3 OS SIG DISTRIBUÍDOS A crescente importância das novas tecnologias de informação e comunicação, nomeadamente a internet e em particular o seu serviço WWW veio permitir o acesso público e virtual às tecnologias e à informação, levando a que, quer o número de utilizadores, quer o número e variedade de produtores de informação, tenham tido um crescimento exponencial (GONG, 2000; PENG e TSOU, 2003; ALMEIDA, 2007). A par desta crescente evolução, também as ferramentas SIG se adaptaram e constituem-se atualmente como potenciais apoios na prestação de serviços dinâmicos e inovadores ao cidadão. O contexto de generalização do uso da internet, e o seu consequente desenvolvimento, fez com que os SIG deixassem de ser sistemas fechados e centralizados em aplicações desktop, assistindo-se agora ao desenvolvimento de um novo conceito, os SIG Distribuídos, que de acordo com PENG e TSOU (2003) estão comummente associados ao desenvolvimento dos SIG na internet mas incluem também os SIG em tecnologias móveis (Figura 10). 25

49 Figura 10 - Distribuição de informação geográfica via Web (Adaptado de DANGERMOND, 2008). Surgem assim novas ferramentas e funcionalidades orientadas para a distribuição de informação geográfica, nomeadamente através de tecnologia WWW, independentemente do seu formato, como mapas, imagens, bases de dados, operações de análise e relatórios, entre outros (GONG, 2000; MATHIYALAGAN et al., 2005). Também os componentes do SIG são agora descentralizados e distribuídos por vários computadores numa LAN ou na internet (CONDEÇA, 2009). BARRIGUINHA (2008) refere que os SIGD são a junção de duas poderosas tecnologias: os SIG, analisando e integrando, e a internet, fornecendo conectividade a um nível global. Segundo PLEWE (1997) ou LONGLEY et al. (2005) os SIGD permitem a distribuição de informação geográfica para uma vasta audiência, familiarizada ou não com a tecnologia SIG, mantendo e permitindo, na sua forma mais evoluída, funcionalidades similares às existentes num ambiente SIG centralizado. Para o efeito bastará possuírem um computador com ligação à internet criando-se a possibilidade de acesso a aplicações e funcionalidades SIG, através de browsers, sem necessidade de aplicações específicas, e à disponibilização de soluções independentes da plataforma utilizada pelo cliente (NOBRE, 2009). Um SIGD tem como objetivo fundamental disponibilizar acesso facilitado a informação geográfica e a ferramentas de modelação e processamento, a uma dada comunidade de utilizadores. Oferecem, como a própria designação indica, uma arquitetura aberta e distribuída para disseminação de dados espaciais e aplicações Web de processamento na internet. Esta característica faz com que as organizações facilmente distribuam conteúdos e aplicações de geoprocessamento sem grandes 26

50 restrições de tempo e custo para os seus utilizadores ou consumidores (BATISTA, 2011) PENG e TSOU (2003), FARIA (2006) e ALMEIDA (2007) destacam algumas potencialidades que caracterizam a WWW e que passaram a ser incorporadas na informação geográfica, nomeadamente: Maior acessibilidade: qualquer utilizador de internet pode agora disponibilizar ou descarregar informação, de forma simples e rápida, com benefícios tanto para os produtores como para os utilizadores; Maior facilidade de atualização: ao basear-se numa arquitetura cliente-servidor, a informação geográfica disponibilizada através da WWW pode beneficiar das vantagens de um controle centralizado dos dados, permitindo que, através de um único ponto de manutenção, se consiga garantir a alteração e atualização imediata dos dados, disponibilizados para qualquer cliente WWW em tempo quase real; Meio de transmissão de informação: para além de melhorar a acessibilidade, a internet pode também suportar o acesso distribuído à informação geográfica, isto é, torna possível o acesso à informação geográfica sem no entanto ser necessário descarregá-la previamente para o computador local; Redução de custos: do ponto de vista do produtor, a publicação e distribuição de informação geográfica através da internet representa uma poupança significativa relativamente aos meios e processos tradicionais, uma vez que os custos de impressão e de distribuição são transferidos para o utilizador. O facto de não ser necessário possuir qualquer software comercial e especifico de informação geográfica é também uma mais valia. Apesar das inúmeras vantagens que a Web adiciona ao SIG, esta traz também alguns inconvenientes. BONNICI (2005) refere que o maior pode ser a velocidade, da qual dependem fatores como a capacidade de conexão da internet, o volume de dados ou o tráfego na rede. Para além disso, por norma, um SIG faz muito uso da componente gráfica, normalmente exigente em termos de processamento, pelo que a conexão de internet pode tornar as operações bastante lentas para os utilizadores (ALESHEIKH et al., 2002). Sobretudo pelas limitações referidas, algumas tecnologias distribuídas não conseguem ainda atingir a complexidade de programas dedicados como ArcGIS. Por outro lado, estas novas tecnologias Web não 27

51 necessitam dos mesmos recursos que estes programas dedicados. Computadores poderosos, treino intenso e licenças caras são por norma ultrapassáveis numa solução SIGD. ALMEIDA (2007) descreve muito bem o seu funcionamento: "Quando um utilizador faz um pedido de um mapa através da internet, é enviada uma mensagem ao servidor Web que a lê e a reconhece como sendo um pedido SIGD, e processa-a numa instrução interna que é passada ao processo SIG, que finalmente a executa. O mesmo processo devolve o resultado ao SIGD, sob a forma de mapa, texto ou tabela, que procede à formatação da apresentação dos dados num formato internet Standard, no qual se destaca a linguagem GML Os WebSIG e a publicação de dados geográficos na Web As aplicações SIGD, nomeadamente os SIG de internet, dispõem de diversos níveis de tecnologia para publicar dados geográficos na Web, que vão desde a simples publicação de dados, imagens ou mapas estáticos, até sites mais sofisticados, que suportam mapas dinâmicos e mapas interativos personalizados até plataformas multi-computador e multi-sistema operativo (ALESHEIKH et. al., 2002; MITCHEL, 2005; PENEV, 2006; BARRIGUINHA, 2008). Como muitas outras tecnologias de informação em rápida evolução, em resultado dos vários níveis de complexidade possíveis, é fácil encontrar alguma confusão e o uso inconsistente de terminologias ao abordar a partilha de conjuntos de dados geoespaciais "online". De facto a terminologia é variada: internet GIS (PENEV, 2006), WebMapping (GIOVANNI e VÂNIA, 2010), Web-based GIS (AL-SABHAN, 2003), Informação Geográfica Distribuída (PLEWE, 1997) ou WebGIS (LUCCIO, 2008) designado em português pelo termo WebSIG. Esta questão encontra-se debatida por MATHIYALAGAN et. al. (2005) que considera que SIGD é, efetivamente, o termo mais abrangente. As restantes terminologias estão normalmente associadas ao maior ou menor nível tecnológico da aplicação, intimamente relacionado com a funcionalidade e interatividade disponível para o utilizador através da internet (Figura 11). 28

52 Figura 11 - Funcionalidade e interatividade dos SIGD ( adaptado de PENG e TSOU, 2003). Para este estudo, em particular, importa realçar o conceito de WebSIG. PENG e TSOU (2003) refer que um WebSIG é um SIG Distribuído através de uma rede de computadores para integrar, divulgar e comunicar informação geográfica na WWW. Esta será a definição adotada para este trabalho. Apesar das diferentes terminologias, as soluções aplicacionais apresentam a mesma base tecnológica, fazendo uso das mesmas tecnologias em que se baseia a rede global da internet, nomeadamente o conjunto de protocolos de comunicação entre computadores em rede, a que chamamos genericamente TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), e o protocolo HTTP para transmissão dos dados a nível aplicacional, inicialmente vocacionado para transmitir páginas Web (RAMOS, 2009) Arquitetura e componentes de um WebSIG Os WebSIG adotam por norma uma arquitetura cliente/servidor de três ou mais níveis/camadas (three-tier ou n-tier) (PENG e TSOU, 2003; DAVIS JR. et al., 2005). A arquitetura cliente/servidor (Figura 12) refere-se a um modelo computacional onde dois ou mais computadores interagem de modo a que um solicita serviços (cliente) e outro oferece os serviços solicitados (servidor) (GORNI et al., 2007). GÓIS (2002) aborda algumas das suas principais características: Cliente - é a componente que interage com o utilizador através de uma interface, gráfica ou não, permitindo consultas ou a execução de comandos 29

53 para recuperação de dados e análise. Representa o meio pelo qual os resultados são apresentados e é o processo ativo na relação cliente/servidor. Ele inicia e termina as conversações com os servidores, solicitando serviços distribuídos, e não se comunica com outros clientes; Servidor - denominado servidor ou back-end, é a entidade que fornece um determinado serviço que fica disponível para todo o cliente que o necessite. A natureza e a função do serviço são definidos pelo objetivo da aplicação cliente/servidor. Além disso, é o processo reativo na relação cliente/servidor. Recebe e responde às solicitações dos clientes, não se comunica com outros servidores enquanto estiver desempenhando o papel de servidor, presta serviços distribuídos e pode atender a diversos clientes simultaneamente. Figura 12 - Esquema de funcionamento de uma arquitetura cliente/servidor. No caso dos WebSIG a arquitetura acrescenta uma camada intermédia entre a camada do cliente e a camada do servidor, que recebe o nome de middleware, ou servidor de aplicações (application server) que pode, neste caso, agir também como cliente (DAVIS JR. et al., 2005). Nesta arquitetura os programas que formam o nível de processamento e o armazenamento de dados residem em servidores separados (Figura 13). Assim, a componente de visualização encontra-se na máquina do cliente, a componente lógica no servidor de aplicações, ou servidor Web, e os dados num servidor de dados (PENG e TSOU, 2003). 30

54 Figura 13 - Arquitetura de três camadas (Adaptado de ELSMASRI e NAVATHE, 2004). Nos WebSIG mais desenvolvidos, e onde se exige um melhor desempenho, é usual que o armazenamento de dados se faça por mais que um servidor, introduzindo pelo menos mais um servidor especifico para a componente espacial (servidor de mapas). Estamos assim perante uma arquitetura de quatro ou mais camadas (multi-camadas ou n-tier). O sistema WebSIG materializa-se através de protocolos pré-definidos, onde o cliente envia um pedido ao servidor (Figura 14) através de um browser de internet (1), recorrendo a uma aplicação programada com linguagens compatíveis com sistemas de informação Web (2). De seguida, o servidor de mapas (3) interpreta o pedido, adquire os dados pretendidos e armazenados no servidor de dados (4), manipula-os, produz uma imagem (5) e envia-os ao cliente via HTTP (6) (CONDEÇA, 2009). 31

55 Figura 14 - Principais componentes de um WebSIG (CONDEÇA, 2009). O cliente serve como interface para que os utilizadores possam interagir com os dados espaciais e com as funções de análise fornecidas pelo WebSIG (CONDEÇA, 2009). Em contraste com os SIG presentes nos computadores pessoais (SIG Desktop) que utilizam a interface gráfica do utilizador para construir o cliente, no WebSIG a internet é o seu cliente. Dependendo do grau de interatividade, os clientes podem ser constituídos por simples página HTML ou, para o caso de páginas dinâmicas, com maior grau de interatividade, podem ser utilizados clientes que utilizem HTML dinâmica, recorrendo a extensões que vêm complementar e aumentar as competências do explorador de internet (MOURA, 2006). Exemplos destas extensões do lado do cliente são Java applets e controlos ActiveX (PENG e TSOU, 2003; BARRIGUINHA, 2008). O servidor de internet, usualmente designado por servidor HTTP, permite responder às requisições dos browsers de internet via HTTP e serve páginas Web ao cliente na forma de texto, imagem, folhas de estilo e scripts (DHAKAL, 2010). São por norma páginas estáticas. Quando as funcionalidades ou o grau de interatividade exigidos são superiores ao que pode ser oferecido pelo HTML, nomeadamente para páginas dinâmicas, também do lado do servidor é usual recorrer a extensões como por exemplo PHP, ASP ou JSP (MOURA, 2006). Segundo PENG e TSOU (2003), no caso de um WebSIG, as principais funções do servidor de aplicações passam pelo 32

56 estabelecimento, manutenção e termo da ligação entre o servidor de internet e o servidor de mapas. O servidor de mapas, também designado de IMS é muitas vezes referido como a componente central de um WebSIG, uma vez que é ele que processa os pedidos dos clientes e gera resultados (CONDEÇA, 2009). Este componente fornece funções tradicionais específicas dos SIG que podem incluir entre muitos outros, os filtros de pesquisa, serviços de geocodificação, análise espacial, criação de mapas e gerar e transmitir os mapas para o cliente baseados nos pedidos do utilizador. O output de um servidor de mapas pode ser feito de duas formas: diversos níveis de informação filtrada enviados para o cliente para manipulação por parte do utilizador ou uma simples imagem num formato gráfico (e.g. JPEG, GIF, TIFF) (PENG e TSOU, 2003). Por fim, o servidor de dados é aquele que fornece os dados espaciais e não espaciais através de um sistema de gestão de base de dados, relacional ou não relacional, permitindo o acesso e gestão dos mesmos por intermédio de linguagem SQL (BARRIGUINHA, 2008). 3.4 INTEROPERABILIDADE E O OPEN GEOSPATIAL CONSORTIUM Os dados geográficos fazem atualmente parte do quotidiano da maioria das ciências, organizações e empresas, pelo que a quantidade de informação produzida e disponível em formato digital é bastante elevada e aumenta consideravelmente em cada ano. Também o desenvolvimento tecnológico e a melhoria dos canais de informação tem permitido o surgimento de novos softwares e hardwares na área dos SIG (BRANDÃO et al., 2007; SILVA, 2008). CONDEÇA (2009) refere que a proliferação de diferentes sistemas de informação proprietários, com estruturas de base próprias e diferentes modelos conceptuais, tem criado problemas na partilha de informação geográfica, devido à existência de formatos incompatíveis e à dificuldade de acesso aos diversos recursos através de um único interface, simples e gratuito. Estes problemas incluem, por exemplo, distorção de dados, perdas de qualidade da informação e de definições de atributos e informação sobre georreferenciação (CASANOVA et al., 2005). A integração de informação geográfica disponível em diferentes formatos levanta a necessidade de criar mecanismos de resolução de incompatibilidades, tendo em vista facilitar a partilha e reutilização de informação (GONÇALVES, 2010). Assim, 33

57 importa destacar o papel de algumas Fundações, em particular do Open Geospatial Consortium (OGC), para alterar este panorama. A OGC é uma organização internacional sem fins lucrativos que foi fundada em 1994 e que tem como membros empresas de software proprietário, entidades governamentais e universidades que, em conjunto, desenvolvem processos para criar especificações abertas e públicas (OpenGIS Specifications) para interfaces que suportem soluções interoperáveis e que possam ser disponibilizadas via WebSIG, wireless ou através de mainstreams (OGC, 2011). Segundo GOODCHILD et al (1997) a interoperabilidade tem como principal objetivo padronizar as funcionalidades dos SIG por forma a permitir o acesso e a partilha de informação geográfica num ambiente em rede recorrendo a um interface universal. Como organização, considera-se altamente representativa do atual empenho de organizações governamentais, universidades e empresas, incluindo as principais produtoras de software SIG, na obtenção de normas na área da informação espacial e dos Web Services para informação geográfica (ALMEIDA, 2007). A OGC apresenta como objetivos estratégicos (OGC, 2011): Providenciar normas livres e abertas ao mercado e demais utilizadores; Liderar a nível mundial a criação e o estabelecimento de normas que permitam que conteúdos geoespaciais e serviços possam ser suavemente integrados nos processos de negócio das empresas e do público em geral; Facilitar a adoção de arquiteturas geoespaciais abertas, no ambiente das empresas; Promover normas para suportar a formação de novos mercados e de aplicações tecnológicas geoespaciais; Acelerar a assimilação por parte do mercado da interoperabilidade. Com efeito, são já várias as especificações desenvolvidas pela OGC, utilizadas por diferentes sistemas (livres e proprietários), das quais se destacam: WMS (Web Map Service) Esta especificação define um serviço para a produção de mapas na internet cujas representações podem ser em formatos de imagem, como PNG, GIF e JPEG, ou em formatos vetoriais, como o SVG criado pela W3C. Não permite operações de manipulação de dados, quer seja para adequar a sua simbologia quer para efetuar operações de 34

58 geoprocessamento (OGC, 2011). Quando o cliente requisita um mapa utilizando o serviço, um conjunto de parâmetros deve ser passado ao servidor, nomeadamente as camadas desejadas, os estilos a aplicar sobre as camadas, a área de cobertura do mapa, a projeção ou sistema de coordenadas geográficas, o formato da imagem gerada e também o seu tamanho (FARIA, 2006; GRISI et al., 2009). WFS (Web Feature Service) Esta especificação está orientada para a manipulação de dados a partir de plataformas computacionais distribuídas e de acesso através da internet (MOURA, 2006). Neste caso o servidor envia ao cliente dados sob a forma vetorial, permitindo ao cliente manipular a informação recebida, gravar ou exportar para outros formatos e efetuar operações de geoprocessamento: o formato de receção dos dados é o GML (standard OGC) (CONDEÇA, 2009). O serviço pode ser implementado pelo servidor em duas versões: básica, onde apenas operações de consulta ficam disponíveis, ou transacional, que implementa o serviço completo, que inclui operações de inserção, remoção, atualização, a par da consulta de objetos (entidades) geográficos (FARIA, 2006; GRISI et al., 2009). O serviço WFS-S constitui um caso especifico do serviço WFS que oferece a possibilidade de localizar um objeto geográfico a partir da sua designação e consultar os atributos que lhe estão associados. WCS (Web Coverage Service) este serviço vem fazer para os dados matriciais o mesmo que o WFS fez para os dados vetoriais. Isto é, o cliente, para uma determinada extensão geográfica, solicita os dados WCS, que lhe são transferidos de forma manipulável, quer em termos de simbologia quer em termos de operações de geoprocessamento (ALMEIDA, 2007). GML (Geography Markup Language) baseado em XML foi desenvolvido para permitir a transferência e armazenamento de dados entre o servidor e o cliente. Permite armazenar, transportar, processar e transformar informação geográfica. SLD (Styled Layer Descriptor) trata-se de um esquema em XML usado para descrever a simbologia existente nos mapas. CSW (Catalogue Services for the Web) este serviço permite a pesquisa de informação geográfica a partir dos metadados que a definem. 35

59 SILVA (2008) refere que a utilização da internet para acesso e partilha da informação geográfica veio acelerar o processo que permite ao utilizador utilizar e manipular informação, independentemente da sua origem e formato, conduzindo ao desenvolvimento dos Web Services (interface que descreve um conjunto de operações na internet recorrendo a diversas normas, destacando-se o XML, SOAP, WSDL e UDDI). 3.5 SOFTWARE SIG OPEN SOURCE, FREE E COMERCIAL De acordo com RAMSEY (2007) um software Open Source pode ser definido como aquele cujo código fonte se encontra disponível para ser modificado e distribuído pelo público em geral. O conceito foi criado pela Open Source Iniciative (OSI) com base no projeto da Free Software Foundation (FSF) promotor do também conhecido Free Software. O projeto GNU considera que estes são dois movimentos distintos, com diferentes filosofias e valores, referindo que apesar de divergirem nos seus princípios, na prática são muito semelhantes (GNU, 2011). O Open Source é visto como uma metodologia de desenvolvimento enquanto o Free Software é sobretudo visto como um movimento social e uma questão de ética. STEINIGER e BOCHER (2009) ultrapassam as diferenças ideológicas e associam os dois conceitos em Free and Open Source Software (FOSS). O mesmo autor considera que a força de um projeto FOSS é dado pelas potencialidades técnicas do produto mas também pelo tamanho e maturidade da comunidade que o suporta e que contribui para o seu desenvolvimento. Esta comunidade pode ser formada por pessoas individuais, universidades, fundações ou mesmo empresas detentoras de software proprietário e comercial como a IBM, HP e Dell, entre outras. Em Portugal é normalmente utilizado arbitrariamente a designação software aberto, software livre, software de fonte aberta ou "Open Source" para se referir ao conceito de FOSS. Quando um projeto de produção de um programa qualificado como software aberto começa, existe por norma apenas um programador ou um pequeno grupo que a ele se dedica. O projeto começa por ser publicitado num qualquer fórum na internet e depois, se surgirem outros programadores interessados, cria-se um endereço na internet para o projeto. A comunidade de contribuidores começa então a crescer e o que era um simples projeto evolui para um programa cada vez mais funcional (TREZENTOS e SIMÃO, 2004). 36

60 Em lado oposto ao software aberto temos o software normalmente designado comercial ou proprietário. Aquele cuja cópia, redistribuição ou modificação é, em alguma medida, proibido pelo seu proprietário. É normalmente desenvolvido por uma equipa dedicada, geralmente associada a empresas especificas, onde a componente económica é o fator primordial do seu desenvolvimento, que se manifesta claramente pelos seus direitos de autor. No caso do software proprietário, quando se adquire um produto não se está a comprar o software, mas sim a adquirir uma licença para a utilização do mesmo. A propriedade do software permanece com o produtor. Apesar de "livre" o software de código aberto também pode ser "licenciado". Estas licenças permitem definir explicitamente os direitos legais dos utilizadores e a sua liberdade de executar, estudar, modificar, redistribuir e aceder ao código fonte do software. A execução deste tipo de licenças é importante para proteger os direitos legais dos seus utilizadores e ao mesmo tempo garantir as liberdades de desenvolvimento do próprio software (TSOU e SMITH, 2011). Das várias licenças aprovadas pela FSF e OSI, as mais conhecidas são provavelmente a GPL, LGPL, BSD dentro da qual existem diversas derivações (por exemplo, NetBSD, FreeBSD), e a licença MIT. O conteúdo das várias licenças pode ser aprofundado em TREZENTOS e SIMÃO (2004). O desenvolvimento de software Open Source tem experimentado um largo desenvolvimento ao longo dos últimos anos e é transversal a quase todas as áreas do conhecimento. Pode ser encontrado nos computadores desktop a partir de processadores de texto (e.g. OpenOffice.org), navegadores Web (e.g., Mozilla Firefox), editores de imagens (e.g. Inkscape), aplicações científicas (e.g. Projeto R), modeladores 3D (e.g. Blender), editores de texto (e.g. Notepad++), entre muitos outros. Devido a diferentes formas de desenvolvimento, podem retirar-se muitos benefícios no uso do software Open Source em detrimento do software proprietário (Quadro 1). Todavia, antes da sua adoção, é igualmente importante estar ciente de alguns riscos ou desvantagens que a sua escolha pode acarretar (Quadro 2). Tendo por base TREZENTOS e SIMÃO (2004) enumeram-se alguns deles: 37

61 Quadro 1 - Principais vantagens do software Open Source em relação ao comercial. Flexibilidade Mais configurável e flexível e por isso mais capaz de suprir as necessidades individuais ou de uma organização. Custo e Inexistência de problemas de licenciamento O software Open Source é frequentemente entendido como software passível de ser obtido gratuitamente ou a um preço comparativamente mais baixo. Pode ser instalado o número de vezes que se entender, para os propósitos que se entenderem, sem correr o risco de infringir a lei. Conformidade com as normas da indústria Interoperabilidade com sistemas existentes Segurança Hoje, a maioria das aplicações classificadas como software Open Source encontram-se em conformidade com normas internacionais. O software Open Source promove a interoperabilidade em dois sentidos. Por um lado, ao seguir as normas internacionais, garantem a fácil troca de dados e ficheiros entre aplicações. Por outro, dado que o código fonte é disponibilizado, torna-se fácil a uma outra aplicação saber em que formato devem os dados entrar ou sair. O facto de o código estar disponível permite detetar falhas e vulnerabilidades mais facilmente. Rápido desenvolvimento e correção de falhas No mundo do software Open Source, em que o código fonte dos programas é permanentemente escrutinado, a deteção e correção de falhas é feita a um ritmo superior àquele do software proprietário. Escalabilidade A possibilidade de trabalhar o código fonte permite que o mesmo sistema de software evolua facilmente de um pequeno projeto para um grande projeto, sem grandes custos. Quadro 2 - Principais desvantagens e riscos do software Open Source em relação ao comercial. Possibilidade de proveniência duvidosa Risco de fragmentação Problemas de instalação Pobre documentação de suporte Certas aplicações podem provir de círculos de desenvolvimento demasiado pequenos que não tenham captado o interesse de programadores experientes, resultando em aplicações mal programadas e, consequentemente, pouco fiáveis Uma vez que o código fonte é disponibilizado de forma aberta existe sempre a possibilidade de surgirem fragmentações do projeto base, o que pode levar ao surgimento de versões incompatíveis. A instalação é por norma mais complexa, implica a instalação de um conjunto de softwares que raramente vêm instalados por defeito nas máquinas atuais. O software aberto surge, regra geral, de meios altamente especializados em que a documentação requerida é mínima, mas altamente técnica, o que acaba, por ser um entrave à expansão deste tipo de software em meios menos técnicos, como no caso dos utilizadores com menores competências na área. Continua na página seguinte... 38

62 Quadro 2 - Principais desvantagens e riscos do software Open Source em relação ao comercial (Continuação). Problemas de segurança Suporte técnico escasso Ausência de abrigo legal Inexistência de pertença a uma organização Incerteza estratégica Alguns consultores em segurança informática consideram que o facto do código deste software ser aberto, pode conduzir a que as suas falhas se tornem mais aparentes, advogando que a melhor política de segurança em relação ao software é a "segurança pelo segredo". O suporte deste tipo de software é feito normalmente por duas formas: por alguém altamente especializado na área, ou então através da internet e listas de correio eletrónico. Este último meio funciona bem nos casos em que o projeto envolve já uma grande comunidade. Em caso de falha do software não existe ninguém que possa ser processado pelos danos, ou pelo mau funcionamento, como pode acontecer no caso do software proprietário. As organizações, em geral, mostram alguma relutância em usar software que não tenha emergido de organizações comerciais respeitáveis. Assim, a falta de pertença a uma organização reputada é um risco inerente ao software aberto. Não existe um plano estratégico para o software aberto como um todo global. As funcionalidades que vão sendo implementadas não obedecem a um calendário estratégico, como acontece com o software proprietário. Estas vão sendo implementadas à medida que os utilizadores e programadores deste tipo de software se vão apercebendo da utilidade das mesmas e as vão desenvolvendo. Ao nível dos WebSIG, e dos SIG em geral, tem também surgido diversas soluções tecnológicas, tanto proprietárias como Open Source, para a sua implementação (Quadro 3). Quadro 3 - Algumas soluções tecnológicas, comerciais e Open Source, para a implementação de um WebSIG. Categoria Software comercial Software aberto Bases de dados Bases de dados espaciais Aplicações GIS desktop Continua na página seguinte... 39

63 Quadro 3 - Algumas soluções tecnológicas, comerciais e Open Source, para a implementação de um WebSIG (Continuação). Categoria Software comercial Software aberto Aplicações WebSIG/servidores de mapas Navegadores Web Servidores Web Linguagem de programação Web Para além desta pequena listagem é ainda possível encontrar na internet sites dedicados à compilação e acompanhamento de dezenas de projetos SIG e WebSIG Open Source atualmente em desenvolvimento (Quadro 4). A pesquisa de aplicações Open Source através do motor de busca (Acedido em 13/04/2012), obteve uma listagem de 355 resultados para a palavra "software", 85 para "WebGIS" e 28 para "Desktop GIS". São por isso uma boa fonte de informação que pode ajudar a escolher o projeto Open Source que melhor se adapte às necessidades dos utilizadores ou de uma dada organização em particular. Quadro 4 - Exemplos de sites dedicados a compilar e a acompanhar os principais projetos SIG e WebSIG Open Source. Endereço de internet Descrição Idioma https://www.osgeo.org/ Portal da Open Source Geospatial Foundation com inúmera informação atualizada dos vários projetos SIG Open Source apoiados pela própria fundação. Possui informação de projetos WebSIG, aplicações desktop, livrarias, catálogos de metadados, etc. Serve como portal para utilizadores e programadores compartilharem as suas ideias e contribuírem para o desenvolvimento dos projetos. Diversos, incluindo Português Continua na página seguinte... 40

64 Quadro 4 - Exemplos de sites dedicados a compilar e a acompanhar os principais projetos SIG e WebSIG Open Source (Continuação). Endereço de internet Descrição Idioma https://www.osgeo.org/ Portal da Open Source Geospatial Foundation com inúmera informação atualizada dos vários projetos SIG Open Source apoiados pela própria fundação. Possui informação de projetos WebSIG, aplicações desktop, livrarias, catálogos de metadados, etc. Serve como portal para utilizadores e programadores compartilharem as suas ideias e contribuírem para o desenvolvimento dos projetos. Diversos, incluindo Português Portal de alojamento de serviços relacionados com os SIG, incluindo projetos WebSIG, pacotes de ferramentas, utilidades, livrarias, etc. Possui também listas de discussão da comunidade e documentação dos vários projetos. Inglês Grande compilação de software SIG livre (desktop e WebSIG) com informação dos seus últimos desenvolvimentos, noticias e documentação. Possui um motor de busca de software/aplicações bastante interessante que permite filtrar a pesquisa por tipo, linguagem de programação, licenças, estado, sistema operativo, entre outros. Compilação muito completa com links de páginas SIG Open Source onde é feita uma pequena apresentação de cada um deles. Repositório de informação para profissionais SIG com informação variada. Dirigida mais para aplicações desktop, possui alguns tutoriais, truques, comentários, bibliografia e diversos links relacionados com o tema. Website colaborativo para a partilha de documentos, opiniões, questões, sugestões e soluções relacionadas com tecnologias SIG e sobretudo WebSIG Open Source. Possui uma listagem com uma descrição esquemática bastante completa dos principais projetos WebSIG atualmente em desenvolvimento com todas as suas principais características. Alemão Inglês Francês Inglês Espanhol Alemão Inglês Francês Espanhol Para além destes repositórios é igualmente possível encontrar alguns estudos onde é avaliada a performance técnica de muitos deles, comparando-os, inclusivamente, com alguns dos softwares SIG/WebSIG comerciais mais conhecidos (BONNICI, 2005; RINAUDO et al. 2007; BAUDSON e CHRISTL, 2010). STEINIGER e BOCHER (2008) considera que o aumento da popularidade do Open Source ao nível dos SIG e WebSIG é facilmente comprovado número de projetos iniciados nos últimos anos, pelo crescente apoio financeiro por parte de organizações não-governamentais e fundações, pela quantidade de descargas feitas através da internet e também pelo grande número de artigos científicos publicados. 41

65 O grande número de opções ao nível dos projetos abertos, com todas as suas vantagens e desvantagens, com diferentes níveis de maturidade, complexidade e funcionalidade, tornam a escolha da tecnologia WebSIG Open Source cada vez mais válida quando comparada com as opções comerciais existentes. A diminuição do preço dos computadores e a crescente popularidade dos mapas distribuídos via internet, tem sido o maior impulsionador do desenvolvimento deste tipo de projetos, permitindo a difusão e o acesso a tecnologias SIG a custo mais reduzido e de uma forma mais generalizada (CALDEWEYHER et al., 2006). 3.6 TECNOLOGIA SIG NO ORDENAMENTO, PLANEAMENTO E GESTÃO FLORESTAL As florestas são uma fonte de recursos naturais e desempenham um importante papel na preservação de um ambiente sustentável para a vida humana. Até há bem pouco tempo as práticas de gestão destes espaços eram baseadas sobretudo na sua componente económica, procurando a maximização da produção e da qualidade da matéria prima, nomeadamente da madeira, com consequente aumento do seu valor comercial. Atualmente, o reconhecimento da importância multifuncional dos ecossistemas florestais, como produtores de madeira, resina, biomassa, mas sobretudo de bens indiretos como o turismo, a reposição da biodiversidade, regulação dos fluxos de água, controlo de erosão, sumidouro de carbono, ou tão simplesmente pela produção de oxigénio, colocam novos desafios aos profissionais que trabalham ou gerem estes espaços. Também ao nível politico tem havido uma maior consciencialização do seu papel, levando a que, por iniciativa própria ou por acordos internacionais, tenha surgido um conjunto de legislação e de instrumentos de planeamento e ordenamento que estipulam, regulam e condicionam a sua atividade de forma espacial, tendo em vista a preservação e sustentabilidade dos ecossistemas. Sendo a floresta uma atividade com uma componente espacial muito forte e que abrange por norma áreas muito extensas, desde muito cedo a cartografia e os mapas fizeram parte do dia a dia dos gestores florestais (Figura 15). 42

66 Figura 15 - Extrato da cartografia em papel do Perímetro Florestal do Barroso elaborado pelos Serviços Florestais Portugueses em O desafio espacial coloca-se na capacidade de integrar os seus múltiplos recursos, com múltiplas atividades (e.g. btt, caminhadas pedestres, resinagem, caça, entre outras) funções (e.g. ambientais, económicas e sociais) e condicionantes (e.g. Rede Natura 2000, Reserva Ecológica, Risco de Incêndio, declives, entre outros), bem como na capacidade de reagir e de acompanhar as alterações naturais e antropogénicas ocorridas com o passar do tempo (e.g. ações de gestão, fogos, pragas e doenças, entre outros). É nesta matéria que os SIG, fazendo uso das suas capacidades de armazenamento, integração, edição, extração, visualização e análise de diferentes tipos de dados georreferenciados, permitem um conhecimento mais concreto e preciso das situações, criando informação atualizada e facilitando a tomada de decisão dos diversos intervenientes, desde governos, passando pelos gestores, técnicos e pelos próprios proprietários florestais. A sua utilização verifica-se desde a simples produção de cartografia temática, com delimitação e enquadramento das diferentes propriedades florestais, até estudos mais complexos, como a elaboração de cartografias de aptidão de espécies florestais ou cartografia de risco de incêndio. Para além destas, uma pequena pesquisa bibliográfica demonstra a sua utilização em muitos mais domínios (Quadro 5). 43

67 Quadro 5 - Utilização dos SIG na área florestal. Objetivos Bibliografia Consultadoria florestal AIRES et al., 2004 Ordenamento e gestão florestal FELÍCISIMO et al., 2002; MARTINS et al., 2004; PROFBP, 2006 Inventário florestal WOODWELL e STONE, 1990 Estudo de perda de solos TOMAZONI e GUIMARÃES, 2005 Processos de certificação YIJUN, 2003 Gestão e avaliações do risco de incêndio ARANHA e ALVES, 2001; HAMZAH, 2001; FREIRE et al., 2002 Proteção e conservação de espécies CRUZ et al., 2004; ALTOÉ et al., 2005 Gestão de recursos hídricos NUNES et al., 2004 Gestão de vida selvagem FISCHER e DUNLEVY, 2010; GORDON et al., 2010 Controlo de pragas e doenças VAN SICKLE, 1989; MOURA, Os Planos de Gestão Florestal Os PGF são um instrumento de planeamento para o território português, tendo em vista a programação espacial e temporal de um conjunto de ações a desenvolver sobre as diferentes componentes da floresta procurando a sua sustentabilidade ambiental, económica e social, sempre num quadro de desenvolvimento rural integrado. São afinal, o instrumento final de execução de um conjunto de politicas definidas a nível superior e que incidem sobre um determinado espaço florestal através de ações concretas. Com a publicação da Lei de Bases da Política Florestal (Lei nº. 33/96, de 17 de agosto) surge a necessidade de estabelecer normas específicas de intervenção sobre a ocupação e a utilização dos espaços florestais, promovendo a sustentabilidade dos bens e serviços neles auferidos, ou seja, surge a necessidade de adoção e aplicação de PGFs. O Decreto Lei nº. 205/99, de 9 de Junho, definiu o processo de elaboração, aprovação e execução destes Planos e o Decreto Lei nº. 44

68 16/2009, de 14 de Janeiro, aprova o seu regime jurídico. Os PGF, apesar de regulados por legislação própria, não são um plano isolado, mas antes uma peça essencial para a concretização da rede de instrumentos de ordenamento e das políticas florestais, recursos hídricos, de conservação da natureza ou de desenvolvimento rural. Assim como existem inúmeros recursos associados à floresta, também o número de entidades Estatais que os regulam são diversas e muitas delas são também produtoras ou difusoras de informação geográfica, como é o caso da AFN 1, da CCDRn 2, do ICN 3, IGEO 4, ou DGOTDU 5. Como vimos anteriormente, sendo a floresta uma atividade com uma componente espacial muito forte a elaboração de um PGF pressupõe o manuseamento de um conjunto de informação geográfica muito vasto, de diferentes tipos e proveniências, mas também a produção de nova informação (Quadro 6). A par da informação geográfica/gráfica encontra-se também um conjunto de informação sob a forma de texto ou imagem que, por norma não estando, pode facilmente ser associada à informação geográfica sob a forma de dados alfanuméricos, permitindo assim a sua manipulação através de um SIG. Quadro 6 - Exemplos de informação geográfica utilizada na elaboração de um PGF. Exemplos de informação geográfica utilizados na elaboração de um PGF Limite da propriedade Ocupação do solo Reserva ecológica nacional Reserva agrícola nacional Zonas de Caça Toponímia Risco de Incêndio Rede Natura 2000 Histórico de áreas ardidas Ortofotomapas Plano Regional de Ordenamento Florestal Faixas primárias e secundárias de gestão de combustível Pontos de água Postos de vigia Sítios arqueológicos Linhas de água Mapas pluviométricos Mapas de temperatura Caminhos florestais Projetos florestais atuais e anteriores Linhas elétricas Outros 1 - AFN - Autoridade Florestal Nacional (http://www.afn.min-agricultura.pt/portal) 2 - CCDRn - Comissão de Coordenação e Desenvolvimento Regional do Norte (http://www.ccdr-n.pt/pt/) 3 - ICNB - Instituto de Conservação da Natureza e da Biodiversidade (http://portal.icnb.pt/icnportal/vpt2007/) 4 - IGP - Instituto Geográfico Português (http://www.igeo.pt/) 5 - DGOTDU - Direcção-Geral do Ordenamento do Território e Desenvolvimento Urbano (http://www.dgotdu.pt/) 45

69 Da vária informação produzida durante a elaboração de um PGF a cartografia de ordenamento é sem dúvida a mais importante, uma vez que demarca no espaço um conjunto de parcelas (parcelas de ordenamento) onde em função da ocupação atual, da análise das políticas e das condicionantes físicas ou de ordenamento que incidem nesse mesmo espaço, serão preconizadas um conjunto de intervenções espaçadas no tempo tendo em vista atingir um determinado objetivo (Figura 16; Figura 17). Figura 16 - Esquematização do processo necessário à elaboração de um PGF (adaptado de GOMES, 2011). Apesar de não haver dúvida da utilidade de toda esta informação de cariz florestal, também neste caso o seu valor pode ficar comprometido pela não distribuição ou pelo não acesso à mesma por parte dos diversos interlocutores (proprietário, técnicos, gestores, Estado), bem como pela sua desatualização, colocando em causa a utilidade da sua existência. Assim, é de todo fundamental garantir que a informação consultada pelos cidadãos ou instituições seja a mais atualizada possível, mas também que esta possa ser distribuída, de forma a ser facilmente acedida e interpretada, e desta forma incorporada e implementada na gestão efetiva dos espaços. 46

70 Figura 17 - Exemplo ilustrativo da leitura do extrato de uma Carta de Ordenamento Florestal. Cartografia com a delimitação das parcelas de ordenamento (em cima), que depois deve ser complementada com uma memória descritiva (neste caso em formato analógico) das intervenções previstas ao longo do tempo (em baixo). 47

71 48

72 4 DESENVOLVIMENTO DO SIAGF - SISTEMA DE INFORMAÇÃO DE APOIO À GESTÃO FLORESTAL 4.1 OBJETIVOS DO CAPÍTULO Neste capitulo é dado a conhecer o projeto SIAGF, o seu enquadramento, bem como os objetivos tidos em conta durante o seu desenvolvimento. É descrita a arquitetura do sistema e projetada a interface gráfica, fazendo-se uma breve abordagem às tecnologias envolvidas na sua implementação e à escolha da informação a disponibilizar. 4.2 ENQUADRAMENTO DO PROJETO O SIAGF é uma aplicação WebSIG que tem por base os PGF e que pretende dotar e facilitar o acesso, por parte dos gestores florestais e técnicos, a um conjunto de informação de cariz espacial, de forma rápida, simples e deslocalizada, ao mesmo tempo que pretende possibilitar uma maior interação entre estes últimos e o proprietário, que pode aceder de igual forma à informação sobre a sua propriedade. A aplicação está vocacionada para associações, empresas ou entidades públicas, que manipulam e gerem informação relativa a várias propriedades e a vários proprietários. A simplicidade das ferramentas disponíveis permite que o sistema possa ser usado por utilizadores menos familiarizados com os SIG mas que reconhecem a importância da análise espacial no processo de tomada de decisões. 4.3 OBJETIVOS DO SIAGF A implementação do SIAGF foi feita com base numa série de premissas que se consideraram importantes para o sucesso e manutenção da aplicação. Assim, o sistema teria como objetivos: disponibilizar informação espacial relevante para a gestão florestal nomeadamente a que consta nos PGF; apresentar um baixo custo de implementação e manutenção; permitir uma implementação, manutenção e utilização simples; 49

73 inquirir a informação espacial com base nos seus atributos; disponibilizar a ligação a um conjunto de informação complementar não geográfica (fotografias, documentos, etc.); visualizar cartografia de base (ortofotomapas e cartas militares); disponibilizar ferramentas de medição de áreas e distâncias; permitir a impressão de mapas; permitir de forma simples a manutenção e atualização dos dados; disponibilizar vários níveis de informação que pode ser personalizada para os diferentes utilizadores. 4.4 ARQUITETURA DO SISTEMA A implementação do SIAGF teve por base a arquitetura típica de três camadas, utilizada para a generalidade dos WebSIG, já abordada na secção (Figura 18): Figura 18 - Arquitetura de três camadas do SIAGF. Os clientes Os utilizadores acederão à aplicação SIAGF a partir de uma página da internet; Os serviços A aplicação será solicitada e disponibilizada através de um servidor Web, onde estarão definidas e executadas as suas funcionalidades, recorrendo a métodos de um SIG para a internet; A gestão de dados O SGBD armazena todos os dados necessários ao funcionamento da aplicação. 50

74 4.5 DESENHO DA INTERFACE GRÁFICA A interface gráfica do SIAGF é composta por sete áreas distintas (Figura 19): Figura 19 - Organização da interface gráfica do SIAGF. No quadro seguinte (Quadro 7) são descritas individualmente cada uma das sete áreas que compõe a interface gráfica. Quadro 7 - Descrição das áreas que constituem a interface gráfica do SIAGF. O cabeçalho corresponde à parte superior da interface gráfica e servirá para identificar a aplicação através de um nome. A barra de ferramentas irá disponibilizar um conjunto de funções que irão atuar diretamente no mapa principal, nomeadamente: Medir áreas e distâncias; Aproximar e afastar os objetos visualizados; Imprimir ou guardar imagem; Alterar a escala de visualização; Atualizar a visualização; Escrever/apagar anotações ou linhas; Visualizar anterior/posterior; Selecionar diretamente no mapa; Disponibilizar ajuda. 51

75 Quadro 7 - Descrição das áreas que constituem a interface gráfica do SIAGF (Continuação). Uma área de visualização onde será possível visualizar as camadas selecionadas, obter informações complementares sobre um ou mais elementos e aplicar sobre eles as funções presentes na barra de ferramentas. A área de seleção e pesquisa com três funções principais: Listar e selecionar os grupos temáticos e camadas que pretendemos ativos na área de visualização; Aceder, pesquisar e filtrar informação com base nos atributos das camadas; Visualizar o resultado das pesquisas sob a forma de tabelas. Uma área com a legenda dos grupos temáticos e camadas selecionados e representados no mapa interativo. Um mapa de referência, devidamente sincronizado com o mapa interativo (área de visualização), que permite um melhor enquadramento espacial da informação que está a ser apresentada, sobre um mapa de fundo, a uma escala menor. O rodapé será utilizado para a apresentação de informações complementares. 4.6 ÁREA DE ESTUDO Para desenvolvimento do SIAGF foi utilizada como área piloto o Baldio de Paradança, freguesia de Paradança, concelho de Mondim de Basto, distrito de Vila Real (Figura 20). Trata-se de uma propriedade comunitária com 737 ha que abrange a quase totalidade da Freguesia de Paradança (832 ha) e mais umas pequenas áreas das freguesias vizinhas. No concelho de Mondim de Basto existem um total de doze áreas comunitárias (Baldios) e em conjunto ocupam cerca de 65% da área total do seu território administrativo. Em todas elas o espaço florestal é predominante e representa o seu principal setor de atividade. 52

76 Figura 20 - Enquadramento geográfico da área de estudo. A propriedade comunitária de Paradança encontra-se atualmente a ser gerida em parceria entre a Freguesia de Paradança e os Serviços Florestais (AFN), e dedica-se quase exclusivamente à exploração de lenho de Pinus pinaster. O seu PGF foi aprovado em Agosto de 2010 e é o instrumento de referência para a gestão do seu território. Como se trata de um plano físico e estático, em papel, existe muitas vezes dificuldade em transpor para o terreno as várias intervenções já realizadas, bem como as que se encontram planeadas. Nesse sentido, esta área servirá, nesta fase inicial, como área de teste estabelecendo como objetivo futuro que o SIAGF possa ser alargado a todas as áreas comunitárias do concelho de Mondim de Basto. 4.7 INFORMAÇÃO DISPONIBILIZADA Como já foi referido o SIAGF pretende ser uma aplicação de cariz florestal. Para esta versão a aplicação disponibiliza o acesso a um conjunto de informação geográfica, e aos seus respetivos atributos, permitindo a sua visualização e impressão. A informação geográfica constitui-se individualmente em camadas e foi posteriormente organizada em sete grupos temáticos (Quadro 8), por forma a facilitar e a tornar mais intuitiva ao utilizador a sua localização na interface gráfica do SIAGF, nomeadamente: Limites administrativos - os limites administrativos estabelecem as divisões administrativas estabelecidas pelos Governos para gerir o território. A nível 53

77 florestal são importantes pois enquadram a propriedade nas instituições governamentais descentralizadas responsáveis por esse território, bem como na legislação que nele vigora. Nesse sentido, são disponibilizados os limites administrativos das freguesias e dos concelhos de acordo com a Carta Administrativa Oficial de Portugal (CAOP V.2011). Esta informação é disponibilizada pelo Instituto Geográfico do Exército e encontra-se disponível na internet para descarga em formato shapefile. Plano de Gestão Florestal - Uma vez que o PGF é o instrumento florestal de planeamento de nível local, ao nível da execução, mais importante, a cartografia de ordenamento, nomeadamente os limites da propriedade e as parcelas de ordenamento, constituem-se no SIAGF como peças cartográficas fundamentais. As parcelas de ordenamento são pequenas unidades territoriais que delimitam áreas com semelhante ocupação cultural e/ou onde se preconiza o mesmo tipo de intervenção silvícola. No que diz respeito às parcelas de ordenamento é ainda disponibilizada informação sobre a sua ocupação cultural, as principais infra-estruturas presentes, lotes de material lenhoso que tenham sido realizados, características do material cortado, projetos de investimento, aceder às intervenções previstas no PGF, entre outros. Esta informação é disponibilizada mediante pedido, na Sede da Freguesia de Paradança ou na AFN, em formato shapefile ou em papel. Plano Regional de Ordenamento Florestal - Esta figura de planeamento de nível regional condiciona e regula as ações florestais de acordo com a Sub- Região Homogénea em que se insere. Para além disso define geograficamente a localização dos Corredores Ecológicos (áreas com valor ecológico a preservar e que por norma possuem apoios Comunitários específicos), e enquadra administrativamente a gestão florestal no caso de esta ser feita em parceria com o Estado (Circunscrições Florestais). Esta informação é disponibilizada pela AFN e encontra-se disponível na internet para descarga em formato shapefile. Defesa de Floresta Contra Incêndio - No nosso País os incêndios constituem-se como um dos principais riscos associados à floresta. Por esse motivo as atividades nela desenvolvidas devem sempre ter em conta este fator. Grande parte da informação relativa a medidas de planeamento que permitam minimizar o seu risco encontra-se presente nos designados Planos Municipais de Defesa da Floresta Contra Incêndios. Neles encontra-se uma vasto conjunto de informação geográfica de onde foi selecionada para esta versão do SIAGF 54

78 informação relativa às faixas de gestão de combustível (áreas de intervenção silvícola especifica, tendo em vista a diminuição da continuidade horizontal e vertical do material lenhoso potencialmente combustível), pontos de água (para abastecimento dos meios de combate aos incêndios) e postos de vigia de incêndios. Esta informação é disponibilizada pela AFN ou pela Câmara Municipal de Mondim mediante pedido e está disponível em formato shapefile. Para além desta informação foi ainda incorporada uma Carta de Risco de Incêndio Florestal disponibilizada pelo IGEO através de um serviço WMS que é atualizada anualmente. Conservação da Natureza e Biodiversidade - Este grupo temático diz respeito sobretudo à informação geográfica produzida pelo Instituto de Conservação da Natureza e Biodiversidade (ICNB). Este Organismo Governamental é o responsável pela salvaguarda dos valores ambientais, ecológicos e de biodiversidade dos ecossistemas em Portugal, produzindo um conjunto de figuras de ordenamento que condicionam também a atividade florestal. Esta informação é disponibilizada pelo ICNB e encontra-se disponível na internet para descarga em formato shapefile. IGESPAR - Portugal é um País com milhares de anos de ocupação humana. Vestígios desta ocupação fazem parte da nossa história e são protegidos por Lei através dos denominados "Sítios Arqueológicos". A localização destes Sítios condiciona qualquer atividade que se realize na sua proximidade. Esta informação em formato shapefile é disponibilizada pelo IGESPAR mediante pedido. Cartas de Ocupação do Solo - Apesar de a informação relativa à ocupação do solo já se encontrar disponível nos PGFs, considerou-se que a noção da sua evolução temporal poderia ser bastante importante. O CORINE Land Cover é um projeto do programa CORINE, que tem como principal objetivo o de produzir cartografia de ocupação e uso do solo nos países na União Europeia. Esta informação é disponibilizada pelo Instituto Geográfico do Exército e encontra-se disponível na internet através de um serviço WMS. Carta Militar Portuguesa - Como informação de base foram utilizados a titulo experimental excertos de folhas da Carta Militar de Portugal 1:25.000, devido à grande quantidade de informação que estas disponibilizam diretamente (e.g. altitude, linhas de água, toponímia, caminhos) quer indiretamente (e.g. relevo, declive). A Carta Militar Portuguesa é por norma a informação de base 55

79 preferida do gestor florestal. Esta informação é disponibilizada pelo Instituto Geográfico do Exército. Ortofotomapas (Informação de Base) - Para o SIAGF foram igualmente disponibilizados a titulo experimental excertos dos Ortofotos de 2005 (voo IGP/DGRF 2005). Estes servem de complemento à informação contida na Carta Militar, permitindo extrair indiretamente alguma informação relativa à ocupação do solo, caminhos, aceiros, densidades de povoamentos, entre outros. Esta informação é disponibilizada pelo Instituto Geográfico do Exército. Quadro 8 - Informação geográfica disponibilizada no SIAGF para visualização ou impressão. Grupo temático Camada Formato base Fonte Limites administrativos Limites de concelho Limites de freguesia Vetor Shapefile Carta Administrativa Oficial de Portugal (CAOP) Limites da propriedade Parcelas de ordenamento Rede viária e divisional Vetor Plano de Gestão Florestal do Plano de Gestão Florestal Regime florestal Shapefile Baldio de Paradança Lotes de material lenhoso Projetos florestais Plano Regional de Sub-região homogénea Vetor Plano regional de ordenamento Ordenamento Florestal Corredor ecológico Shapefile florestal do Tâmega Carta de risco de incêndio florestal WMS Carta de risco de incêndio florestal Defesa de Floresta Contra Incêndio Faixas de gestão de combustível Pontos de água Postos de vigia Vetor Shapefile Plano Municipal de Defesa da Floresta Contra Incêndios de Boticas (PMDFCI) Continua na página seguinte... 56

80 Quadro 8 - Informação geográfica disponibilizada no SIAGF para visualização ou impressão (Continuação). Grupo temático Camada Formato base Fonte Conservação da Natureza Sítios Rede Natura 2000 Áreas Protegidas Zona de Proteção Especial Vetor Shapefile Instituto de Conservação da Natureza e Biodiversidade (ICNB) Instituto de Gestão do IGESPAR Sitio Arqueológico Vetor Shapefile Património Arquitetónico e Arqueológico (IGESPAR) Corine land cover 2000 Instituto Geográfico do Exército Cartas de Ocupação do Solo Corine land cover 2006 WMS (IGEOE) Carta Militar de Portugal Extratos da Carta Militar de Portugual 1:25000, M888 Raster MrSID Instituto Geográfico do Exército (IGEOE) Ortofotomapas Ortofotos Digitais- Voo IGP/DGRF 2005 Raster ECW Associada à informação geográfica, e mais concretamente no caso de informação relativa ao PGF, houve a necessidade de colocar à disposição um conjunto de outra informação, como imagens e documentos, que facilitasse e/ou complementasse a interpretação da informação geográfica visualizada (Quadro 9). O acesso a esta informação através do SIAGF foi feita com a incorporação de links ao servidor onde esta se encontra armazenada. 57

81 Quadro 9 - Disponibilização de Informação não geográfica associada à informação geográfica do SIAGF. Grupo temático Camada Descrição da informação associada Parcelas de ordenamento Fotos das parcelas de ordenamento recolhidas no terreno (formato JPG) Plano de intervenções previsto para a parcela de ordenamento selecionada de acordo com o PGF (formato PDF) Plano de Gestão Florestal Lotes de material lenhoso Informação dendrométrica do Lote (formato PDF) Projetos florestais (PRODER) Fotos recolhidas no terreno do projeto executado (formato JPG) 4.8 AS TECNOLOGIAS Após pesquisa e leitura da informação disponibilizada em sites dedicados e especializados em projetos GIS e WebSIG Open Source (Quadro 3), tornou-se necessário encontrar uma tecnologia cujas características fossem ao encontro dos objetivos traçados para o SIAGF. O contacto com alguns programadores, cujas informações e esclarecimentos graciosos se revelaram extremamente valiosos e decisivos, acabaram por fazer recair a nossa escolha sobre o GisClient (http://www.gisclient.org/) como plataforma base para a sua implementação. O GisClient é um software desenvolvido para ambiente Web que permite a gestão de projetos SIG complexos mediante o uso de funcionalidades simples. Este é sem dúvida o software mais importante e diferenciador da aplicação SIAGF e serviu de interface para configurar toda a aplicação e gerir as suas várias componentes. Na Figura 21 são apresentadas as principais tecnologias utilizadas para cada uma das componentes do SIAGF de acordo com a arquitetura desenvolvida. 58

82 Figura 21 - Arquitetura e tecnologias do SIAGF GisClient O GisClient é um software Open Source, licenciado sob licença GNU/GPL3, que surge sob iniciativa da empresa Gis&Web srl, com sede em Génova, Itália. Utiliza a interface simples e completa do MapServer e a potência do PostgreSQL/PostGIS. Foi desenvolvido com recurso a tecnologia AJAX, Javascript, PHP/MapScript e encontra-se testado com UMNMapServer 4 e 5, utilizando alguns dos principais browsers (e.g. Internet Explorer, Firefox, Opera e Safari). Como a maioria dos software Open Source em desenvolvimento o GisClient possui na Web uma plataforma própria com a descrição da iniciativa, documentos, downloads vários, noticias e mailing lists para troca de informação entre a comunidade de programadores e utilizadores do projeto (http://www.gisclient.net/ - acedido em 20/02/2012). De entre as várias funcionalidades do software os seus criadores destacam as seguintes: ferramentas de navegação, como pan, zoom, seleção de intervalo, medição do comprimento e da área; ferramentas de pesquisa avançada, combinando parâmetros alfanuméricos e geométricos; criação e gestão do projeto utilizando apenas a interface gráfica; 59

83 definição de padrões de pesquisa configurável via interface Web; geração automática de um layout como resultado do modelo de pesquisa; ferramentas para administração de projetos, dos dados e das ferramentas de análise; gestão do acesso aos dados e às ferramentas de análise com base nos perfis do utilizador; impressão em formato PDF ou JPG. O potencial do GisClient está assente na sua arquitetura, desenvolvendo em simultâneo funcionalidades que facilitam a implementação, gestão e configuração de um WebSIG típico através das suas três componentes (Figura 22): GisClient Author; GisClient WS; GisClient OWS. Figura 22 - Esquema ilustrativo dos componentes e funcionamento do GisClient. O GisClient Author é a componente que permite ao administrador criar e gerir um conjunto de projetos WebSIG, através de uma interface gráfica Web (Figura 23). As suas principais funcionalidades são: gestão dos catálogos que conectam as fontes de dados geoespaciais e alfanuméricas que compõem cada um dos projetos; 60

84 manipulação de diferentes tipos de fontes de informação como: RDBMS PostgreSQL / PostGIS; Oracle Spatial; MS SQL Server; MYSQL; Info Mapa TAB; OGR / GDAL; arquivo Shape ESRI; WMS e WFS; utilização de imagens raster em diferentes tipos de formatos (TIF, ECW, MrSID, JPG, PNG, GRASS Raster, etc.) através da utilização de bibliotecas GD ou GDAL; gestão dos elementos-chave de cada mapa, que adota a estrutura de Temas / Grupos Camadas / Camadas / Classes; gestão do "estilo" da representação para entidades geoespaciais, através das funcionalidades UMN MapServer ou através da definição de OGC SLD (Stiled Layer Descriptor); definição de parâmetros de gestão, compatíveis para serviços WMS e WFS da OGC (cliente e servidor); Definição dos modelos de gestão e pesquisa de dados, ligados às entidades geoespaciais, baseados na associação de tabelas. Figura 23 - Aspeto gráfico do GisClient Author ( exemplo de configuração dos dados do projeto SIAGF). O GisClient Author é considerado a funcionalidade chave do software GisClient. Permite ao administrador disponibilizar para os diferentes utilizadores (que podem ter os direitos de acesso configurados consoante as características do seu perfil) um conjunto de ferramentas de pesquisa poderosas e complexas, sem necessidade de escrever ou alterar o código fonte. Além disso, a interface do utilizador permite ainda ao administrador: definir associações entre tabelas (1 para 1 ou 1 para muitos); 61

85 definir as consultas usando "QueryBuilder"; personalizar o formato de dados de saída; conectar com recursos externos (aplicações, gráficos, relatórios de dados) com os parâmetros definidos pelo utilizador. O GisClient WS é a componente de middleware do GisClient. Permite a disponibilização de serviços Web como: configurar um novo mapa baseado no OpenLayers, sem necessidade de escrever novas linhas de código; disponibilizar ferramentas redline e de edição; imprimir documentos com modelo XHTML ou criação de arquivos Geotif. Por sua vez, o GisClient OWS é um serviço Web da OGC que tem por base o MapServer e a partir do qual herdou o código para as diferentes funcionalidades. O Mapfile, usado pelo MapServer (Figura 24), é criado automaticamente pelo GisClient Author, através da sua interface gráfica de utilizador(figura 23). Figura 24 - Exemplo de um ficheiro mapfile (.map) do MapServer gerado através da interface gráfica do GisClient Author aquando da criação do projeto SIAGF. 62

86 4.8.2 PostgreSQL/PostGIS O PostgreSQL é um SGBD relacional utilizado pelo GisClient. Trata-se de um SGBD relacional orientado a objetos, desenvolvido em plataforma Open Source sob licença BSD (POSTGRESQL, 2012). Inicialmente desenvolvido pela Universidade da Califórnia (Berkeley Computer Science Department), possui atualmente mais de 20 anos de desenvolvimento, durante os quais foi pioneiro em muitos conceitos que acabaram por ser integrados mais tarde em bases de dados comerciais. O aspeto objeto-relacional do PostgreSQL adiciona inúmeras capacidades e funcionalidades diretamente ao modelo de dados relacional que podem ser aprofundadas em POSTGRESQL (2012). O PostgreSQL utiliza uma estrutura em tudo similar à das bases de dados proprietárias, consistindo em esquemas, tabelas, vistas e utilizadores. Uma das grandes capacidades do PostgreSQL, extraordinariamente relevante para este trabalho, é o facto de suportar um plug-in espacial chamado PostGIS. O PostGIS é uma extensão do PostgreSQL que permite a introdução, manipulação e análise de informação geográfica. É licenciado sob licença GNU/GPL (General Public Licence), segue as certificações SFS (Simple Feature Specifications) do OGC, fornece funções de geoprocessamento através de comandos SQL e utiliza as bibliotecas PROJ48 e Geos9 com mais de 600 funções para integração em pesquisas espaciais (CONDEÇA, 2009). De acordo com (CAVALLINI et al., 2010) o PostGIS adiciona ao PostgreSQL as três características chave numa base de dados geográfica: a informação acerca da geometria das features; um conjunto de funções para lidar com as geometrias dos elementos e para desenvolver tarefas de geoprocessamento; um mecanismo para indexação espacial, tornando mais eficiente a manipulação de dados geométricos. Uma vez que o PostGIS é construído sobre PostgreSQL, automaticamente herda as suas importantes características Enterprise : garantias de transações, fiabilidade, crash recovery, hot backup, replicação, suporte SQL92 completo, entre outras (CAVALLINI et al., 2010). 63

87 No PostgreSQL toda a informação configurada através do GisClient Author é armazenada sob a forma de tabelas, bem como a informação geográfica, suas características e atributos através da sua extensão do PostGIS. No GisClient a manipulação PostgreSQL/PostGIS é feita recorrendo a uma outra aplicação, designada de PgAdmin (http://www.pgadmin.org/). Trata-se de um popular recurso de administração e plataforma de desenvolvimento para o PostgreSQL de fonte aberta, criado para atender às necessidades dos utilizadores menos familiarizados com programação, permitindo escrever simples consultas SQL para o desenvolvimento de bases de dados complexas O MapServer O MapServer é considerado como um dos mais completos sistemas para disponibilização de dados geográficos em ambiente de redes (Internet e Intranet) possuindo recursos avançados para implementação de soluções corporativas de processamento de dados geográficos (OPENGEO, 2007). O GisClient, reconhecendo todas as suas potencialidades, utiliza o código fonte deste servidor de mapas para as diferentes funcionalidades da aplicação. De entre as suas principais características, BARRIGUINHA (2008) destaca as seguintes: multi-plataforma Linux, Microsoft Windows, Mac OS X, Solaris, entre outros; criação de mapas estruturados em diferentes tipos de camadas; rotulagem de camadas, incluindo controlo de discordância de rótulos; saída formatada por modelos, personalizada; suporte para fontes TrueType; automação de elementos de mapas (escala, mapa de referência e legenda); mapeamento temático usando classes baseadas em expressões lógicas ou expressões regulares; interface para desenvolvimento em PHP, Python, Perl, Ruby, Java, e C#; capacidade de trabalhar com dados matriciais nos formatos: TIFF/GeoTIFF, EPPL7 e vários outros, através da biblioteca GDAL (Geospatial Data Abstraction Library); 64

88 capacidade de trabalhar com dados vetoriais nos formatos: ESRI Shapefiles, PostGIS, ESRI ArcSDE, Oracle Spatial, MySQL e muitos outros, via biblioteca OGR (Simple Feature Library); implementa as principais especificações OpenGIS do Open GeoSpatial Consortium (OGC): WMS (cliente/servidor), WFS não transacional (cliente/servidor), WMC, WCS, Filter Encoding, SLD e GML; tratamento de projeções de mapas em tempo real (mais de mil projeções através da biblioteca Proj4); indexação espacial quadtree para ESRI Shapefiles. O MapServer fornece um CGI com inúmeras funcionalidades para desenvolvimento de aplicações mais simples de SIG em ambiente de internet, possibilitando o desenvolvimento de aplicações sem a necessidade de conhecimentos em programação. Para programadores mais experientes, o MapServer fornece um completo API que pode ser acedido através de várias linguagens de programação (OPENGEO, 2007; BARRIGUINHA, 2008) O MapServer apresenta uma extensa lista de utilizadores que formam uma comunidade ativa. No site principal (http://www.mapserver.org/) existe muita documentação de apoio tal como diversa bibliografia acerca da sua utilização, configuração e diversas aplicações criadas com o software Apache O Apache é um servidor Web Open Source extremamente configurável, robusto e de alta performance, desenvolvido por uma equipa de voluntários (conhecida como Apache Group) e escrito em linguagem C ANSI. No site do apache (http://www.apache.org/) podemos encontrar toda a informação necessária, desde o seu código fonte, relações e correções de bugs, informações sobre CGI s, bases de dados, informações sobre SSL entre outros (ENGELSCHALL, 2001). Segundo a NETCRAFT (2012) o Apache é atualmente mais usado que todos os outros servidores Web do mundo juntos (Figura 25). 65

89 Figura 25 - Comparação da utilização a nível mundial dos principais servidores Web disponíveis no mercado (NETCRAFT, 2012). Entre os tópicos responsáveis pela sua popularidade ALBUQUERQUE e MAESTRELLI (2000) destacam a instalação e configuração simples, suporte a SSL, CGI s e a bases de dados, grande número de listas de discussão e suporte técnico, estabilidade, escalabilidade, segurança quando bem configurado e o facto de ser suportado por diversas plataformas (Linux, Solaris, Digital UNIX, IBM e Windows NT, entre muitas outras) Openlayers O OpenLayers é uma livraria de software aberto, escrita em Javascript, para construir complexas aplicações Web geográficas, capaz de aceder a vários serviços OGC, como WMS e WFS, e ainda a sistemas proprietários como Ka-Map; TMS; WorldWind; GeoRSS; Google, Yahoo, Microsoft e MultiMap (DAVIS et al., 2005; GIOVANNI e VÂNIA, 2010). Um dos seus pontos fortes, face a outros modelos de programação Web mais complexos, é que, sendo totalmente em javascript, pode ser embebida com bastante facilidade na maior parte das páginas Web, independentemente da tecnologia de programação subjacente (RAMOS, 2009). A relativa facilidade com que consegue efetuar o acesso simultâneo a fontes de informação geográfica diversificadas e pela simplicidade da sua inclusão em qualquer tipo de ambiente de programação Web, entende-se ser uma tecnologia a considerar. 66

90 4.9 INSTALAÇÃO E CONFIGURAÇÃO A plataforma utilizada foi Windows 7. O primeiro passo diz respeito à instalação do GisClient. A sua instalação é facilitada através do download de um pacote compactado integrado (.Zip), disponível no site oficial do GisClient, que inclui o MS4W. Esta aplicação é a responsável pela instalação do MapServer para Windows e de todos os aplicativos de acompanhamento necessários ao funcionamento do MapServer e do GisClient. O pacote descarregado incluí: 1. Apache version GisClient PHP version MapServer CGI and MapScript (CSharp, Java, PHP, Python) - support GD , FreeType , GDAL/OGR 1.6.0RC2, 5. PROJ, WMS/WFS, Flash, PDF, ECW3.1, PostGIS, GEOS, 6. libcurl , FastCGI, AGG MapServer utilities 8. gdal/ogr utilities 9. proj.4 utilities 10. shp2tile utility 11. shapelib utilities 12. shpdiff utility 13. avce00 utilities 14. PHP_OGR Extension OWTChart DEMtools utilities A par do software existente neste pacote foi ainda instalado o software PostgreSQL /PostGIS versão 8.1.4,. juntamente com a aplicação PgAdminII. Não se pretende neste trabalho documentar exaustivamente a instalação do MS4W. A sua instalação é simples e não requer outra decisão senão a escolha do disco onde serão instalados os programas e a pasta base. Seguindo a recomendação do pacote de instalação, esta foi efetuada no diretório C:\ms4w. Para o funcionamento da aplicação SIAGF e armazenamento de informação alfanumérica, foi criada uma estrutura de pastas, como a que se descreve: C:\ms4w\apps\gisclient-2.1\public\siagf SIAGF);...\img - (endereço de todas as imagens que complementam os dados do 67

91 SIAGF)....\doc - (endereço dos documentos que complementam os dados do Para o armazenamento e gestão da informação foi criada uma base de dados à qual se deu o nome "siagf". Para o seu correto funcionamento foram criados utilizadores e níveis de permissão (superutilizador) e adicionados 3 esquemas: dados; gisclient 21; public. O esquema dados respeita a toda a informação geográfica presente no SIAGF que é importada utilizando a funcionalidade PostGIS e onde ficam armazenados os seus atributos. No esquema gisclient 21 encontra-se a informação com todos os dados que configuram o SIAGF. As tabelas aqui existentes são preenchidas em função das configurações feita através do GisClient Author. O esquema public armazena a componente espacial do projeto e da informação geográfica, bem como da sua geometria. Também aqui se encontram os códigos ESPG da informação, bem como a caracterização das suas projeções, que permitirão a sua posterior reprojeção para o sistema de coordenadas do projeto SIAGF. A ligação da base de dados ao GisClient fica terminada com a configuração de um ficheiro de configuração (C:\ms4w\apps\gisclient-2.1\config\config.db.php) onde é necessário colocar o nome do utilizador com poderes de "superutilizador" e da sua password (Figura 26). Figura 26 - Configuração do ficheiro php que estabelece a ligação entre a base de dados e o GisClient. 68

92 Como o GisClient é um software/aplicação desenvolvida para facilitar a configuração de todo o processo, qualquer utilizador que se sinta mais à vontade pode fazer muitas das alterações diretamente na base de dados ou nos ficheiros.map do MapServer. Um outro aspeto importante para o funcionamento do sistema tem que ver com os sistemas de coordenadas utilizados. O GisClient possui a capacidade de reprojetar a informação geográfica carregada para um sistema de coordenadas escolhido para o mapa de referência (para o projeto). No entanto, esta reprojeção só é possível se forem conhecidas as características dos sistemas e respetivos parâmetros de transformação, existindo um ficheiro específico para o efeito: C:\ms4w\proj\nad\epsg. Neste ficheiro devem estar armazenados todos os sistemas de coordenadas que a aplicação vai utilizar, caso contrário pode não ser possível visualizar o tema carregado. No caso especifico do SIAGF foi necessário incorporar o sistema de coordenadas de referência PT-TM06/ETRS89 (ESPG 3763) e um outro presente em alguns dos temas, o datum 73/Hayford-Gauss - IGP (ESPG 27493) (Figura 27). Figura 27 - Incorporação de sistemas de coordenadas e respetivos parâmetros de transformação. 69

93 70

94 5 O SIAGF E O SEU FUNCIONAMENTO 5.1 OBJETIVOS DO CAPÍTULO Este capitulo tem como objetivo apresentar o resultado do desenvolvimento da aplicação SIAGF, descreve-se com algum pormenor a sua interface gráfica e faz-se uma abordagem à forma de funcionamento da aplicação e de algumas das suas principais potencialidades. 5.2 A INTERFACE GRÁFICA A interface gráfica do SIAGF foi criada de acordo com o modelo proposto. É bastante intuitiva e utiliza algumas das pré-configurações fornecidas pelo GisClient (Figura 28). Convém referir que à data da realização deste trabalho apenas existia disponível uma versão do GisClient Author em italiano. Assim, a criação e utilização do SIAGF pressupôs a criação de uma versão em português que inclui todo o texto passível de ser lido pelo utilizador aquando da utilização da aplicação. Figura 28 - Interface gráfica do SIAGF. Analise-se então, com mais pormenor, cada uma das áreas que compõem a interface do SIAGF. No cabeçalho foi colocado o nome da aplicação, bem como o nome da plataforma utilizada (Figura 29). 71

95 Figura 29 - Cabeçalho do SIAGF. Imediatamente por baixo localiza-se a denominada barra de ferramentas. Nesta barra encontram-se dispostas todas as ferramentas disponibilizadas pela aplicação (Figura 30). A sua descrição pormenorizada é feita no capitulo seguinte. Figura 30 - Barra de ferramentas. O mapa interativo é o local onde é possível visualizar a informação geográfica com a simbologia que foi configurada através do GisClient Author. (Figura 31). É sobre a informação aqui visualizada que é possível fazer atuar as ferramentas listadas no quadro anterior. Figura 31 - Área de visualização da informação geográfica. O rodapé foi utilizado para permitir a visualização dinâmica das coordenadas correspondentes à posição do cursor tanto em termos de coordenadas cartográficas (valores de X e de Y) como geográficas (latitude e longitude) com a indicação do respetivo sistema de coordenadas de referência (ETRS89/TM06) (Figura 32). Figura 32 - Rodapé do SIAGF com indicação das coordenadas. 72

96 No caso em que se ativem as ferramentas de medição de distâncias ou de áreas, os valores são igualmente apresentados neste espaço (Figura 33). No caso das distâncias é dada informação relativa a distância de cada segmento e à distância total dos vários segmentos desenhados. Em termos de área é apresentada informação do seu perímetro em metros e da área da superfície em m 2. Figura 33 - Rodapé do SIAGF com ativação da ferramenta de medição de distâncias (imagem superior) e com ativação da ferramenta de medição de áreas (imagem inferior). Do lado direito da interface do SIAGF encontra-se o menu de seleção, pesquisa e apresentação de resultados (Figura 34). O menu "Selecionar informação" (para seleção de camadas) é aquele que se visualiza por defeito, pelo que para passar ao menu de pesquisa este terá de ser ativado ao clicar em "Pesquisar informação". Utilizando a ferramenta de zoom podemos localizar, sobre o mapa interativo, a área que pretendemos realçar/visualizar e, ativando ou desativando as camadas disponíveis, visualizar a informação da camada que incide na área em questão. Figura 34 - Barra de seleção, pesquisa e apresentação de resultados. 73

97 No menu "Selecionar informação" encontram-se listados todos os grupos temáticos e camadas que é possível ativar/desativar e visualizar no mapa interativo. Dentro de cada grupo temático encontram-se vários camadas que é possível ativar individualmente ou em grupo (através da simples seleção do grupo temático). Alguma informação (camadas ou etiquetas), apesar de selecionada, pode ter sido configurada, através do GisClient Author para apenas poder ser visualizada a partir de determinada escala por forma a facilitar a leitura da mesma, evitando o excesso de informação, e para não se tornar tão pesada para o sistema. É por exemplo o caso das etiquetas da camada parcelas de ordenamento (Parcelas_UBParadança). Ativando o menu "Pesquisar informação" surge um conjunto de possibilidades de configuração do processo de pesquisa (Figura 35). Se no menu de acesso aos dados se selecionar o campo "Grupos de seleção" estamos a configurar a forma como o sistema vai ser ativado a quando da utilização da ferramenta "Pesquisa" existente no painel de ferramentas. A pesquisa será assim feita de forma espacial, ao selecionar sobre o mapa a informação que interceta com o ponto, linha ou área desenhadas. Figura 35 - Menu de pesquisa de informação por grupos de seleção. Se em vez de "Grupos de seleção" se ativar o campo "Modelos de pesquisa", então a pesquisa será feita através de consulta direta à base de dados e existe a possibilidade de fazer pesquisa condicional com base nos atributos do tema selecionado. O resultado dessa pesquisa pode ser apresentado sob a forma de "Lista" ou "Tabela" (Figura 36). Optando pela apresentação de resultados através de tabela, é gerada uma nova janela com a listagem dos elementos que verificam as condições da pesquisa e com a possibilidade de exportação em formato pdf ou xls. 74

98 Figura 36 - Pesquisa de informação com apresentação em forma de tabela. Na forma de "lista" os dados são apresentados através do surgimento de uma nova janela ao lado do menu "Pesquisar informação" com o nome "Resultados" (Figura 37). Estes dados são listados neste pequeno espaço para simples visualização. Esta forma de pesquisa permite, no entanto, visualizar simultaneamente sobre o mapa os elementos geográficos que verificam as condições da pesquisa, que no caso do SIAGF aparecem realçados com a cor amarelo. Figura 37 - Pesquisa de informação no SIAGF com apresentação em forma de lista. Em ambas as situações o resultado da pesquisa permite visualizar (Figura 38) ou redirecionar para a informação complementar nos casos referidos no Quadro 9 ( Figura 39). As imagens são mostradas automaticamente como resultado da pesquisa enquanto os documentos estão disponíveis através de um link. 75

99 Figura 38 - Apresentação de informação complementar (foto) como resultado da pesquisa da parcela de ordenamento IV1. Figura 39 - Apresentação de informação complementar (documento em pdf) relativa ao lote de venda de material lenhoso 11/

100 A área da legenda mostra todos os temas e camadas visíveis no mapa, à escala atual, associando as respetivas cores e símbolos configurados previamente no GisClient Author (Figura 40). Figura 40 - Apresentação da legenda no SIAGF. O mapa de referência não é mais do que a visão do mapa interativo visualizado na sua extensão máxima (menor escala, pré-definida através do GisClient Author), de forma a permitir um melhor enquadramento da informação visualizada no mapa interativo (Figura 41). Figura 41 - Mapa de referência do SIAGF Um retângulo verde representa a área visualizada no mapa interativo na sua extensão máxima. Arrastando este pequeno retângulo dentro do mapa de referência permite também a alteração do mapa interativo para a área selecionada. 5.3 FERRAMENTAS DOS SIAGF O SIAGF disponibiliza um conjunto diversificado de ferramentas, com as mais diversas funções, que permitem atuar sobre a visualização dos dados, inquirir a base de dados, criar layouts para imprimir ou exportar informação e criar formulários 77

101 para visualização dos resultados da pesquisa. No Quadro 10 é explicado com maior pormenor a funcionalidade de cada uma delas. Quadro 10 - Ferramentas disponíveis no SIAGF. Permite recarregar o mapa na sua máxima extensão Permite visualizar o mapa da vista anterior Permite visualizar o mapa da vista seguinte A escala indica o intervalo em que o mapa é apresentado. Selecionando a pequena seta do lado direito abre uma drop-down com uma lista de escalas pré-definidas que podem ser selecionadas Permite aproximar os objetos (escala maior) Permite afastar os objetos (escala menor) Permite deslocar o ponto de vista sobre o mapa. Permite recarregar o mapa na sua máxima extensão Permite visualizar o mapa da vista anterior Permite recarregar o mapa na sua máxima extensão Permite visualizar o mapa da vista anterior Permite visualizar o mapa da vista seguinte A escala indica o intervalo em que o mapa é apresentado. Selecionando a pequena seta do lado direito abre uma drop-down com uma lista de escalas pré-definidas que podem ser selecionadas Permite aproximar os objetos (escala maior) Permite afastar os objetos (escala menor) Permite deslocar o ponto de vista sobre o mapa. Continua na próxima página... 78

102 Quadro 10 - Ferramentas disponíveis no SIAGF (Continuação). Permite seleção e consulta de objetos no mapa com base na marcação de um ponto, polígono, circulo ou área. Permite inserir comentário sobre o mapa (texto) Permite desenhar sobre o mapa (linhas) Permite apagar linha desenhada sobre o mapa Permite medir o comprimento em metros, sob a forma de distância total e da distância do segmento Permite a medição de áreas em metros quadrados e do seu respetivo perímetro, em metros Permite reconstruir/atualizar o mapa. É útil para repor as definições originais ou apagar qualquer desenho ou seleção que tenha sido feita com a utilização de outras ferramentas No SIAGF esta ferramenta está configurada para produzir um relatório, em pdf, com a informação representada no mapa. É possível fazer algumas configurações como colocar o titulo, escolher a escala de impressão, orientação de folha, formato e a inclusão ou não de legenda Esta ferramenta permite salvar uma cópia da imagem do mapa, em PNG ou TIFF, definindo a resolução (150 ou 300 dpi). Cria uma nova imagem de referência com a mesma extensão e os mesmos elementos que são exibidos atualmente no mapa. Continua na próxima página... 79

103 Quadro 10 - Ferramentas disponíveis no SIAGF (Continuação). Esta ferramenta permite salvar uma cópia da imagem do mapa, em PNG ou TIFF, definindo a resolução (150 ou 300 dpi). Cria uma nova imagem de referência com a mesma extensão e os mesmos elementos que são exibidos atualmente no mapa. Clicando em "opções" abre uma drop-down com algumas configurações possíveis para consulta à base de dados por seleção de objetos diretamente no mapa. Nomeadamente a forma como se pretende que estes sejam apresentados e/ou- a forma de realce visual dado aos objetos selecionados. Ferramenta de ajuda. Permite abrir uma pequena janela com uma pequena explicação das funções de cada uma das ferramentas. 5.4 ALGUMAS APLICAÇÕES PRÁTICAS O SIAGF possui, como foi visto, todas as vantagens de um WebSIG. Foi no entanto projetado de forma a que a sua mais valia se manifeste ao nível da gestão florestal. Este subcapítulo pretende dar a conhecer através de três exemplos práticos todo o seu potencial. Trata-se de situações em que o SIAGF permite extrair quase instantaneamente um vasto conjunto de informação permitindo um ganho considerável de tempo e a desmaterialização dos processos, sempre com a vantagem da sua perceção visual Localização de áreas com problemas de fitossanidade Após uma deslocação ao campo o proprietário ou gestor passam por uma área de povoamento adulto que apresenta sintomas de declínio, tendo sido possível verificar alguns pinheiros secos. Através de um ponto de acesso à internet pode entrar no SIAGF e verificar, no próprio terreno ou em gabinete, que parcela de ordenamento corresponde a área em causa (Figura 42). Pode ainda aceder aos seus atributos e verificar algumas das suas características. 80

104 Figura 42 - Identificação do local e da parcela de ordenamento correspondente. Ativando a cartografia de base percebe que se encontra na parcela de ordenamento III-10 e que se trata portanto de uma área de pinheiro bravo em idade de corte (45 anos). Através do link existente nos atributos das parcelas acede ao plano de intervenções do PGF e consegue perceber que o corte desta parcela estava previsto apenas para o terceiro e quinto ano (Figura 43). No entanto, face ao foco encontrado poderá ser conveniente solicitar a antecipação do mesmo. Figura 43 - Extrato do PGF com a calendarização das operações da parcela III-10 aberto quando selecionado o link "Ver plano de intervenções do PGF". 81

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