DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA PARA GERAÇÃO DE MAPAS PLUVIOMÉTRICOS

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1 DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA PARA GERAÇÃO DE MAPAS PLUVIOMÉTRICOS Osvaldo Cesar Pinheiro de Almeida 1, Roger Cristhian Gomes 2 1 FATEC, Botucatu, SP, Brasil. cesar@fatecbt.edu.br 2 UNESP Faculdade de Ciências Agronômicas, Botucatu, SP, Brasil, rcristh@hotmail.com 1 INTRODUÇÃO O estudo da dinâmica, espacial e temporal, do fenômeno da precipitação pluviométrica é importante para o planejamento urbano e rural, devido a influência das chuvas na infraestrutura e nos recursos naturais dentro das cidades e no campo, sendo determinístico na ocorrência de eventos como enchentes, erosões, deslizamentos (urbanos), períodos de plantio e previsões (rurais). A necessidade de obter informações sobre precipitação pluviométrica para tomada de decisões é latente e impulsiona várias pesquisas e trabalhos científicos como: onde construir ou não, no caso de estruturas urbanas, ou onde e quando plantar e cultivar determinadas culturas (CABRAL, 2005). O processo de tomada de decisão pode ser auxiliado por tecnologias de informação e softwares específicos. Um sistema de informação geográfica (SIG) pode ser utilizado para a construção de mapas de precipitação pluviométrica, que podem facilitar a observação desse fenômeno. Isso porque torna mais intuitivo o entendimento das informações por meio de mapas do que a análise dos dados de forma analítica (em tabelas). Para que isso possa ser realizado em um SIG, é necessário coletar dados sobre precipitação e referenciar esses dados à uma certa região geográfica. A realização dessas tarefas pode ser demorada e trabalhosa, além de demandar um certo conhecimento do processo. Apesar disso os resultados desse processo podem ser interessantes. Por isso, um sistema que permitisse gerar mapas pluviométricos de maneira mais rápida e prática, sem que isso necessitasse de um grande conhecimento das ferramentas do SIG, poderia ampliar e facilitar o uso e acesso às ferramentas de geoprocessamento. Esse trabalho teve como objetivo desenvolver um sistema de informação geográfico especialista para geração dinâmica de mapas pluviométricos. O SIG desenvolvido é um sistema web com um conjunto de dados sobre precipitação, que permite ao usuário definir uma região e um período e analisar o índice pluviométrico, por meio de um mapas de distribuição de chuvas.

2 2 MATERIAIS E MÉTODOS Para o desenvolvimento do sistema web de visualização de precipitação de chuvas (HidroView) foi necessário inicialmente modelar a base de dados. Nesse modelo foram especificadas as principais informações que serão armazenadas no sistema, como dados de precipitação (estações de coleta de dados e nível de precipitação), além das informações das áreas que serão usadas para interpolação dos dados. A partir desse modelo de dados foi implementada a base em um sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD). O SGBD utilizado nesse projeto foi o MySQL (MYSQL, 2013). Posteriormente foram definidas as funcionalidades do sistema. Uma delas é a de criação de áreas de interesse, onde são definidas as áreas geográficas que serão analisadas. Cada área é definida por uma série de pontos georreferenciados, escolhidos a partir de um mapa do sistema. Os mapas utilizados nesse trabalho são do Google Maps (GOOGLE, 2013). A especificação da área e seus pontos permite também fazer a ligação dessa área com as estações de coleta de informações de chuvas. Outra funcionalidade é a de geração do mapa de interpolação de dados. Nessa opção é possível definir o período (dia, mês e ano), além da área a ser analisada, para que seja gerado o mapa de distribuição de chuvas. A escolha de cada período específico irá gerar um mapa temática distinto. Definidas as funcionalidades foi então implementado o sistema web. Para isso foi utilizada a linguagem JAVA para a implementação das funcionalidades especificadas. Isso permite que, a partir de um mapa georeferenciado, seja incluído na base de dados as informações sobre as áreas demarcadas, seus pontos limítrofes e a ligação com as estações de coleta. Além disso, a partir das informações de uma área demarcada e um determinado período histórico, pode ser gerada e exibida uma imagem que representa o mapa de distribuição de chuvas. Para gerar o mapa temático, foi necessário fazer a interpolação de dados das estações de coleta, utilizado o algoritmo de krigagem (KERRY e HAWICK, 1998). Essa técnica foi implementada no sistema, permitindo que a imagem seja gerada de maneira dinâmica. Assim, com a escolha da área demarcada e o período de análise, o sistema irá consultar os dados sobre pluviometria coletados para cada estação de coleta que faz parte dessa área. Caso os dados sejam de um período maior que um dia, é realizado o cálculo da média do período.

3 Após a implementação do sistema foi realizada a inserção de um conjunto de dados para que pudesse ser realizado o teste funcional do sistema. Para isso, foram utilizadas bases públicas sobre pluviometria disponibilizadas pelo SigRH (Sistema de Informações para Gerenciamento de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo). As informações coletadas representam os dados de quatro estações de monitoramento localizadas no município de Anhembi. Para validação do sistema foi definida uma área, denominada de "Região de Anhembi", contendo quatro pontos delimitadores. A data escolhida foi fevereiro de Com essa data escolhida o sistema gerou uma média da chuva desse período (mês) e iniciou o processo de interpolação por krigagem, originando o mapa de distribuição da precipitação dessa área. 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES A modelagem de dados realizada no trabalho resultou no modelo que originou a criação de cinco tabelas de informações: Áreas (que definem as áreas a serem analisadas); Áreas-Pontos (que definem as áreas limítrofes de cada área); Estação (para armazenar informações sobre as estações de coleta); Área-Estação (que identifica as estações de cada área); e Precipitação (onde são armazenados os dados pluviométricos). O sistema web pode ser acessado a partir de um navegador de internet. Na página inicial do sistema é possível fazer o cadastro de novas áreas demarcadas, basta fazer uma identificação de nome e descrição. Após a criação de uma nova área é possível fazer o cadastro dos pontos que delimitam essa área. Para isso deve ser acessada a página das áreas cadastradas, onde são listadas todas as áreas. Essa página possui dois links, um para adicionar os pontos que delimitam a área e outro para visualizar a área já delimitada, com os postos de coleta existente. Para delimitar uma região é disponibilizado um mapa (visualização do Google Maps) onde o usuário irá identificar os pontos (por coordenadas geográficas) limite de uma região, formando um polígono limítrofe para a região de interesse. A página de visualização da área demarcada exibe a região demarcada pelo usuário, além das estações de coleta de dados pluviométricos pertencentes a essa área. A Fig. 1 ilustra a área demarcada da "Região de Anhembi", onde podem ser observadas as quatro estações de coleta de dados pluviométricos. A partir de um formulário, presente no canto inferior esquerdo dessa página, é possível definir a data (dia, mês e ano) para a

4 qual há interesse em gerar o mapa temático. Escolhida a data, basta clicar no link Show Mapa para que o mapa temático seja gerado e exibido ao usuário do sistema. Figura 1. Ilustração da página de exibição da área demarcada e suas estações de coleta. Usando a área Região de Anhembi e definindo a data como sendo fevereiro de 1995, foi solicitada a geração do mapa temático de precipitação. O mapa temático resultante foi visualizado na página de exibição (Fig. 2), onde é exibida a imagem do mapa sobreposta à região demarcada, para que seja possível fazer uma ligação visual entre a área e a distribuição estimada das chuvas. Apesar de ser possível estimar o valor da precipitação de um determinado ponto, a criação de uma imagem para ilustrá-lo gera um apelo visual que permite interpretar as informações de uma maneira mais simples, facilitando o entendimento sobre os dados trabalhados.

5 Figura 2. Ilustração da página que exibe o mapa de distribuição pluviométrica, onde está ilustrado o mapa pluviométrico gerado para a "Região de Anhembi" no período de fevereiro de CONCLUSÕES O sistema de informação geográfica desenvolvido facilita a exploração do histórico de chuvas em uma região específica, pois torna mais simples a manipulação de uma grande quantidade de dados. Esse sistema possibilita que usuários com conhecimentos básicos de informática possam realizar estudos e pesquisas sobre condições de chuvas em uma área e período de interesse. Com isso, essa ferramenta pode tornar mais ágil a exploração de fenômenos que são influenciados pela precipitação. Possibilitando fazer levantamentos rápidos sobre as variações das condições que afetam os estudos de erosão, escorregamento, cultivo de diversas culturas e determinação de épocas de plantios.

6 5 REFERÊNCIAS Cabral, J. B. P. et al. Uso de técnicas de geoprocessamento para mapear o potencial natural de erosão da chuva na bacia hidrográfica do reservatório de cachoeira dourada GO/MG. Revista RA E GA, n 10, p , Google. Google Maps API. Google. Disponível em: Kerry, K. E., Hawick, K. A.. Kriging Interpolation on High-Performance Computers. In Proceedings of the International Conference and Exhibition on High-Performance Computing and Networking (HPCN Europe 1998). Springer-Verlag, p Mysql. MySQL Server, versão 5.5. Oracle Corporation. Disponível em: