DESENVOLVIMENTO DE APLICAÇÃO WEB PARA CONVERSÃO DE COORDENADAS GEOGRÁFICAS

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1 DESENVOLVIMENTO DE APLICAÇÃO WEB PARA CONVERSÃO DE COORDENADAS GEOGRÁFICAS Gabriela Karoline Michelon 1, Cristina dos Santos Ribeiro Martins 2, Claudio Leones Bazzi 1, Felipe Jhonas Meller 1, Paulo Ricardo dos Santos 3, Eduardo Sganderla 1, Kleyton Danilo da Silva Costa 4, Maxwel Rodrigues Nascimento 5, Ana Maria Maciel dos Santos 2, Victor Casimiro Piscoya 2 1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Avenida Brasil, 4232, Independência Medianeira-PR, Brasil. gabilukcs@hotmail.com, bazzi@utfpr.edu.br, felipemeller@alunos.utfpr.edu.br, eduardo.sganderla@gmail.com. 2 Universidade Federal Rural de Pernambuco, Rua Dom Manuel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos Recife-PE, Brasil. crisriibeiromartins@gmail.com, agrom1960@yahoo.com.br. vcpiscoya@hotmail.com. 3 Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Avenida Alberto Lamego, 2000, Parque Califórnia Campos dos Goytacazes-RJ, Brasil. prs_ufal@hotmail.com. 4 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Alagoas, Campus Piranha, Avenida Sergipe, Piranhas-AL, Brasil. kd.agro@gmail.com. 5 Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural, Rua Afonso Sarlo, 160, Bento Ferreira Vitória-ES, Brasil. maxwel.rn88@gmail.com. Resumo - A Agricultura de Precisão preza por gerenciar de forma localizada propriedades agrícolas, utilizando recursos como mapeamento das características do solo e da produtividade por meio de ferramentas computacionais. Os sistemas de informações geográficas são essenciais para se trabalhar com dados geográficos em softwares que permitem realizar o gerenciamento localizado de lavouras. Porém, trabalhar com coordenadas geográficas inclui ter que trabalhar com os diferentes sistemas de projeções cartográficas. Portanto, com intuito de facilitar as conversões de coordenadas geográficas de forma simples e rápida, desenvolveu-se uma aplicação web para conversão de coordenadas geográficas de arquivo shapefile ou texto com projeção decimal, Universal Transversa de Mercator com opções de 5435 tipos de Datums de qualquer projeção para texto ou arquivo shapefile. A aplicação visa dar suporte aos softwares de Agricultura de Precisão que não possuem conversor de coordenadas geográficas, de forma prática ao usuário por ser uma aplicação web e não necessitar ser instalada para utilização. Palavras-chave: Agricultura de Precisão, Sistema de Informação Geográfica, Datum. Área do Conhecimento: Engenharia Agronômica. Introdução A agricultura aliada à tecnologia avançada está sendo caracterizada por novos conceitos, como os conceitos de Agricultura de Precisão (AP). A AP baseia-se no gerenciamento localizado de sistemas agrícolas, utilizando recursos como mapeamento das características do solo, da produtividade, ferramentas de suporte a decisão e aplicação localizada de insumos (ANTUNIASSI; BAIO; SHARP, 2007). Para aplicar as técnicas de AP em uma propriedade agrícola é necessário realizar coleta de dados de fertilidade do solo e coleta de amostras da planta para estimar a produtividade de uma área de cultivo. E para realizar uma grade amostral de uma área, ou representar determinados locais e objetos, é necessário ter os pontos geográficos de suas localizações na superfície terrestre determinados por coordenadas geográficas (ou também conhecidas como geodésicas). As coordenadas geográficas são fundamentais para qualquer análise e interpretação de uma propriedade agrícola, visto que softwares de AP utilizam sistemas de informações geográficas para muitas funcionalidades, como geração de grades amostrais, mapas temáticos e zonas de manejo. No entanto, existem muitos Datums, os quais se caracterizam por uma superfície de referência posicionada em relação a Terra. O Datum padrão utilizado por todos chama-se WGS World Geodetic System, de 1984, utilizado no Sistema Global de Posicionamento (SANTOS, 2014). Muitos softwares necessitam de determinadas projeções de dados geográficos, alguns em metros, outros de 1

2 coordenadas geográficas em graus, outros necessitam de dados em formato de shapefile, além da necessidade de terem projeções espaciais específicas de determinados Datums. Portanto, usuários de Sistemas de Informação Geográfica (SIGs) precisam realizar escolhas de projeção e seleções de Datum sempre que precisam realizar entrada ou importação de dados, fazendo com que necessitem efetuar conversões de coordenadas geográficas de diferentes sistemas cartográficos na utilização de SIGs (GONÇALVES, 2009). No entanto, alguns softwares de AP não possuem conversor de coordenadas geográficas, pois segundo Lima et al. (2001), um dos maiores desafios no uso das geotecnologias é o intercâmbio de dados espaciais, pois em ambientes de sistemas heterogêneos, a conversão de dados representa um custo entre 60% e 80% do custo total na implantação de SIGs. Portanto, este trabalho teve como objetivo desenvolver uma aplicação web gratuita e sem a necessidade de instalar programas adicionais, de modo que o usuário consiga realizar a conversão de coordenadas geográficas apenas acessando um navegador de internet e ter flexibilidade na manipulação dos dados e uso em diversas ferramentas de AP que não possuem conversor de coordenadas geográficas. Metodologia Para implementação da página web utilizou-se a linguagem de programação C# no ambiente integrado de desenvolvimento (IDE) Microsoft Visual Studio Enterprise 2015, com algumas bibliotecas fundamentais para programação utilizando dados geográficos. O banco de dados utilizado foi o PostgreSQL 9.5 com a extensão espacial PostGIS 2.2. Neste banco muitas funções foram utilizadas e criadas com a linguagem PG/PLSQL para manipulação das conversões necessárias. Utilizou-se os softwares QuantumGIS e ArcView 93. O QuantumGIS foi utilizado para visualizar os arquivos shapefile convertidos para verificar a exatidão da conversão para arquivos shapefile e dados de geometria das tabelas criadas no banco de dados. Já o software ArcView foi utilizado para visualizar os pontos convertidos e certificar-se de que a conversão foi realizada corretamente. Os possíveis Datums a serem utilizados nas conversões são os Datums disponibilizados no banco de dados PostgreSQL, totalizando 5435 Datums, os quais possuem projeções de coordenadas geográficas e planas, sendo geográficas: em graus decimais; e planas: Universal Transversa de Mercator (UTM). No sistema de coordenadas decimais, cada ponto é referido por dois ângulos, expresso em graus (NASSEL, 2011): Latitude (de um lugar) - no modelo esférico da Terra, valor do ângulo entre o plano do Equador e o raio que passa por esse lugar ou o arco do meridiano entre o Equador e o lugar; varia de 0º (no Equador) a 90º (nos pólos), Norte ou Sul (no caso do modelo elipsóide da Terra, chama-se latitude geodésica e é o ângulo formado entre a normal ao elipsóide nesse lugar e o plano do Equador). Longitude (de um lugar) - valor do ângulo entre o plano do meridiano desse lugar e um meridiano de referência (atualmente e desde 1884, o semi-meridiano de Greenwich) ou o arco do Equador entre esses meridianos; varia entre 0º e 180º, E ou W. Segundo Nassel (2011), o Sistema UTM utiliza os conceitos e princípios de referenciação de grade geográfica e de quadrícula cartográfica. A quadrícula UTM foi constituída dividindo a superfície terrestre (a parte situada entre os paralelos 84ºN e 80ºS) em 60 fusos (superfície entre dois meridianos consecutivos com amplitude de 6º), numerados de 1 a 60 a partir de Greenwich, e em 20 filas de zona (área entre dois paralelos consecutivos com a amplitude de 8º), identificados por uma letra de C a X (com excepção das letras I e O) a partir de Sul. A página web desenvolvida neste trabalho utilizou as bibliotecas dinâmicas (DLL-do inglês Dynamic Link Library) do PostgreSQL para realizar conversões de dados decimais ou UTM para arquivo shapefile e de shapefile para coordenadas decimais ou UTM. Um arquivo shapefile (SHP) é um arquivo vetorial, pode ser um polígono, multipolígonos, linha, multinhas, ponto, multipontos acompanhado de mais dois arquivos com extensão dbf (arquivo que possui o banco de dados/atributos) e shx (arquivo que cria vínculo entre o shp e o dbf) (SILVA, 2010). Resultados e Discussão 2

3 A página web implementada pode ser acessada através do link: (Figura 1). Nesta página visualiza-se duas caixas de listagem de entrada e duas caixas de listagem de saída. Na caixa de listagem do Formato de entrada deve-se escolher o tipo de origem dos dados (projeção), se são dados de coordenadas decimais, UTM ou shapefile e no quadro de Datum o tipo de Datum de origem. Da mesma forma na saída, deve-se escolher o formato dos dados de saída e o Datum desejado para conversão dos dados de origem. É preciso estar atento à ordem com que as colunas dos dados estão expostas, o conversor funciona somente para a ordem de primeira coluna como longitude e a segunda como latitude. Na Figura 2 é possível visualizar uma conversão de dados de projeção decimal 4291 SAD69 para dados de projeção UTM SAD69/UTM zone 22S. Figura 1 Interface da página web. Figura 2 Conversão de dados geográficos com projeção decimal para UTM. No caso de realizar uma conversão de dados geográficos existentes em um arquivo no formato shapefile, é necessário escolher os três arquivos correspondentes: um arquivo com extensão shp, um 3

4 arquivo com extensão dbf e um arquivo respectivo aos arquivos shp e dbf com extensão shx (Figura 3). Quando se deseja converter dados de origem de texto para shapefile, apenas é necessário escolher no formato de entrada Graus decimais, caso a projeção dos dados de origem seja decimal, ou escolher UTM, caso a projeção de origem seja UTM, além de selecionar o respectivo Datum dos dados de entrada. Como saída, deve-se escolher o formato de saída Shapefile e seu respectivo Datum desejado para obter a conversão de dados para um arquivo shapefile (Figura 4). Figura 3 Conversão de dados shapefile para UTM. Figura 4 Conversão de dados decimais para shapefile. Após a conversão de coordenadas geográficas em texto para um arquivo de shapefile, é disponibilizado ao usuário o download de um arquivo comprimido com vários outros arquivos, sendo um arquivo com extensão shp, outro com extensão dbf e extensão shx. Na Figura 5, é possível visualizar os arquivos comprimidos na pasta recebida pelo usuário no caso de uma conversão de coordenadas geográficas de projeção decimal para projeção UTM com escolha de arquivo shapefile para saída dos dados convertidos (conversão ilustrada na Figura 4). 4

5 Figura 5 Arquivos resultantes de uma conversão de dados UTM para shapefile, disponibilizados ao usuário. Na Figura 6, pode ser visualizado o arquivo shapefile com coordenadas decimais já convertido para coordenadas UTM (as coordenadas utilizadas como exemplo nessa conversão representam os aeroportos do Brasil). Figura 6 Arquivo shapefile resultante da conversão de pontos de coordenadas decimais para projeção UTM aberto no software QuantumGIS. Na Figura 7, é apresentado o desenho dos pontos de coordenadas decimais no software ArcView, pontos os quais foram utilizados no quadro de entrada para resultar na conversão dos dados da Figura 6. Figura 7 Pontos com coordenadas geográficas Projeção SAD69 utilizados para conversão de dados para o formato de dados shapefile. 5

6 Conclusão Portanto, como resultado deste trabalho obtém-se uma aplicação web gratuita disponível online para qualquer usuário que precise converter coordenadas geográficas. Basta que o usuário digite o nome do site em um navegador de internet: Assim, o usuário poderá utilizar softwares de diferentes sistemas de projeções geográficas que não possuem conversor, e converter seus dados com a aplicação web sem a necessidade de realizar qualquer instalação, podendo converter até 5435 Datums diferentes de dados geográficos com projeção decimais e UTM seja em texto ou em arquivo shapefile. Referências ANTUNIASSI, U. R.; BAIO, F. H. R.; SHARP, T. C. Agricultura de Precisão. 21 p. In: Congresso Brasileiro do Algodão, 6. ed., Uberlândia, MG GONÇALVES, J. Conversões de Sistemas de Coordenadas Nacionais para ETRS89 utilizando grelhas. In: VI CNCG p. LIMA, P.; CÂMARA, G.; PAIVA, J. A.; MONTEIRO, A. M. V. Intercâmbio de Dados Geográficos: Modelos, Formatos e Conversores. III Simpósio Brasileiro em Geoinformáica GeoInfo, 2001, Rio de Janeiro. 7 p. NASSEL, C. W. Princípios Básicos de Cartografia e Sistemas de Informação Geográfica. 1. ed. Moçambique: Maputo, p. SANTOS, J. Processamento Digital: Geotecnologias e Software Livre. 1. ed. QGIS 2.4, p. SILVA, V. C. B. Iniciando no ArcGIS. Belo Horizonte: Departamento de Ciências Biológicas Ambientais e da Saúde, Centro Universitário de Belo Horizonte, p. 6