FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO JOSÉ DOS CAMPOS NATHALIA OLIVEIRA MALACHIAS THAIS CRISTINA SIQUEIRA CAMARGO

FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO JOSÉ DOS CAMPOS NATHALIA OLIVEIRA MALACHIAS THAIS CRISTINA SIQUEIRA CAMARGO MODELAGEM DE FERRAMENTA PARA APOIO AO MONITORAMENTO DE QUEIMADAS NA AMAZÔNIA SÃO JOSÉ DOS CAMPOS 2010

NATHALIA OLIVEIRA MALACHIAS THAIS CRISTINA SIQUEIRA CAMARGO MODELAGEM DE FERRAMENTA PARA APOIO AO MONITORAMENTO DE QUEIMADAS NA AMAZÔNIA Trabalho de graduação apresentado à Faculdade de Tecnologia de São José dos Campos, como parte dos requisitos necessários para a obtenção do título de Tecnólogo em Banco de Dados. Orientador: Prof. Carlos Garcia SÃO JOSÉ DOS CAMPOS 2010

NATHALIA OLIVEIRA MALACHIAS THAIS CRISTINA SIQUEIRA CAMARGO MODELAGEM DE FERRAMENTA PARA APOIO AO MONITORAMENTO DE QUEIMADAS NA AMAZÔNIA Trabalho de graduação apresentado à Faculdade de Tecnologia de São José dos Campos, como parte dos requisitos necessários para a obtenção do título de Tecnólogo em Banco de Dados. ELTON OLIVEIRA FERREIRA EDUARDO SAKAUE CARLOS GARCIA, ME / / DATA DE APROVAÇÃO 3

Dedicamos este trabalho aos nossos pais, familiares e amigos. Sem esquecer dos nossos colegas de classe e de nossos professores. 3

AGRADECIMENTOS Agradecemos primeiramente a Deus por dar-nos força e a oportunidade de realizar o curso; a Fatec pelos recursos tecnológicos oferecidos, aos seus docentes pela oportunidade de aprendizado que tivemos; aos colegas de sala pelo companheirismo vivido e não só pelas lições profissionais, mas também da vida pessoal; aos nossos familiares que foram nosso ponto de referência nos momentos difíceis. 4

Respeito a todas formas de vida. Arca Brasil 5

RESUMO A proteção de florestas contra queimadas deve ser um trabalho contínuo, uma vez que constituem perigo constante a sociedade. Assim, a prevenção deve ser praticada constantemente, a fim de evitar que o incêndio atinja proporções incontroláveis, incorrendo em perdas de vidas e danos patrimoniais. O trabalho realizado expõe os problemas das queimadas florestais e as necessidades existentes através da elaboração da modelagem de um sistema que monitore as queimadas e acione as brigadas de incêndios. Foi realizado um estudo sobre SIG (Sistema de Informação Geográfica) e Web Service. Palavras-chave: Incêndio florestal. Web Service. SIG. SMS. 6

ABSTRACT Protecting forests against fire should be a continuous work, since they are constant danger to society. Thus, prevention should be practiced constantly in order to prevent the fire reaching unmanageable proportions, incurring losses of lives and damage to property. The work exposes the problems of forest fires and existing needs through the development of a modeling system that monitors the trigger fires and fire brigades. Applying concepts of Web service, using a georeferenced base area provided by INPE and concepts of GIS. Key-words: Wildfire. Web Service. GIS. SMS. 7

LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Comparação dos focos detectados no Brasil nos anos de 2009 e 2010... 14 Figura 2 - Arquitetura de um Sistema de Informação Geográfica... 20 Figura 3 - Arquitetura Dual... 22 Figura 4 - Arquitetura Integrada... 23 Figura 5 Representação Matricial... 25 Figura 6 Representação Vetorial... 26 Figura 7 - Tabela de dados descritivos e dados geográficos... 27 Figura 8 - Arquitetura da TerraLib... 28 Figura 9 - Associação entre as componentes espaciais e descritivas no SPRING... 30 Figura 10 - Web Service Funcionamento... 32 Figura 11 - Papéis e operações dos componentes da arquitetura Web Services... 33 Figura 12 - Fornece a conexão do WSDL... 37 Figura 15 Arquitetura Geral do Sistema... 48 Figura 16 - Caso de Uso... 50 Figura 17 Diagrama de Sequência: Consulta Dados... 54 Figura 18 - Diagrama de Sequência: Envia SMS... 55 Figura 19 - Diagrama de Classes... 56 8

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS UML: Unified Modeling Language INPE: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais IBAMA: Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis MMA: Ministério do Meio Ambiente SIG: Sistema de Informação Geográfica CAD: Computer-aided Design SGBD: Sistema Gerenciador de Banco de Dados IPTU: Imposto Predial e Territorial Urbano SQL: Structured Query Language XML: Extensible Markup Language HTTP: Hypertext Transfer Protocol 9

SUMÁRIO 1. 0 INTRODUÇÃO... 13 1. 1 MOTIVAÇÃO... 13 1. 2 OBJETIVOS... 15 1.2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO... 15 1. 3 METODOLOGIA... 15 1. 4 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO... 16 2. 0 Banco de Dados Georreferenciado... 17 2. 1 SIG (Sistema de Informação Geográfica)... 17 2.1.1 Geoprocessamento... 17 2.1.2 História do Geoprocessamento... 17 2.1.3 Descrição geral de SIG... 18 2.1.4 Componentes de SIG... 19 2.1.5 Tipos de dados SIG... 20 2.1.6 Arquiteturas SIG... 21 2.1.6.1 Tratamento dos dados geográficos... 21 2.1.6.2 Tecnologias de SIG... 24 2.1.7 Representação Geométrica... 24 2.1.7.1 Conceitos Básicos... 24 2.1.7.2 Armazenamento dos dados... 25 2.1.8 Banco de Dados Geográficos... 27 2.1.9 Terralib - biblioteca para o desenvolvimento de SIG... 28 2.1.10 SPRING - Exemplo de aplicação SIG... 29 2.1.11 Considerações Finais... 30 10

3. 0 Web Service... 31 3. 1 Conceito de Web Service... 31 3. 2 Arquitetura... 33 3. 3 WSDL... 34 3.3.1 XML... 34 3.3.2 Estrutura XML... 35 Características:... 35 3. 4 SOAP... 35 3. 5 UDDI Registry... 36 3. 6 Utilizando Web Service... 36 3. 7 Vantagens e Desvantagens dos Web Services... 37 3.7.1 Vantagens... 37 3.7.2 Desvantagens... 38 3. 8 Considerações Finais... 38 4. 1 As Queimadas Florestais... 39 4. 1 Incêndio Florestal... 39 4.1.1 Causas dos Incêndios... 39 4.1.2 Danos... 40 4.1.3 Detecção e Localização do incêndio... 41 4.1.3.1 Torres de vigilância... 41 4. 2 Métodos de Combate ao Fogo... 42 4. 3 As Brigadas de Incêndio... 43 4. 4 As Unidades de Conservação... 43 4. 5 Necessidades Encontradas... 44 4. 6 Considerações Finais... 45 11

5. 0 Proposta de Solução - Modelagem de sistema... 46 5. 1 Modelagem de sistema... 46 5. 2 Visão Geral... 46 5. 3 Tecnologia Utilizada... 47 5. 4 Requisitos do sistema... 47 5.4.1 Requisitos Funcionais... 47 5.4.2 Requisitos Não Funcionais... 47 5. 5 Arquitetura do sistema... 48 5. 6 Caso de Uso... 50 5. 7 Análises dos Casos de Uso... 51 5.7.1 Selecionar Municípios... 51 5.7.2 Consultar Dados... 52 5.7.3 Receber Alertas via SMS... 53 5. 8 Diagramas de Sequência... 54 5. 9 Diagrama de Classes... 56 5. 10 Conclusões do Capítulo... 56 6. 0 Considerações Finais... 57 6. 1 Contribuições... 57 6. 2 Conclusão... 58 6. 3 Trabalhos Futuros... 58 12

1. INTRODUÇÃO 1. 1 MOTIVAÇÃO Em termos de diversidade e extensão, não há no planeta região comparável à Amazônia, a maior floresta tropical do mundo. No entanto, esse tesouro nacional, se encontra em situação crítica: milhares de desmatamentos e queimadas. A floresta amazônica brasileira permaneceu completamente intacta até o início de 1970, porém, os índices de desmatamento vêm aumentando desde 1991 com o processo de desmatamento num ritmo muito rápido. A criação de gado ainda é a causa predominante, as fazendas de médio e grande porte são responsáveis por cerca de 70% das atividades de desmatamento. Os impactos do desmatamento incluem a perda de biodiversidade, a redução da ciclagem da água e da precipitação e contribuições para o aquecimento global (PHILIP M. 2005). No Brasil, assim como na América do Sul, o homem é o maior causador das queimadas, principalmente na região Amazônica. O país está entre os 10 maiores poluidores do mundo, com mais de 300.000 queimadas e nuvens de fumaça detectadas anualmente através de satélites, e também devastando anualmente em média cerca de 20 mil km2 de florestas naturais. (Fonte: sigma. cptec.inpe.br 18/03/10 11:30) Infelizmente as queimadas estão aumentando excepcionalmente no País, provocando inúmeros problemas para todo o planeta. Segundo dados divulgados pelo INPE, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, no mês de julho de 2010, o Brasil tinha mais do que o dobro de focos de fogo observados no mesmo mês do ano passado (Figura 1). E neste sentido a detecção e a prevenção assumem importância especial a fim de evitar perdas de vidas e danos patrimoniais. O INPE, trabalhando em conjunto com o IBAMA/PROARCO, desenvolve tecnologias e aplicações para a detecção de queimadas. O acesso as informações coletadas 13

pelos satélites estão disponíveis na internet, onde há também oferecimento gratuito de alguns serviços de monitoramento online específicos. A partir desses dados disponibilizados gratuitamente pelo INPE, o desenvolvimento de um sistema operacional que exiba informações detalhadas via web dos municípios situados na região Amazônica e que acione as brigadas mais próximas através de dispositivos móveis, criaria um vínculo mais forte e recorrente aos usuários na detecção das queimadas, tornando o serviço mais imediato e com maiores índices de prevenção. Baseado em tecnologias de baixo custo, esse sistema, serviria como uma grande ferramenta de proteção para a biodiversidade encontrada na região Amazônica, tornandose assim, um método essencial para ajudar os usuários a encontrar intuitivamente e produtivamente a informação pretendida. Figura 1 - Comparação dos focos detectados no Brasil nos anos de 2009 e 2010 (sigma.cptec.inpe.br/queimadas/queimamensal 25/05/10 17:30). 14

1. 2 OBJETIVOS 1.2.1 OBJETIVO GERAL Propor a modelagem de requisitos de um sistema que visa melhorar a detecção de focos de queimadas dos municípios situados na região Amazônica. Disponibilizando os focos de queimadas via interface web e que acione as brigadas mais próximas dos focos detectados através de dispositivos móveis 1.2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO Os objetivos específicos do presente trabalho são: a) Apresentar conceitos sobre Georreferenciamento, SIG e Banco de Dados Geográfico; b) Estudar a forma de comunicação entre Web Services (Cliente e Servidor); c) Adotar padrões de engenharia de software para a modelagem do sistema; d) Modelar um sistema que exiba focos de queimadas da região Amazônica e que acione a brigada mais próxima da queimada detectada pelo sistema; e) Empregar a utilização de envio de dados via SMS para dispositivos móveis. 1. 3 METODOLOGIA Para o desenvolvimento da presente pesquisa, fez-se um levantamento bibliográfico sobre Sistemas de Informações Geográficas e de Web Services. O cumprimento dos objetivos propostos foi baseado na obtenção de dados precisos. Para isso, foram utilizados os dados disponibilizados pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. 15

Foi realizada também, a modelagem do software apresentando a descrição e arquitetura geral do sistema, especificação e os requisitos, os diagramas UML: caso de uso, de sequência e de classe. 1. 4 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO Este trabalho está dividido em cinco capítulos, estando assim distribuídos: No Capítulo 1, encontra-se a introdução, a motivação e os objetivos a serem alcançados com o desenvolvimento do trabalho. No Capítulo 2 é apresentado um estudo sobre Sistemas de Informação Geográfica. Apresenta uma breve definição e a história do Geoprocessamento. Mostra a descrição, os componentes, arquiteturas e tecnologias de um SIG. No Capítulo 3 é abordado o tema Web Services. No Capitulo 4 encontra-se informações sobre as queimadas e incêndios florestais. No Capítulo 5 apresenta informações sobre o desenvolvimento da modelagem do sistema. São descritas a especificação do sistema, a arquitetura geral do sistema, os diagramas de caso de uso, de seqüência e de classe. No Capítulo 6 trata das considerações finais sobre o trabalho e sugestões para trabalhos futuros. 16

2. Banco de Dados Georreferenciado O objetivo deste capítulo é apresentar os principais conceitos de Sistema de Informação Geográfica. Está subdividido em sessões que traçam um breve histórico de Geoprocessamento. As sessões posteriores tratam o conceito de SIG, a descrição, os componentes, arquiteturas e tecnologias. 2. 1 SIG (Sistema de Informação Geográfica) 2.1.1 Geoprocessamento O Geoprocessamento é uma área que influencia diferentes disciplinas do conhecimento de fenômenos ambientais e urbanos, tais como Cartografia, Análise de Recursos Naturais, Transporte, Comunicações, Energia e Planejamento Urbano e Regional. Tendo como objetivo manipular informações geográficas através de recursos computacionais e matemáticos. A partir do momento que o lugar é importante para um determinado problema de um sistema informatizado, então a ferramenta de trabalho a ser utilizada é o geoprocessamento, ou seja, sempre que houver a pergunta onde, haverá uma oportunidade da utilização da tecnologia SIG. (Câmara, 2001) A tecnologia de geoprocessamento envolve a interligação de tecnologias destinadas à captação, organização e desenho de mapas, técnicas de manipulação numérica de imagens digitais e à aquisição, armazenamento, análise e apresentação de referenciados espacialmente. 2.1.2 História do Geoprocessamento Segundo Câmara (2001), a evolução do Geoprocessamento ocorreu da seguinte maneira: 17

Na década de 50, a Inglaterra e os EUA começaram as primeiras tentativas de automatizar parte do processamento de dados com características espaciais. Porém, havia muita dificuldade na área de informática na época. Os primeiros Sistemas de Informações Geográficas surgiram no Canadá, nos anos 60, como parte de um programa do governo para criar um inventário de recursos naturais. Como não existiam soluções comerciais prontas para uso, cada interessado precisava desenvolver seus próprios programas, o que denominava o custo de produção, manutenção e reprodução desses sistemas muito elevados. Ao longo dos anos 70, houve a evolução da tecnologia e dos computadores, surgindo hardwares compatíveis com a ferramenta que agora era nomeada de Sistemas de Informações Geográficas. Foi também nessa época que ocorreu a criação do sistema CAD (Projeto Auxiliador por Computador), melhorando a forma de trabalho de diversas áreas como a engenharia, agronomia, geografia e arquitetura, mas ainda, poucas organizações utilizavam dessa tecnologia. O Sistema de Informação Geográfica começa a ter um acelerado crescimento nos anos 80, se beneficiando com os avanços da microinformática e da criação de centros de estudos sobre o assunto. Nos decorrer dos anos 80, com a evolução tecnológica a ferramenta SIG se popularizou no âmbito organizacional e comercial, como instrumento para tomada de decisão em diversas áreas de atuação. 2.1.3 Descrição geral de SIG O termo Sistema de Informação Geográfica (SIG) é aplicado para sistemas que tratam computacionalmente informações geográficas. Devido a sua grande gama de aplicações, há no mínimo três grandes maneiras para sua utilização (Câmara, 1995): a) Como ferramenta para produção de mapas; 18

b) Como suporte para análise espacial de fenômenos; c) Como um banco de dados geográficos, com funções de armazenamento e recuperação de informação espacial. O SIG se caracteriza por permitir coletas de informações espaciais (provenientes de dados cartográficos, dados de censo e cadastro urbano e rural, imagens de satélite, redes e modelos numéricos de terreno), a utilização de algoritmos de manipulação e análises, o armazenamento a topologia de mapas e apresentação espaciais em diversas projeções. Uma das principais diferenças entre o SIG para um sistema de informação convencional é sua capacidade de armazenar tanto os atributos descritivos como as geometrias dos diferentes tipos de dados geográficos. Por exemplo, ao cadastrar um lote para um sistema urbano, um SIG guarda, além das coordenadas da área do lote (informação geométrica), a descrição do proprietário e o valor do IPTU (informação descritiva). 2.1.4 Componentes de SIG O SIG é composto, de uma forma abrangente, por: a) Interface é o nível mais próximo do usuário, que define como o sistema é operado e controlado; b) Inclusão e integração de dados; c) Funções de análise e consulta espacial é o nível intermediário, ocorrem consultas e processamento de dados; d) Plotagem de dados; 19

e) Armazenamento e recuperação de dados é o nível interno do sistema, que oferece armazenamento, gerencia do banco de dados geográficos, e a recuperação de dados e atributos. As funções de processamento de um SIG operam de uma forma geral, em uma área de trabalho em memória principal. A ligação entre os dados e as funções é feita por mecanismos de seleção ou consulta que definem restrições sobre o conjunto de dados. A Figura 2 ilustra o relacionamento dos principais componentes (Câmara, 1999): Figura 2 - Arquitetura de um Sistema de Informação Geográfica 2.1.5 Tipos de dados SIG O SIG representa uma dualidade básica para o armazenamento dos objetos geográficos: para cada objeto, o SIG necessita armazenar os atributos e representações gráficas associadas a ele (Câmara, 1995). a) Dados temáticos: descreve a distribuição espacial de uma grandeza geográfica, expressa através regiões geográficas definidas por um ou mais polígonos, como os mapas de pedologia e a aptidão agrícola de uma região. 20

b) Dados cadastrais: Um dado cadastral distingue-se de um temático, pois cada um de seus elementos é um objeto geográfico, que possui atributos e pode estar associado a várias representações gráficas. c) Redes: cada objeto geográfico (e.g: cabo telefônico, transformador de rede elétrica, cano de água) possui uma localização geográfica exata e está sempre associados a atributos descritivos presentes no banco de dados. d) Imagens de sensoriamento remoto: Obtidas por satélites, fotografias aéreas ou "scanners" aerotransportados, as imagens representam formas de captura indireta de informação espacial. e) Modelos numéricos de terreno: O termo modelo numérico de terreno (ou MNT) é utilizado para denotar a representação quantitativa de uma grandeza que varia continuamente no espaço. 2.1.6 Arquiteturas SIG 2.1.6.1 Tratamento dos dados geográficos Segundo Câmara (1999), a principal diferença entre os Sistemas de Informações Geográficas está na forma de gerenciamento dos dados geográficos. Há basicamente três diferentes arquiteturas de SIGs que utilizam os recursos de Sistema Gerenciador de banco de Dados: dual, integrada baseada em SGBDs relacionais e integrada baseada em extensões espaciais sobre SGBDs objeto relacionais. a) Arquitetura Dual A arquitetura dual utiliza um SGBD relacional para armazenar os atributos dos objetos geográficos (na forma de tabela) e guarda as representações geométricas destes objetos através de arquivos. 21

No modelo relacional, as linhas da tabela correspondem aos dados e as colunas correspondem aos atributos. Para cada entidade gráfica inserida no sistema é imposto um identificador único, através do qual é feita uma ligação lógica com seus respectivos atributos não-espaciais armazenados em tabelas de dados no SGBD. A principal vantagem desta arquitetura é poder utilizar os SGBDs relacionais disponíveis no mercado, no entanto, como as representações geométricas não são controladas pelo SGBD, ela dificulta questões de otimização de consultas, gerência de transações e controle de integridade e de concorrência. Exemplos de sistemas comerciais baseados em estratégia dual são o ARC/VIEW, MGE e o SPRING. A figura 3 ilustra o funcionamento da Arquitetura Dual: Figura 3 - Arquitetura Dual b) Arquitetura Integrada para Gerência de Dados A arquitetura Integrada armazena tanto o componente espacial com a parte alfanumérica em um SGBD. Utiliza-se dos próprios recursos do SGBD para manipulação de dados espaciais, como gerência de transações, controle de integridade e concorrência. 22

Existem duas formas para a arquitetura integrada: baseada em SGBDs relacionais e baseada em extensões espaciais sobre SGBDs objeto-relacionais. O primeiro tipo de arquitetura, baseada em um SGBD relacional, uitliza BLOBs, campos longos, para armazenar os dados. Porém, essa arquitetura não é capaz de capturar a semântica dos dados, os métodos de acesso e otimização de consultas devem ser implementados pelo SIG e apresenta limitações da linguagem SQL para a manipulação dos dados espaciais. O outro tipo consiste em utilizar extensões espaciais desenvolvidas sobre SGBDs objeto-relacionais (SGBDOR). Estas extensões permitem armazenar, acessar e analisar dados espaciais de formato vetorial. É a mais adequada para tratar dados complexos, como dados geográficos. A figura 4 ilustra o funcionamento da Arquitetura Integrada: Figura 4 - Arquitetura Integrada 23

2.1.6.2 Tecnologias de SIG Atualmente há uma grande variedade de ofertas de SIG, entre elas estão: a) SIG Desktop - ambiente para monousuários com interfaces amigáveis e com crescente funcionalidade. b) SIG Distribuído - armazenam os dados espaciais em ambiente multi-usuário com ênfase em controle de acesso e manutenção de integridade. c) Servidores Web: utilizados para publicação e acesso dados geográficos via Internet e com ênfase em eficiência de acesso e interfaces de navegação. 2.1.7 Representação Geométrica 2.1.7.1 Conceitos Básicos a) Ponto: entidade geográfica que pode ser localizada a partir de um par de coordenadas XY; b) Linha: definido por no mínimo dois pares de coordenadas xy (dois pontos); c) Arco: definido como uma série de coordenadas (x,y), formando segmentos de linhas; d) Polígono: pode ser entendido como um conjunto de arcos que se fecham, servem para representar uma área de mesmo atributo. 24

2.1.7.2 Armazenamento dos dados Há duas grandes classes de representações geométricas: representação vetorial e representação matricial (Câmara, 1999). a) Representação Matricial: Nesta representação, o espaço é representado como uma matriz P(m, n) composto de m colunas e n linhas, onde cada célula possui um número de linha, um número de coluna e um valor correspondente ao atributo estudado e cada célula é individualmente acessada pelas suas coordenadas. Vantagens: apresenta uma estrutura de dados simples, é compatível com dados obtidos por Scanner ou Sensor Remoto e os procedimentos de análises espaciais são simples. Desvantagens: requer grande espaço de armazenamento, a satisfação final do produto depende da resolução do pixel, transformação de sistemas de projeção mais complexos e maior dificuldade em apresentar relações topológicas. A figura 5 a seguir demonstra a representação Matricial: Figura 5 Representação Matricial 25

b) Representação Vetorial: No modelo vetorial, a localização e a aparência gráfica de cada objeto são representadas por um ou mais pares de coordenadas. Este tipo de representação não é exclusivo do GIS: sistemas CAD e outros tipos de sistemas gráficos também utilizam representações vetoriais. Vantagens: pouco espaço de armazenamento, facilidade nas representações de relações topológicas, permite criação de overlays sobre as imagens. Desvantagens: estrutura de dados mais complexa, software e hardware necessários são mais caros, análise espacial mais complexa. A figura 6 a seguir demonstra a representação Vetorial: Figura 6 Representação Vetorial 26

2.1.8 Banco de Dados Geográficos Um Banco de Dados Geográfico é o repositório de dados de um SIG, ou seja, é o local onde os dados geográficos ficam armazenados e podem ser recuperados: seja como imagens, vetores, grades ou ainda em formato descritivo (atributo não espacial) É a integração, numa única base de dados, que armazena tanto a geometria como os atributos do objeto geográfico (Câmara, 1999). 2006): A Figura 7 demonstra um exemplo de Banco de Dados Geográficos (TerraLib, Figura 7 - Tabela de dados descritivos e dados geográficos 27

Na tabela BairrosSP, possui os dados descritivos/alfanuméricos dos bairros como nome, população e área e na tabela de Polygons1, possui os dados geográficos em relação à localização dos bairros no mapa. Os bancos de dados geográficos possuem uma vasta variedade de utilizações, entre elas os sistemas de navegação de veículos; informações sobre redes de distribuição de empresas de serviços públicos, como de energia elétrica, telefone e abastecimento de água; e informações de utilização da terra para ecologistas e estrategistas. 2.1.9 Terralib - biblioteca para o desenvolvimento de SIG TerraLib (Vinhas, 2005) é uma biblioteca desenvolvida pela Divisão de Processamento de Imagens (DPI) do INPE, Funcate e a Tecgraf da PUC-RIO, escrita em linguagem C++, para a construção de aplicativos geográficos de arquitetura integrada. É distribuída como software livre e com o código fonte aberto. A arquitetura da biblioteca é mostrada na Figura 8: Figura 8 - Arquitetura da TerraLib 28

A TerraLib armazena os dados geográficos (vetoriais e matriciais) em SGBDs, seguindo o conceito de arquitetura integrada. Através dos drivers, um banco de dados TerraLib pode ser criado em diferentes tipos de SGBDs, comerciais ou livres, com ou sem extensão espacial. Os SGBDs suportados pela biblioteca são: PortgreSQL, PostGIS, MySQL, Oracle, Oracle Spatial, SQL Server e Microsoft Access. 2.1.10 SPRING - Exemplo de aplicação SIG O nome SPRING é um acrônimo de "Sistema de Processamento de Informações Georeferenciadas, e foi desenvolvido pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE com funções para processamento de imagens, análise espacial, modelagem numérica de terreno, edição, importação, exportação e consultas a um banco de dados geográficos. É distribuído como software livre para os sistemas operacionais Linux e Windows (GeoBRASIL, 2006). O SPRING foi desenvolvido seguindo a arquitetura dual.portanto, em um banco SPRING o dado geográfico é armazenado separadamente, sua componente espacial em arquivos no formato ASCII-SPRING e sua componente descritiva em SGBDs. Os SGBDs suportados pelo SPRING são: Access, MySQL e Oracle. No formato ASCII-SPRING, cada tipo de entidade (pontos, linhas, linhas 3D, etc) é armazenado em um arquivo diferente, refletindo o modelo conceitual do SPRING (GeoBRASIL, 2006). A Figura 9 demonstra a associação entre os componentes no SPRING: 29

Figura 9 - Associação entre as componentes espaciais e descritivas no SPRING 2.1.11 Considerações Finais Foram abordados conceitos de tecnologias para tratamento de informações geográficas: Banco de Dados Geográfico, SIG e Georreferenciamento. No próximo capítulo serão abordados conceitos de Web Service para o entendimento do sistema. 30

3. Web Service O objetivo deste capítulo é apresentar os conceitos de Web Service. O capítulo está dividido em sessões que descrevem o conceito, sua arquitetura, utilização e vantagens e desvantagens do Web Service. 3. 1 Conceito de Web Service Web Services são softwares que oferecem serviços a aplicações remotas, denominadas consumidoras, utilizando a internet como canal de comunicação. Com base na definição do W3C (Word Wide Web Consortium), Web Services são aplicações auto contidas, que possuem Interface baseadas em XML e que descrevem uma coleção de operações acessíveis através de rede, independentemente da tecnologia usada na implementação do serviço (W3C, 2006, p. on line). O Web service possui uma interface que através de protocolos padrões de internet disponibiliza várias operações pela da rede, através da troca de mensagens. A interface do Web Service encapsula os detalhes da implementação do serviço, possibilitando assim que este serviço seja utilizado de forma independente da plataforma na qual foi desenvolvido. Assim, a funcionalidade dos serviços pode ser reutilizada sem que haja preocupação com a implementação. A arquitetura dos Web Services é baseada na interação de três componentes: Provedor de Serviços, Consumidor de Serviços e Registro dos Serviços. A interação destes personagens envolve as operações de publicação, consulta e ligação (KREGER, 2001). Aplicações consumidoras e Web Services podem ser desenvolvidos em diferentes plataformas, utilizando diferentes linguagens de programação, pois utiliza padrões: XML (Extensible Markup Language), SOAP (Simple Object Access Protocol), HTTP, WSDL (Web Service Description Language), UDDI (Universal Description Discovery and Integration). 31

O XML usa atributos e nomes de tags descritivos para descrever o conteúdo de um documento e para exibi-lo em um navegador Web, é necessário que haja uma folha de estilo para transformá-lo em HTML. XML é, portanto, crucial para os Web services, pois é a base para a troca de informações. Figura 10 - Web Service Funcionamento Na arquitetura de um Web Service, como ilustra a Figura 10, o Fornecedor realiza a implementação e a instalação dos componentes necessários a execução do Web Service; o Cliente é o responsável pela aplicação capaz de interagir com o Web Service, através da troca de mensagens SOAP, assim é o cliente o responsável por se conectar ao serviço, enviar as mensagens SOAP e receber os dados vindos do Web Service; o responsável pelas Informações sobre os Serviços é um mecanismo baseado em padrões que permite a 32

classificação, catalogação e o gerenciamento do Web Service, para que ele possa ser localizado e utilizado por outros sistemas. 3. 2 Arquitetura A arquitetura de um Web Service inclui tecnologias capazes de: trocar mensagens, descrever Web Services, publicar e descobrir descrições Web Services. Permite que a integração de sistemas seja realizada de maneira padronizada. Já que é preciso organização num cenário cercado por uma grande variedade de diferentes aplicativos, fornecedores e plataformas. Na arquitetura, a descrição de um serviço cobre todos os detalhes necessários para que haja interação entre os serviços, incluindo o formato das mensagens, protocolos de transporte e localização (Oliveira, 2006). Figura 11 - Papéis e operações dos componentes da arquitetura Web Services 33

A arquitetura de Web Services apresentado na Figura 11 está baseada nas interaçõe s entre um Provedor de Serviço para disponibilizar um serviço, um Solicitante de Serviço que faz uso do serviço e um Registro de Serviço onde os provedores publicam as descrições dos serviços. Ela é composta pelos seguintes elementos: a) WSDL (Web Services Description Language) para descrever os serviços; b) SOAP (Simple Object Access Protocol) utilizado para publicar, localizar e invocar um Web Services em um registro; c) UDDI (Universal Description, Discovery and Integration), um registro que é acessado por clientes para localizar os serviços de que necessitem. 3. 3 WSDL Web Services Description Language é um documento escrito em XML que além de descrever o serviço, especifica como acessá-lo e quais as operações ou métodos disponíveis; ele define parâmetros, tipos de retorno e assinatura do serviço. 3.3.1 XML O XML define as regras para marcação de um documento, o fechamento apropriado de tags, a distinção entre maiúsculas e minúsculas, o aninhamento correto de elementos, etc. O documento XML funciona juntamente com uma série de tecnologias que permitem que programadores manipulem documentos XML acompanhando cada especificação. Essas tecnologias incluem a imposição da estrutura do documento, como o DTD (Document Type Definition) e o XML Schema; recuperação de dados como o Xpath (XML Path), DOM (Document Object Model) e SAX (Simple API for XML); transformação de documentos como o XSLT (Extensible Stylesheet Language Transformation). O XML é ideal para comunicação entre redes heterogêneas porque suas propriedades baseadas em texto tornam-o independente de plataformas 34