Utilização de Ferramentas Georreferenciadas para auxiliar na tomada de decisão Using Georeferenced Tools to assist in decision-making Claudiano Gonçalves Soares Rodrigo Vitorino Morávia Resumo: Este artigo tem como objetivo mostrar a utilização de Ferramentas Georreferenciadas para auxiliar na tomada de decisão em processos de Business Inteligence (B.I.). Realiza-se uma pesquisa do tipo bibliográfica. Foi apresentada uma visão geral dos diversos conceitos relacionados a Sistemas de Informação Geográfica (SIG), as principais áreas de aplicação e as principais Ferramentas Geográficas existentes no mercado. O estudo permitiu demonstrar os benefícios da utilização destas ferramentas no auxílio à tomada de decisão. Palavras-chave: Sistemas de Informação Geográfica (SIG), Ferramentas Geográficas, Tomada de decisão. Abstract: This article aims to show the use of using Georeferenced tools in decision making processes in the Business Intelligence (BI). Conducted a survey of bibliographic type. Presented an overview of the various concepts related to Geographic Information Systems (GIS), the main areas of application and principal on the market Geographic Tools. The study has demonstrated the benefits of using these tools to aid decision making. Keywords: Geographic Information Systems (GIS), Geographical Tools, Decision Making. 1 INTRODUÇÃO Com base na necessidade de melhoria dos processos de análise de dados de diversas fontes e tipos para obter informações estratégicas constitui-se tema deste artigo a utilização de ferramentas georreferenciadas para auxiliar na tomada de decisão. Graduando do curso Bacharelado em Sistemas de Informação pela Faculdade Infórium de Tecnologia. claudianogsoares@gmail.com Especialista em Gestão da Informação pelo Instituto de Educação Continuada da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Professor da Faculdade Infórium de Tecnologia. rodrigo.moravia@gmail.com
Tendo como base para geração de valor em ambientes corporativos a informação, está se torna o foco em quaisquer pesquisas baseadas em análise de dados. A complexidade existente em análise de dados cresce de forma exponencial, uma vez que é proporcional à evolução tecnológica que possibilita cada vez mais a integração entre pessoas e sistemas computacionais. Atualmente, em termos mundiais, o volume de dados armazenados é gigantesco e continua crescendo rapidamente. Infelizmente, devido à incapacidade do ser humano de interpretar tamanha quantidade de dados, muita informação e conhecimento, possivelmente uteis, podem estar sendo desperdiçados, ficando ocultos dentro das Bases de Dados espalhadas pelo mundo. Em consequência disso, a necessidade de se desenvolver novas ferramentas e técnicas de extração de conhecimento a partir de dados armazenados também vem crescendo e se mostrando cada vez mais indispensável (REZENDE, 2003, P.397). Além do fato do crescimento expressivo de bases de dados, outro fator complexante é o tipo de dados a serem analisados, dados oriundos de fontes em que a melhor opção da obtenção de informações ocorre pela análise dados geográficos é o foco em questão para norteamento desse artigo. Dados geográficos são organizados em bancos de dados geográficos e expostos aos usuários através de ferramentas de georreferenciamento em sistemas computacionais possibilitando a análise dos mesmos para gerar informações geográficas que serão utilizadas de forma estratégica. Recentemente, com o desenvolvimento da tecnologia de armazenamento, a quantidade de dados disponível nas Bases de Dados das organizações tem crescido demasiadamente. Este crescimento inviabilizou a utilização de técnicas manuais para análise desses dados. Ao mesmo tempo, as organizações têm visto a possibilidade de utilizar seus dados a fim de obter conhecimento sobre seus clientes, produtos e parceiros, e assim adquirir vantagem competitiva perante seus concorrentes (REZENDE, 2003, p. 427). Assim, delimitou-se o tema deste artigo a importância da utilização de ferramentas georreferenciadas para auxiliar os processos de tomada de decisão, em cenários de analise de dados geográficos nas corporações. O objetivo geral é demonstrar como a utilização de ferramentas georreferenciadas pode auxiliar na tomada de decisão em processos de B.I. Os
objetivos específicos são: conceituar Sistemas de Informação Geográfica (SIG ), relacionar as suas principais utilizações bem como apresentar as principais ferramentas de georreferenciamento. Acrescenta-se que o termo Business Intelligence, surgiu na década de 80 no Gartner Group 1 e faz referência ao processo inteligente de coleta, organização, análise, compartilhamento e monitoração de dados contidos em Data Warehouse/Data Mart 2, gerando informações para suporte a tomada de decisões no ambiente de Negócios (PRIMARK, 2008, p.2). Assim, a pergunta norteadora deste estudo é verificar se a utilização de ferramentas georreferenciadas pode otimizar processos de tomada de decisão em cenários de análise de dados geográficos. Justifica-se esta pesquisa pela necessidade de melhoria dos processos de obtenção de dados; a utilização de ferramentas computacionais deve possibilitar análises mais precisas e próximas da realidade vivenciada em cenários em que a tomada de decisão se baseia em análise de dados geográficos. Nestes cenários, definir o georreferenciamento como ferramenta de gestão será essencial para o alinhamento das tecnologias disponíveis com os objetivos sociais e de negócio. Quanto à metodologia da pesquisa, trata-se de uma pesquisa do tipo exploratória para a qual utilizou-se como técnica de pesquisa a pesquisa bibliográfica de fontes secundárias. Para compreensão deste tema dividiu-se este artigo em cinco seções. A seção 1, esta introdução, é indicativa do estudo; a seção 2 apresenta uma abordagem teórica sobre informações geográficas; a seção 3 relaciona as principais ferramentas georreferenciadas existentes e componentes; a seção 4 explicita os benefícios da utilização de ferramentas georreferenciadas para auxílio à tomada de decisão; a seção 5 tece as conclusões do estudo. 1 Empresa de consultoria fundada em 1979 por Gideon Gartner, a empresa mantém sua sede em Stamford, Connecticut, Estados Unidos 2 Repositório de dados, é sub-conjunto de dados de um Data warehouse que é o armazém de dados
2 INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS: UMA ABORDAGEM TEÓRICA Considera-se inicialmente as informações que são mensagens recebidas sob forma de dados. Uma mensagem dessas torna-se informação se o seu receptor consegue compreender o seu conteúdo, isto é, associar a ela, mentalmente, um significado (SETZER, 2004). Com base na definição apresentada conclui -se que Informações Geográficas são Informações obtidas através da análise de dados geográficos. Dados geográficos ou georreferenciados são dados espaciais em que a dimensão espacial está associada à sua localização na superfície da terra, num determinado instante ou período de tempo (BORGES, 2002). Sendo assim um dado geográfico pode ser exemplificado pelas coordenadas geográficas de um determinado objeto em um meio espacial. a) Sistemas de Informação Geográfica (SIG) Os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) tem uma origem que se confunde com a da cartografia e com a análise espacial. Na vertente digital remontam aos anos 60, na América e na Europa. O primeiro SIG foi o Canadian Geographic Information System 3, iniciado em 1971 e ainda em funcionamento (GRANCHO, 2005, p.4). Os SIG s surgiram devido à necessidade de automatizar parte do processamento de dados com características espaciais, com o objetivo principal de reduzir os custos de produção e manutenção de mapas. O quadro 1 apresenta algumas definições. 3 Sistema desenvolvido para ajudar na regulação de procedimentos de uso da terra gestão e monitoramento de recursos
Quadro 1 - Definições de Sistemas de Informação Geográficas (SIG). Autor: Queiroz e Ferreira, (2006, p.6) Definição: "O termo sistemas de informação geográfica (SIG) é aplicado para sistemas que realizam o tratamento computacional de dados geográficos. A principal diferença de um 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." Worboys e Duckham, "Os SIG são sistemas computacionais capazes de capturar, modelar, (2004, p.2) armazenar, recuperar, manipular, analisar e apresentar dados geográficos." Fitz (2008) [...] sistema constituído por um conjunto de programas computacionais, o qual integra dados, equipamentos e pessoas com objetivo de coletar, armazenar, recuperar, manipular, visualizar e analisar dados espacialmente referenciados a um sistema de coordenadas conhecido." Fonte: Elaboração do autor Conforme definição de Queiroz e Ferreira (2006, p.6), para cada lote num cadastro urbano, um SIG guarda, além de informação descritiva como proprietário e valor do IPTU, a informação geométrica com as coordenadas dos limites do lote. No desenvolvimento de uma aplicação voltada para auxiliar nos processos de tomada de decisão Persegona e Gama (2004, p.1), definiu o seu trabalho: O Sistema de Apoio a Decisão com Informações Georreferenciadas é uma ferramenta que auxilia aos tomadores de decisão de órgãos públicos ou empresas na elaboração, implantação e acompanhamento de projetos e/ou programas governamentais pela criação de mapas que podem utilizar múltiplas camadas de informações de distintas origens, tais como shapes elaborados em Sistemas de Informações Georreferenciadas e fotografias de satélites. Para esta finalidade o georreferenciamento vem se mostrando extremamente útil para realizar avaliações espaciais do território, no estudo de fenômenos em diversas áreas, principalmente para suporte à tomada de decisão [...]. b) Principais áreas de aplicação de SIG O universo de problemas onde os SIG podem atuar com contribuições substanciais é muito vasto. Atualmente, estes sistemas têm sido utilizados principalmente em órgãos públicos nos níveis federal, estadual e municipal, em institutos de pesquisa, empresas de prestação de serviço de utilidade pública (ex.
companhias de água, luz, telefone, etc), na área de segurança militar e em diversos tipos de empresas privadas (FILHO, 1995). Quadro 2 - Principais Áreas de Aplicação de SIG. Ocupação Humana Uso da Terra Uso de Recursos Naturais Meio Ambiente Atividades Econômicas Fonte: Elaboração do autor. ÁREAS DE APLICAÇÃO Planejamento e Gerenciamento Urbano Saúde e Educação Transporte Segurança Planejamento agropecuário Estocagem e escoamento da produção agrícola Classificação de solos e vegetação Gerenciamento de bacias hidrográficas Cadastramento de propriedades rurais Levantamento topográfico e planimétricos Controle do extrativismo vegetal e mineral Classificação de poços petrolíferos Planejamento de gasodutos e oleodutos Distribuição de energia elétrica Gerenciamento costeiro e marítimo Controle de queimadas Estudos de modificações climáticas Acompanhamento de emissão e ação de poluentes Gerenciamento florestal de desmatamento e reflorestamento. Planejamento de marketing Pesquisas sócio-econômicas Distribuição de produtos e serviços; Transporte de matéria-prima e insumos. Um exemplo da utilização de SIG na área de transporte é apresentado pela figura 1; através da utilização de ferramentas geográficas é possível encontrar caminhos ou, eventualmente, determinar a melhor (mais curta ou mais rápida) rota para entrega de produtos e serviços.
Figura 1 - Melhor caminho: roteiro de inspeção. Fonte: LabGeo / EPUSP. c) Necessidade de ferramentas computacionais Com relação à análise de grandes volumes de dados Resende (2002, p.1) expõe seu ponto de vista: [...] informações não estão disponíveis devido à falta de ferramentas apropriadas para a sua extração; está além da capacidade do ser humano analisar tamanha quantidade de dados e extrair relações significativas entre eles. A tecnologia de Sistemas de Informação Geográfica (SIG) provê ferramentas de software bastante poderosas para realizar o tratamento de dados geográficos (GAZOLA e FURTADO, 2007). O georreferenciamento e suas ferramentas vêm se mostrando extremamente úteis nas avaliações espaciais do território, no estudo de fenômenos em diversas áreas, principalmente em tomadas de decisões (PERSEGONA E GAMA, 2004). 3 COMPONENTES DAS FERRAMENTAS GEORREFERENCIADAS Nos últimos anos, além das tecnologias comerciais, vem surgindo um grande número de tecnologias baseadas em software livre para trabalhar com dados geográficos (QUEIROZ e FERREIRA, 2006). Nesta seção serão apresentados os principais Sistemas Gerenciadores de bancos de dados (SGBD s) utilizados em
cenários de tratamento de dados geográficos, os principais bancos de dados, aplicativos e tecnologias existentes. a) Bancos de Dados Geográficos Conforme descrito por Câmara (2000, p.9), os componentes de bancos de dados geográficos são: bancos de dados, camada de acesso e interface. Na camada de bancos de dados se encontram serviços de armazenamento e gerenciamento de dados espaciais, na camada de acesso se encontram as bibliotecas de funções como TerraLib e ArcSDE e na camada de interface estão as aplicações com interface gráfica integrada com a camada de acesso, ex: TerraView. A figura 2 exemplifica a definição anterior referente às três camadas de bancos de dados geográficos. Figura 2 - Componentes de bancos de dados geográficos, distribuição em camadas: acesso, interface e banco de dados Aplicação TerraView Fonte: Elaboração do autor.
- Postgis para Postgresql O PostgreSQL é um sistema gerenciador de banco de dados objetorelacional, gratuito e de código fonte aberto, desenvolvido a partir do projeto Postgres, iniciado em 1986, na Universidade da Califórnia em Berkeley, sob a liderança do professor Michael Stonebraker (STONEBRAKER E ROWE, 1986). Segundo Ramsey (2002), um dos pontos fortes desse SGBD é seu potencial de extensibilidade, o que possibilitou o desenvolvimento de uma extensão geográfica mais completa, chamada PostGIS. Figura 3 - Tipos de dados espaciais do PostGIS Fonte: QUEIROZ, Gilberto Ribeiro; FERREIRA, Karine Reis. Tutorial sobre Bancos de Dados Geográficos. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2006. -Oracle Spatial O Oracle Spatial é uma extensão espacial desenvolvida sobre o modelo objeto-relacional do SGDB Oracle (MURRAY, 2003). Este modelo permite definir novos tipos de dados, através da linguagem de definição de dados SQL DDL 4, e implementar operações sobre esses novos tipos através da linguagem PL/SQL (URMAN, 2002), que é uma extensão da SQL. Esta extensão é baseada nas especificações do OpenGIS 5 e contém um conjunto de funcionalidades e procedimentos que permite espaciais. armazenar, acessar, modificar e consultar dados 4 Linguagem de definição de dados 5 Organização voluntária internacional de padrões de consenso
O modelo de dados do Oracle Spatial consiste em uma estrutura hierárquica de elementos, geometrias e planos de informação ( layers) 6. Cada plano é formado por um conjunto de geometrias, que por sua vez são formadas por um conjunto de elementos. Cada elemento é associado a um tipo espacial primitivo, como ponto, linha ou polígono (com ou sem ilhas), os quais são mostrados na Figura 4 (QUEIROZ e FERREIRA, 2006). Figura 4 - Tipos espaciais primitivos do Oracle Spatial Fonte: QUEIROZ, Gilberto Ribeiro; FERREIRA, Karine Reis. Tutorial sobre Bancos de Dados Geográficos. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2006. b) Bibliotecas para desenvolvimento de aplicativos geográficos TerraLib é uma biblioteca de código aberto, com classes e funções escritas em C++ para a construção de aplicações de SIG (CÂMARA, 2000). A Geospatrial Data Abstraction Library (GDAL) é uma biblioteca que fornece uma API única de acesso a diversos formatos de dados espaciais, tanto matriciais quanto vetoriais. Seu código fonte é aberto, escrito em linguagem C++. Ela encontrase presente na camada de acesso a dados de vários sistemas livres, como o MapServer (QUEIROZ e FERREIRA, 2006). 6 Camadas
Figura 5 - Biblioteca geográfica TerraLib Fonte: FUNCATE. c) Aplicativos Geográficos -Spring O SPRING é um Sistema de Informação Geográfica, desenvolvido pela Divisão de Processamento de Imagens (DPI) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), possui 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 (QUEIROZ e FERREIRA, 2006). O SPRING possui versões para plataforma desktop e web sendo a versão web escrita em Java, este permite a visualização de dados geográficos armazenados em um servidor remoto, a sua visualização é feita por um navegador (browser), sem a necessidade de programas específicos.
Figura 6- Aplicação Software SPRING Web Fonte: DPI-INPE. Meireles (2009, p.8) apresenta conforme figura 7, a distribuição das unidades do Instituo de educação continuada (IEC) de uma instituição de ensino superior na regional de Belo Horizonte, e na figura 8 apresenta um mapa temático, contendo a distribuição das residências dos alunos de cursos de pós-graduação lato sensu desta instituição utilizando desta ferramenta com o intuito de otimizar os processos acadêmicos e estruturais para tomada de decisão. Figura 7 - Distribuição das unidades do IEC nas regionais de Belo Horizonte Fonte: MEIRELES, Magali Rezende Gouvêa et al. Recuperação de informação no ambiente acadêmico: georreferenciamento dos dados dos estudantes do instituto de educação continuada da PUC Minas. Perspectivas em Ciência da informação, v. 14, n. 3, p. 61-74, 2009.
Figura 8 - Distribuição das residências dos alunos na regional de Belo Horizonte Fonte: MEIRELES, Magali Rezende Gouvêa et al. Recuperação de informação no ambiente acadêmico: georreferenciamento dos dados dos estudantes do instituto de educação continuada da PUC Minas. Perspectivas em Ciência da informação, v. 14, n. 3, p. 61-74, 2009. - Mapserver A principal funcionalidade deste sistema é a renderização 7 de mapas a serem exibidos na Web. Permite tanto a criação de aplicativos Web customizados quanto de servidores de mapas. Originalmente desenvolvido pela Universidade de Minnesota, seu código fonte é aberto, escrito em linguagem C e multiplataforma 8. Uma de suas características é a diversidade de formatos de entrada suportados, tanto vetorial quanto matricial. (QUEIROZ e FERREIRA, 2006). 7 Processo pelo qual pode-se obter o produto final de um processamento digital qualquer 8 Programa ou sistema que pode ser executado em mais de uma plataforma, como Windows e Linux
O MapServer apenas apresenta dados, não tem a capacidade de alterá-los. Para isto, ele precisa dos softwares de geoprocessamento como ArcGIS e Erdas (PERSEGONA e GAMA, 2004). Figura 9 - Chamada à aplicação MapServer através do navegador Web Fonte: QUEIROZ, Gilberto Ribeiro; FERREIRA, Karine Reis. Tutorial sobre Bancos de Dados Geográficos. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2006. - Terraview O TerraView é um aplicativo geográfico construído sobre a biblioteca TerraLib pela DPI do INPE. Assim como a biblioteca, esse aplicativo é distribuído como software livre e com o código fonte aberto, seguindo a licença LGPL 9. Está disponível para os sistemas operacionais Windows e Linux (QUEIROZ e FERREIRA, 2006). O TerraView é composto basicamente por um conjunto de interfaces gráficas que são manipuladas por usuários de SIG e que, internamente, utilizam as funcionalidades da TerraLib. Portanto, o TerraView funciona como uma interface gráfica entre os usuários de SIG e a biblioteca de funções. 9 Licença de software livre
Figura 10 - Software TerraView Fonte: TERRAPLAN. -ArcGIS/ArcSDE ArcGIS é uma coleção de softwares geográficos integrados desenvolvidos pelo Environmental Systems Research Institute (ESRI) 10. Esses softwares manipulam dados geográficos armazenados tanto em arquivos quanto em SGBDs comerciais, com ou sem extensão espacial. Os SGBDs suportados pelo ArcGIS são: IBM DB2 com extensão espacial, IBM Informix com extensão espacial, Microsoft SQL Server, Oracle, Oracle com extensão espacial ou Locator 11 e Microsoft Access. Esse suporte a diferentes SGBDs é implementado pela ferramenta ArcSDE. 10 Empresa americana especializada na produção de soluções para a área de informações geográficas 11 Ferramenta que permite realizar buscas no banco de dados do servidor SQL sem escrever consultas
Figura 11 - Como um dado matricial é armazenado em um SGBD pelo ArcSDE Fonte: QUEIROZ, Gilberto Ribeiro; FERREIRA, Karine Reis. Tutorial sobre Bancos de Dados Geográficos. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2006. 4 BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DE FERRAMENTAS GEORREFERENCIADAS PARA AUXÍLIO À TOMADA DE DECISÃO A utilização de ferramentas georreferenciadas nos processos de tomada de decisão podem possibilitar economia de recursos ou até mesmo aumento de receita. Alguns usos podem não ter retorno financeiro, mas podem proporcionar outros tipos de benefícios, tais como melhores decisões, melhores serviços à população, e melhor imagem à organização. As atividades de uma organização podem ser classificadas em três níveis: nível operacional, nível gerencial, e nível estratégico. Cada nível tem características próprias. As atividades do nível operacional são de natureza distinta das atividades dos níveis gerencial e estratégico, que por sua vez são diferentes entre si (FERRARI, 1997). Conforme definição de Ferrari (1997, p.3), os sistemas de informação geográfica podem ser utilizados nesses três níveis organizacionais. O quadro 3 apresenta os benefícios ao se utilizar ferramentas de SIG em cada um dos níveis.
Quadro 3 Benefícios da utilização de ferramentas de SIG. Nível organizacional Operacional Gerencial Estratégico Fonte: Elaboração do autor. Benefícios ganho de produtividade redução ou eliminação de custos ou riscos qualidade na execução de tarefas melhores (ou novas) informações melhores decisões de caráter tático: planejamento, gerenciamento, alocação de recursos melhor imagem junto a clientes e parceiros compartilhamento de custos novas fontes de receita, aumento de receita Um dos ganhos em relação à forma tradicional de analisar o ambiente é o aumento da objetividade, possibilitando a tomada de decisões sobre uma base mais técnica e menos subjetiva. Como consequência, obtém-se uma menor repetição de processos e procedimentos na rotina das instituições e uma maior racionalização no uso de recursos financeiros.
5 CONCLUSÃO O presente trabalho apresentou uma visão geral dos diversos conceitos relacionados a Sistemas de Informação Geográfica (SIG), as principais áreas de aplicação e as principais ferramentas de SIG para execução de recuperação de informações visando à otimização de processos de tomada de decisão. Buscou-se neste estudo uma base teórica e exemplificação prática da utilização das ferramentas de SIG, e apresentação dos benefícios que estas podem oferecer na tomada de decisão e definição de estratégias de negócio. A visualização de informações através de mapas temáticos e ou interfaces de aplicações Geográficas é claramente vantajosa em relação aos sistemas de recuperação de informação tradicional, pois a análise se torna mais precisa e otimiza tempo na definição de estratégias de gestão pelas organizações, desta forma auxilia processos logísticos e gerenciais. Atualmente existem várias ferramentas de SIG no mercado, neste trabalho foram apresentadas as principais e as suas características; a escolha da ferramenta geográfica pelos responsáveis da área de extração de dados geográficos para obtenção de informações deve ser bem analisada, pois nem sempre a ferramenta utilizada em uma empresa pode ser a melhor opção para outra empresa, dependerá diretamente da finalidade da utilização. Diante do exposto pode-se afirmar que a pergunta de pesquisa do estudo foi respondida e os objetivos foram alcançados, pois foi apresentado de forma clara os conceitos de SIG e suas principais áreas de aplicação, as principais ferramentas de georreferenciamento existentes no mercado, bem como demonstrado através de exemplos da utilização destas a viabilidade sobre a utilização para auxiliar na tomada de decisão. Como trabalhos futuros, sugere-se a realização de um estudo de casos sobre a utilização de alguma das ferramentas apresentadas, com objetivo de comprovar com experiências vivenciadas, os benefícios obtidos e dificuldades enfrentadas na implantação desta no ambiente corporativo.
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