4 DESENVOLVIMENTO DO SIAGF SISTEMA DE INFORMAÇÃO DE APOIO À GESTÃO
4.5 D ESENHO 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;
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 Á
REA DE ESTUDOPara 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.
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 I
NFORMAÇÃO DISPONIBILIZADAComo 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
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
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
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) 2011 www.igeo.pt/
Plano de Gestão Florestal
Limites da propriedade Parcelas de ordenamento Rede viária e divisional Regime florestal
Lotes de material lenhoso Projetos florestais
Vetor Shapefile
Plano de Gestão Florestal do Baldio de Paradança Plano Regional de Ordenamento Florestal Sub-região homogénea Corredor ecológico Vetor Shapefile
Plano regional de ordenamento florestal do Tâmega
Defesa de Floresta Contra Incêndio
Carta de risco de incêndio florestal Faixas de gestão de combustível Pontos de água Postos de vigia WMS Vetor Shapefile
Carta de risco de incêndio florestal
www.igeo.pt/
Plano Municipal de Defesa da Floresta Contra Incêndios de Boticas (PMDFCI)
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) www.icnb.pt/
IGESPAR Sitio Arqueológico
Vetor Shapefile Instituto de Gestão do Património Arquitetónico e Arqueológico (IGESPAR) http://www.igespar.pt/
Cartas de Ocupação do Solo
Corine land cover 2000
Corine land cover 2006 WMS
Instituto Geográfico do Exército (IGEOE)
http://www.igeo.pt/
Carta Militar de Portugal Extratos da Carta Militar de Portugual 1:25000, M888
Raster MrSID
Instituto Geográfico do Exército (IGEOE)
http://www.igeoe.pt/
Ortofotomapas Ortofotos Digitais- Voo
IGP/DGRF 2005
Raster ECW
http://www.igeoe.pt/
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.
Quadro 9 - Disponibilização de Informação não geográfica associada à informação geográfica do SIAGF.
Grupo temático Camada Descrição da informação
associada
Plano de Gestão Florestal
Parcelas de ordenamento
Lotes de material lenhoso
Projetos florestais (PRODER)
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)
Informação dendrométrica do Lote (formato PDF)
Fotos recolhidas no terreno do projeto executado (formato JPG)
4.8 A
S TECNOLOGIASApós 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.
Figura 21 - Arquitetura e tecnologias do SIAGF
4.8.1 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;
• 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;
• 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 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.
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).
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.
4.8.3 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);
• 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