LEONARDO AMORIM RAMOS
SOLUÇÃO PARA BUSCA E CHAMADAS DE TÁXIS UTILIZANDO A PLATAFORMA ANDROID
Palhoça 2011
SOLUÇÃO PARA BUSCA E CHAMADAS DE TÁXIS UTILIZANDO A PLATAFORMA ANDROID
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Sistemas de Informação da Universidade do Sul de Santa Catarina, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Sistemas de Informação.
Orientador: Prof. Saulo Popov Zambiasi, Msc.
Palhoça 2011
SOLUÇÃO PARA BUSCA E CHAMADAS DE TÁXIS UTILIZANDO A PLATAFORMA ANDROID
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado à obtenção do título de Bacharel em Sistemas de Informação e aprovado em sua forma final pelo Curso de Graduação em Sistemas de Informação da Universidade do Sul de Santa Catarina.
Palhoça, 23 de novembro de 2011.
______________________________________________________ Professor e orientador Saulo Popov Zambiasi, Msc.
Universidade do Sul de Santa Catarina
______________________________________________________ Profa. Vera Rejane Niedersberg Schuhmacher, MEng.
Universidade do Sul de Santa Catarina
______________________________________________________ Profa. Maria Inés Castiñeira, Dra.
amor e compreensão em todos os momentos e ajudaram a construir este projeto que muda nossas vidas. Ao professor Saulo Popov Zambiasi pela ajuda e atenção ao orientar nosso trabalho.
Às nossas famílias, fonte inspiradora, na qual nos espelhamos e tomamos como exemplo.
Ao professor Saulo Popov Zambiasi, nosso orientador, pelas contribuições, estímulo, atenção e orientação essenciais para o sucesso deste trabalho.
A todos os professores que passaram ao longo da nossa caminhada acadêmica. Aos amigos, pelos momentos de distração, alegria e ajuda.
Requisitar um serviço de táxi pode ser uma tarefa trabalhosa se não houver informação disponível no momento certo. Para turistas ou pessoas que viajam com regularidade, esta atividade passou a ser mais difícil. A crescente evolução dos celulares nos últimos anos possibilitou o surgimento de um novo mercado de aplicativos para dispositivos móveis, no qual os próprios dispositivos passaram a auxiliar as atividades diárias de seu usuário, em qualquer lugar. Neste contexto, este trabalho propõe um protótipo de sistema de informação para dispositivos móveis, que utilizam a plataforma Android, capaz de tornar o processo de requisição de serviço de táxi mais fácil e ágil. Por meio de um receptor de sinais GPS instalado no celular, o usuário pode visualizar a sua localização em um mapa provido pelo serviço de mapas da Google, o Google Maps. A localização dos pontos de táxis mais próximos do usuário são plotados no mapa. Com poucos toques na tela, o usuário pode ter acesso a diversas informações de um determinado ponto de táxi, podendo, também, realizar chamadas telefônicas, para um ponto de táxi de seu interesse, ou requisitá-lo através de mensagens de texto. Com o objetivo de provar a eficiência do sistema desenvolvido, realizaram-se avaliações juntamente com usuários finais utilizando questionários. Os resultados mostraram que o protótipo desenvolvido atingiu o seu objetivo de criar um serviço via dispositivos móveis que forneça mais facilidades para os usuários de táxis.
Ordering a taxi service can be a laborious task if there is no information available at the right time. For tourists or people who travel regularly, this activity has become more difficult. The growing trend of mobile phones in recent years has enabled the emergence of a new market for mobile applications, where devices have their own daily activities to assist its user, anywhere. In this context, this paper aims to propose a prototype information system for mobile devices that use the platform Android able to make the process of requesting taxi service easier and faster. Through a GPS signal receiver installed on the phone, the user can view your location on a map provided by Google Maps service, Google Maps. The locations of taxi stands closer to the user are plotted on the map. With a few taps on the screen, the user can access various information for a particular taxi stand, and can also make phone calls, or through text messages to a taxi stand in your best interest. In order to prove the efficiency of the system developed, evaluations were carried out with end users through questionnaires. The results showed that the prototype achieved its goal of creating a service via mobile devices to provide better facilities for users of taxis.
Figura 1 – Telas do sistema cab4me...22
Figura 2 – Tela do sistema Tarifa de Táxi...23
Figura 3 – Tela do sistema myTaxi. ...24
Figura 4 – Tela do sistema Taxi Magic. ...25
Figura 5 – Logotipo do Android...26
Figura 6 – T-Mobile G1. ...27
Figura 7 – Arquitetura da plataforma Android...28
Figura 8 – Exemplo de activity...32
Figura 9 – Ciclo de vida de uma Activity...32
Figura 10 – Distribuição de satélites GPS...36
Figura 11 – Segmento de controle do GPS...37
Figura 12 – Exemplos de receptores GPS ...38
Figura 13 – Processo de trilateração entre satélites...40
Figura 14 – Tipos de projeções quando à sua superfície...45
Figura 15 – Latitude. ...46
Figura 16 – Longitude. ...47
Figura 17 – Fórmula matemática da escala. ...48
Figura 18 – Exemplos de escalas...48
Figura 19 – Interface do serviço Google Maps. ...50
Figura 20 – Funcionalidade vista da rua do Google Maps...50
Figura 21 – Arquitetura da Solução...55
Figura 22 – Atores do sistema. ...58
Figura 23 – Protótipo da tela principal. ...68
Figura 24 – Protótipo da tela de listagem de pontos de táxis. ...69
Figura 25 – Protótipo da tela de informações de um ponto de táxi...70
Figura 26 – Protótipo da camada de administração...71
Figura 27 – Diagrama de caso de uso – Ator Usuário...72
Figura 28 – Diagrama de caso de uso - Ator Administrador...73
Figura 29 – Diagrama de sequência para o CSU11...75
Figura 33 – Tecnologias e ferramentas utilizadas no sistema. ...80
Figura 34 – Módulo administrador – tela principal...87
Figura 35 – Módulo administrador – formulário de cadastro de ponto de táxi...88
Figura 36 – Módulo cliente – tela principal. ...89
Figura 37 – Módulo cliente – tela de informações de um ponto de táxi. ...90
Figura 38 – Módulo cliente – menu da tela de informações de um ponto de táxi...91
Figura 39 – Módulo cliente – seleção de chamadas. ...92
Figura 40 – Módulo cliente – chamada telefônica. ...93
Figura 41 - Módulo cliente – tela para enviar mensagem de texto...94
Figura 42 – Módulo cliente – menu da tela principal...95
Figura 43 – Módulo cliente – tela de lista de favoritos. ...96
Figura 44 – Módulo cliente – tela de histórico de chamadas. ...97
Figura 45 – Módulo cliente – cálculo de rota...98
Figura 46 – Módulo cliente – tela de custos de uma corrida...99
Figura 47 – Módulo cliente – tela de listagem de pontos de táxis mais próximos...100
Figura 48 – Questionário – Resultados da pergunta 1...102
Figura 49 – Questionário – Resultados da pergunta 2...103
Figura 50 – Questionário – Resultados da pergunta 4...103
Figura 51 – Questionário – Resultados da pergunta 5...104
Figura 52 – Questionário – Resultados da pergunta 6...105
Figura 53 – Questionário – Resultados da pergunta 7...105
Figura 54 – Questionário – Resultados da pergunta 8...106
Quadro 1 - Definições do ator Usuário...58
Quadro 2 - Definições do ator Administrador...59
Quadro 3 - Requisitos funcionais. ...61
Quadro 4 - Requisitos não-funcionais – Usabilidade. ...62
Quadro 5 - Requisitos não-funcionais – Desempenho. ...63
Quadro 6 - Requisitos não-funcionais – Operacionais. ...63
Quadro 7 - Requisitos não-funcionais – Implementação...63
Quadro 8 - Requisitos não-funcionais – Arquitetura...64
Quadro 9 - Regras de negócio. ...66
Quadro 10 - Caso de uso CSU01 – Abrir mapa. ...74
Quadro 11 - Perguntas do questionário. ...101
Quadro 12 - Caso de uso CSU02 - Visualizar posição atual no mapa. ...122
Quadro 13 - Caso de uso CSU03 - Visualizar pontos de táxis através do mapa...123
Quadro 14 - Caso de uso CSU04 - Visualizar lista de pontos de táxis próximos. ...124
Quadro 15 - Caso de uso CSU05 - Visualizar informações de pontos de táxis. ...124
Quadro 17 - Caso de uso CSU06 - Visualizar histórico de chamadas. ...125
Quadro 18 - Caso de uso CSU07 - Gerenciar favoritos. ...125
Quadro 19 - Caso de uso CSU08 - Calcular estimativa de preço de corrida...126
Quadro 20 - Caso de uso CSU09 - Realizar chamada...127
Quadro 21 - Caso de uso CSU10 - Realizar chamada por telefone...127
Quadro 22 - Caso de uso CSU11 - Realizar chamada por SMS. ...128
Quadro 23 - Caso de uso CSU12 - Cadastrar ponto de táxi. ...128
Quadro 24 - Caso de uso CSU13 - Cadastrar ponto de táxi. ...129
1 INTRODUÇÃO... 15 1.1 PROBLEMÁTICA ...16 1.2 OBJETIVOS ...17 1.2.1 Objetivo geral...18 1.2.2 Objetivos Específicos ...18 1.3 JUSTIFICATIVA ...18 1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA ...19 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA... 21 2.1 ESTADO DA ARTE ...21 2.1.1 cab4me ...21 2.1.2 Tarifa de Táxi...22 2.1.3 myTaxi ...23 2.1.4 Taxi Magic...24 2.2 ANDROID...25 2.2.1 Arquitetura...28 2.2.1.1 Kernel... 29 2.2.1.2 Bibliotecas... 30 2.2.1.3 Runtime... 30 2.2.1.4 Framework de aplicativos ... 31 2.3 GPS...34 2.3.1 Segmentos ...35 2.3.1.1 Segmento Espacial ... 35 2.3.1.2 Segmento de Controle ... 36 2.3.1.3 Segmento de Usuário ... 37 2.3.2 Funcionamento...38 2.3.2.1 Modos de Operação... 40
2.4 SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICOS ...41
2.4.1 Definição ...41
2.4.2 Funções ...42
2.4.3 Cartografia ...42
2.4.3.3.1 Latitude...46
2.4.3.3.2 Longitude ...47
2.4.3.4 Escalas... 47
2.5 GOOGLE MAPS ...49
2.5.1 Google Maps API...51
2.5.1.1 Google Geocoding API ... 52
2.5.1.2 Google Direction API... 52
3 MÉTODO... 53
3.1 CARACTERIZAÇÃO DO TIPO DE PESQUISA ...53
3.2 ETAPAS ...54
3.3 ARQUITETURA DA SOLUÇÃO PROPOSTA ...55
3.4 DELIMITAÇÕES...56
4 MODELAGEM DO SISTEMA ... 57
4.1 LINGUAGEM DE MODELAGEM UNIFICADA (UML)...57
4.2 IDENTIFICAÇÃO DOS ATORES ...57
4.3 REQUISITOS ...59
4.3.1 Requisitos funcionais ...60
4.3.2 Requisitos não-funcionais...62
4.4 REGRAS DE NEGÓCIO ...65
4.5 PROTOTIPAÇÃO DAS TELAS...67
4.6 CASOS DE USO ...71
4.6.1 Diagrama de caso de uso ...72
4.6.2 Descrição dos casos de uso ...73
4.6.3 Diagrama de Sequência...74 4.6.4 Diagrama de Classe...75 4.6.5 Diagrama de Utilização ...77 5 DESENVOLVIMENTO ... 79 5.1 TECNOLOGIAS E FERRAMENTAS...79 5.2 HISTÓRICO DO DESENVOLVIMENTO...85 5.3 APRESENTAÇÃO DO SISTEMA ...86 5.3.1 Módulo administrador...86 5.3.1.1 Tela principal ... 86
5.3.2.1 Tela principal ... 89
5.3.2.2 Informações de um ponto de táxi ... 90
5.3.2.3 Chamada telefônica... 91
5.3.2.4 Enviar mensagem de texto ... 93
5.3.2.5 Lista de favoritos... 94
5.3.2.6 Histórico de chamadas ... 96
5.3.2.7 Cálculo de rota ... 97
5.3.2.8 Listagem de pontos de táxis próximos ... 99
5.4 AVALIAÇÃO...100
5.4.1 Interpretação dos resultados...102
5.5 CONSIDERAÇÕES ...107
6 CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS... 109
6.1 CONCLUSÕES ...109
6.2 TRABALHOS FUTUROS ...110
REFERÊNCIAS ... 112
APÊNDICES... 120
APÊNDICE A – CRONOGRAMA... 121
APÊNDICE B – DESCRIÇÃO DOS CASOS DE USO ... 122
1 INTRODUÇÃO
A mobilidade, em relação aos dispositivos eletrônicos, tornou-se fundamental na sociedade contemporânea. É notável a crescente utilização dos telefones celulares e as mudanças de como a sociedade se relaciona e compartilha dados entre si. De acordo com Taurion (2002), esta transformação deve-se, principalmente, à constante busca de informação, ocasionando a criação de novas tecnologias que visam estar disponíveis em locais fora dos nossos lares ou salas de trabalho. Portanto, é possível reconhecer que a necessidade do acesso à informação aumentou consideravelmente ao longo dos anos, e os celulares foram uns dos primeiros dispositivos eletrônicos a agregarem novas tecnologias devido a sua popularidade, e de, também, novas oportunidades.
As facilidades, vantagens e preços acessíveis resultaram em um grande crescimento da procura por esta tecnologia. A Teleco (2011) divulgou que, em fevereiro de 2011, já haviam mais de 200 milhões de celulares no Brasil, ultrapassando a sua população absoluta, 185.712.713 habitantes, segundo o IBGE (2010a). Este cenário favorável impulsionou o mercado de aplicativos voltados para dispositivos móveis no país. Diversas operações feitas nestes aparelhos atualmente, como consultar o saldo do banco ou organizar uma agenda pessoal, já são realizadas facilmente por meio de celular. Uma grande quantidade de aplicativos é criada todos os dias para atender às mais diversas necessidades.
A crescente evolução dos celulares nos últimos anos mudou drasticamente o modo de como os usuários interagem com o aparelho. Hanson (2007) relata que a comunicação sem-fio entre dispositivos eletrônicos permite que seus usuários trabalhem, socializem-se e interajam com outros em qualquer lugar que estejam. Grandes investimentos para aumentar o poder de processamento e a capacidade de armazenamento em memória dos celulares tornaram possível agregar novas funcionalidades para atrair os desejos dos consumidores. É perceptível esta evolução ser vista nos telefones celulares, já que, há alguns anos, os mesmos estavam restritos a somente realizar ligações telefônicas, hoje já é possível escutar músicas, assistir canais de televisão, ler livros, navegar pela Internet, visualizar
e-mails, entre outras funcionalidades, tudo em um mesmo aparelho.
Os celulares acabaram, também, agregando a função de fornecer a localização geográfica de seu usuário. A introdução desta tecnologia nos dispositivos móveis abriu portas para a vinda de serviços baseados na localização para os dispositivos móveis, mais
conhecidos como LBS1. Os sistemas LBS, de acordo a GSMA2 (2011, p. 12, tradução nossa), "são serviços [...] que fornecem aos seus usuários um conjunto de serviços ligados à localização do cliente". Exemplos de sistemas LBS são: busca de restaurantes ou hospitais mais próximos, rastreamento de veículos em tempo real, obter informações metrológicas do local, entre outros. Este novo tipo de interação com o seu usuário final tornou mais prático e simples a execução de tarefas rotineiras e custosas. O exemplo mais famoso de aplicação LBS é o Foursquare3, uma rede social em que seus usuários compartilham os locais que visitaram, podendo receber uma pontuação de acordo com a frequência em que utilizam o sistema.
Em decorrência do alto crescimento das aplicações LBS, surgem novas soluções para problemas já existentes, como é o caso do transporte urbano. Silva e Mateus (2003) afirmam que o transporte é um recurso indispensável para que qualquer país possa se desenvolver. Porém, como comentam os autores, o crescimento desenfreado da frota de carros nos grandes centros urbanos limita este recurso, tornando relevante a busca e a inovação de novos meios de maximizar a facilidade de uso desta demanda que cresce cada dia mais. Entre as soluções possíveis está o uso do serviço de táxi.
Como contribuição no sentido de fornecer informações às pessoas via seus dispositivos móveis, e em concordância com o contexto apresentado no texto acima, este trabalho busca modelar e desenvolver uma aplicação LBS para smartphones4 focada no subsídio e na facilidade às buscas e ao uso dos serviços de táxis como estratégia para melhorar a mobilidade urbana dos centros urbanos, utilizando tecnologias móveis como ferramenta para auxiliar o uso deste tipo de serviço. A premissa específica desse trabalho está baseada na sua facilidade de uso do sistema e no valor agregado oferecido aos seus usuários.
1.1 PROBLEMÁTICA
Muitas pessoas executam suas atividades diárias, seja para lazer ou trabalho, em constante movimento. Seja para ir até ao local de trabalho ou para conhecer uma cidade,
1Location Based Services – Serviços Baseados na Localização.
2GSM Association – Associação de Operadoras de Comunicação móvel. 3http://www.foursquare.com/
quando o deslocamento dessas pessoas se torna logo o suficiente para que ela não possa chegar a tempo no seu destino caminhando, surge a necessidade da utilização de algum meio de transporte motorizado. Para as pessoas que desejam conforto, segurança e flexibilidade, o uso do táxi, como meio de transporte, é uma boa opção. Contudo, apesar das facilidades oferecidas por este tipo de serviço, há de se notar, também, alguns problemas comuns por quem escolhe o táxi como opção de meio de transporte.
Em geral, nota-se que, dependendo muito da cidade, dos serviços de táxis oferecidos e do horário da utilização, os seus usuários podem acabar tendo que esperar muito tempo até a chegada do motorista. Quando o serviço é requisitado em horário de pico, dias chuvosos, frios, o problema torna-se ainda maior. No ponto de vista dos motoristas, é difícil encontrar os seus clientes em locais desconhecidos pelos mesmos, o que pode forçá-los a conduzir os seus veículos sem passageiros (JIANXIN et al, 2009). A dificuldade ainda é maior quando o usuário está em viagem e não consegue dar referências suficientes para um taxista encontrá-lo.
Em tempo, para realizar uma chamada a um táxi, é necessário, obrigatoriamente, conhecer o número do telefone de um ponto de táxi, uma informação quase sempre indisponível para quem realmente deseja. Há também a necessidade de chamar aquele taxista que se encontra mais próximo do cliente, a fim de realizar o embarque com maior rapidez. Pode, também, haver a preferência do usuário por táxis com determinadas características, como, por exemplo, ar-condicionado, televisão, adaptação para deficientes físicos, entre outros. O valor aproximado da corrida é outra informação importante para o cliente poder conhecer as melhores alternativas de serviços de táxis presentes no local.
1.2 OBJETIVOS
Os objetivos deste trabalho estão divididos em: objetivo geral e objetivos específicos.
1.2.1 Objetivo geral
O objetivo deste trabalho é modelar e desenvolver um protótipo de um aplicativo para smartphones com sistema operacional Android que permita ao usuário realizar buscas e chamadas de táxis, baseando-se na sua localidade, com o objetivo de tornar a requisição deste tipo de serviço mais rápido e eficiente.
1.2.2 Objetivos Específicos
São objetivos específicos do projeto:
obter conhecimentos sobre o estado da arte atual sobre sistemas de localização e buscas de serviços de transportes via Internet e smartphones;
apresentar a modelagem do sistema utilizando a linguagem UML5; desenvolver um protótipo baseado na modelagem proposta; efetuar testes para avaliação do protótipo;
apresentar os resultados alcançados.
1.3 JUSTIFICATIVA
É notável a participação dos celulares e de outros dispositivos móveis nas atividades cotidianas da sociedade. De acordo com pesquisas da Gartner (2011), a venda de
smartphones pelo mundo cresceu 96% no terceiro semestre de 2009. Uma enorme quantidade
de aplicativos voltados a esta tecnologia são desenvolvidos para atender os mais variados perfis e necessidades. A PR Newswire (2011) relatou que o mercado de aplicativos móveis é estimado em 6,8 bilhões de dólares, no ano de 2010, com a previsão de crescer para 25
bilhões de dólares no ano de 2015. Este novo cenário possibilitou o surgimento de novas maneiras de acesso à informação e de iteração com outras pessoas.
Todos os recursos oferecidos pelos celulares, aliados à sua popularidade e à facilidade, possibilitam a oportunidade para a criação de novas tecnologias para solucionar problemas comuns da sociedade. O sistema proposto por este trabalho visa a, principalmente, contribuir na agilidade ao acesso às informações sobre a localização de táxis mais próximos geograficamente de tal forma que possa ajudar na sua busca e solicitação deste serviço.
Construir um aplicativo para busca e chamadas de táxis que possa ser utilizado em qualquer lugar é de grande utilidade para pessoas que utilizam os táxis para se locomover. Para os próprios taxistas, também há grandes vantagens em divulgar suas informações no sistema, estimulando, desta forma, os seus serviços para os usuários do software.
Espera-se que o resultado final desta pesquisa consiga trazer valor real para os usuários dos sistemas de táxis, dando-lhes mais rapidez e facilidade no processo de busca e chamada deste tipo de serviço, de modo que estimule o uso de táxis e diminua o número de veículos nos grandes centros urbanos.
1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA
Este trabalho está dividido em seis capítulos que são descritos a seguir:
Os objetivos, as problemáticas e as justificativas são apresentados no Capítulo 1. No Capítulo 2, tem-se a revisão bibliográfica. Nela, são abordados temas a respeito do estado da arte da problemática apresentada nesta pesquisa, da plataforma Android, sua arquitetura e vantagens de sua utilização, uma introdução à tecnologia GPS, noções básicas de Sistemas de Informações Geográficos, assim como cartografia e, também, é abordada a forma com que o Google Maps API facilita a localização de endereços.
Logo após, no Capítulo 3, são descritos o método de desenvolvimento do trabalho e a arquitetura do sistema proposto.
Em seguida, no Capítulo 4, é apresentada a etapa de modelagem do sistema proposto. Toda a arquitetura é apresentada neste capítulo utilizando a notação UML.
Em seguida, no Capítulo 5, é descrita a etapa de desenvolvimento e validação do
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Este capítulo apresenta os assuntos teóricos utilizados pelo presente trabalho, abordando o estado da arte sobre o serviço de busca e chamadas de táxis, os conceitos básicos da plataforma Android, a tecnologia de rastreamento geográfico (GPS), os fundamentos de um Sistema de Informação Geográfico (SIG) e, por fim, um estudo geral sobre o serviço de mapas oferecido pela Google, o Google Maps.
2.1 ESTADO DA ARTE
Esta seção tem como objetivo apresentar as principais e mais importantes soluções tecnológicas presentes no mercado (na data em que esta pesquisa foi elaborada) que visam facilitar o uso de serviço de táxis, realizando comparações de funcionalidades entre elas e indicar pontos que possam ser melhorados.
2.1.1 cab4me
Desenvolvido pela empresa alemã Skycoders, o aplicativo cab4me é o mais conhecido software deste ramo. Possui versões tanto para Android quanto para iPhone. Este aplicativo fornece informações completas de pontos de táxis, como: número de contato, site, formas de pagamentos aceitos, serviços, número de táxis disponíveis, entre outros. Há, também, uma lista de pontos de táxis favoritos criado pelo usuário e uma lista de histórico, com as últimas chamadas realizadas pelo aplicativo. Sua área de cobertura é bastante ampla, podendo, até, os próprios usuários indicarem pontos de táxis que não estão cadastrados (SKYCODERS, 2011). A Figura 1 apresenta algumas telas deste aplicativo.
Figura 1 – Telas do sistema cab4me. Fonte: SKYCODERS, 2011.
Sua interface é simples e intuitiva, porém, às vezes, a mesma pode confundir o usuário por apresentar muitas informações na tela. Já o processo para chamar um táxi é um pouco demorado: para chamar um táxi, é necessário, primeiramente, selecionar no mapa o local de onde o usuário deseja realizar o embarque. Após isso, é plotado no mapa ícones indicando locais que podem conter pontos de táxis. Clicando em um desses ícones, uma tela é aberta listando todas as companhias de táxis do local escolhido. Selecionando um item desta lista, é aberta uma segunda tela contendo as informações do ponto de táxi, onde o usuário pode iniciar uma chamada.
De maneira geral, o aplicativo cab4me possui várias funcionalidades interessantes para requisitar um ponto de táxi próximo ao seu usuário. O seu ponto forte é a riqueza de informações fornecidas pelo aplicativo, o que ajuda muito uma pessoa que necessita de um serviço de táxi para se locomover.
2.1.2 Tarifa de Táxi
Trata-se de um sistema simples, porém funcional. O Tarifa de Táxi é um sistema disponível pela web que fornece informações sobre previsões de custo de rotas pelas principais cidades do Brasil. Há versões tanto para dispositivos móveis quanto para desktop.
Com ele, é possível calcular o valor (aproximado) de uma corrida de táxi, baseando-se na distância da rota e nos valores das bandeiras estipulados por cada cidade (TARIFA DE TÁXI, 2011). Segue a Figura 2 que demonstra tal funcionalidade.
Figura 2 – Tela do sistema Tarifa de Táxi. Fonte: TARIFA DE TÁXI, 2011.
Apesar de fornecer custos de uma rota, o sistema não fornece número para contato de pontos de táxis existentes na cidade, como ocorre no aplicativo cab4me.
2.1.3 myTaxi
Disponível apenas para a Alemanha, o aplicativo myTaxi permite o seu usuário tenha acesso às informações de pontos de táxis espalhados em algumas cidades do país alemão. Há versões somente para iPhone e Android. O sistema automaticamente fornece acesso aos pontos de táxis mais próximos à localização do usuário, possibilitando que o mesmo faça chamadas para pontos de táxis com muita facilidade (MYTAXI, 2011). Sua interface é o seu maior ponto forte: simples e limpa. A Figura 3 mostra uma tela deste aplicativo.
Figura 3 – Tela do sistema myTaxi. Fonte: http://www.mytaxi.net/, 2011.
Para chamar um táxi é fácil e simples: basta clicar sobre um ícone de táxi no mapa para aparecer uma janela no topo da tela. Selecionando a opção “Call”, será feita uma ligação telefônica para o destino escolhido.
2.1.4 Taxi Magic
Mais um aplicativo para dispositivos móveis para busca de pontos de táxis. O Taxi Magic é um sistema disponível para iPhone, Android, Blackberry e Palm que ajuda o seu usuário a encontrar e requisitar um serviço táxi em algumas cidades dos Estados Unidos. Na Figura 4, há uma tela deste sistema.
Figura 4 – Tela do sistema Taxi Magic. Fonte: http://taximagic.com/, 2011.
Com ele, é possível chamar um táxi, rastrear a sua chegada, efetuar o pagamento e receber um recibo eletrônico, tudo diretamente pelo celular. (TAXI MAGIC, 2011).
2.2 ANDROID
Com o objetivo de desenvolver o sistema proposto, é importante conhecer em detalhes a tecnologia que é utilizada. É apresentado, a seguir, a plataforma Android, sua composição, bibliotecas, componentes e os motivos da escolha desta tecnologia.
O Android é uma plataforma de código fonte aberto voltada para dispositivos móveis (como smartphones e tablets). Nesta plataforma, é possível encontrar um sistema operacional baseado em Linux6, diversos aplicativos, e um middleware7 que realiza a
6 Um sistema operacional “de código aberto, desenvolvido por programadores voluntários espalhados por toda
comunicação entre o sistema operacional e os seus aplicativos (GOOGLE, 2011e). Seu futuro e organização é de responsabilidade da Open Handset Alliance (OHA), um grupo de 80 empresas de comunicação, hardware8 e software9, que em conjunto definem rumo da tecnologia (OHA, 2011). “Android foi construído com a intenção de permitir aos desenvolvedores criar aplicações móveis que possam tirar total proveito do que um aparelho portátil possa oferecer. Foi feito para ser verdadeiramente aberto.” (PEREIRA, SILVA, 2009, p. 3).
O logotipo da plataforma pode ser visto na Figura 5.
Figura 5 – Logotipo do Android. Fonte: Google, 2011k.
Em 2007, foi lançado oficialmente o T-Mobile G1, o primeiro smartphone com a tecnologia Android (Figura 6). O seu lançamento causou uma grande surpresa no mercado. Em poucos meses, mais de um milhão de pessoas realizaram o download do kit de desenvolvimento da plataforma. (ROGERS et al, 2009, p. 3).
7 “Camadas de software que não constituem diretamente aplicações, mas que facilitam o uso de ambientes ricos
em tecnologia da informação. A camada de middleware concentra serviços como identificação, autenticação, autorização, diretórios, certificados digitais e outras ferramentas para segurança.” (NRP, 2011).
8 Parte física de um dispositivo eletrônico.
Figura 6 – T-Mobile G1. Fonte: Google, 2011g.
O seu lançamento foi amplamente aceito no mercado, e até hoje é possível perceber o grande crescimento da utilização desta tecnologia. No ano de 2010, o Android tornou-se a plataforma mais popular entre os consumidores, atingindo 32% entre as vendas de
smartphones nos Estados Unidos, de acordo com uma pesquisa da Nielsen (2011). No
segundo trimestre de 2011, 46.775.9 de smartphones utilizando o sistema operacional Android foram vendidos em todo o mundo, o que representa 43,4% de todos os smartphones vendidos no mundo, um crescimento de 29,2% em relação ao ano passado. (GARTNER, 2011). Estes números demonstram o crescimento desta plataforma em âmbito mundial e a possibilidade de abrir novos mercados com esta tecnologia.
O código fonte do Android é licenciado utilizando da Apache Software License
2.0 (GOOGLE, 2011), o que garante que o software possa ser modificado e redistribuído sem
restrições e em qualquer outro tipo de licença, porém exige a inclusão de aviso de direitos autorais. (APACHE, 2011a). Portanto, qualquer desenvolvedor pode contribuir ao projeto, seja implementando novas funcionalidades, traduzindo textos ou encontrando e corrigindo falhas, contribuindo, assim, com o crescimento da plataforma.
Os aplicativos Android são desenvolvidos utilizando a linguagem Java, uma linguagem de programação de alto nível, orientada a objetos, robusta e portável. (ORACLE, 2011).
A sua arquitetura foi desenvolvida de modo a ser compatível independente do
hardware fabricado por diversas empresas. Isto permite que não seja necessário desenvolver
diversos aplicativos diferentes para atender às exigências de dispositivos específicos. (FELKER, DOBBS, 2011).
2.2.1 Arquitetura
A sua arquitetura é dividida em: kernel, bibliotecas, runtime e framework de aplicativos, como representada na Figura 7.
Figura 7 – Arquitetura da plataforma Android. Fonte: Google, 2011e.
No nível mais baixo da arquitetura, encontram-se o kernel e drivers para os diversos dispositivos presentes no smartphone. Logo a acima, há as bibliotecas nativas e o
runtime utilizados pela camada de framework de aplicativos. Esta camada fornece instruções
de alto nível para a criação de aplicativos customizados para o usuário, encontrados na última camada do arquitetura.
Cada camada é brevemente apresentada nas seções a seguir.
2.2.1.1 Kernel
Com o objetivo de utilizar a plataforma Android em diversos tipos de hardwares diferentes, é necessário o uso de um sistema operacional para o gerenciamento de recursos computacionais. De acordo com Tanenbaum (2000, p. 17), um sistema operacional “controla todos os recursos do computador e fornece a base sobre a qual os programas aplicativos podem ser escritos”.
O sistema operacional desenvolvido para gerenciar os processos dos aplicativos, memória e outros recursos de hardware é baseado no sistema operacional Linux versão 2.6, servindo como uma camada de abstração entre os processos dos aplicativos e o hardware do dispositivo móvel. (GOOGLE, 2011e).
No interior de cada sistema operacional, há um componente chamado de kernel. Um kernel, segundo Alecrim (2011):
pode ser entendido com uma série de arquivos escritos em linguagem C e em linguagem Assembly que constituem o núcleo do sistema operacional. É o kernel que controla todo o hardware do computador. Ele pode ser visto como uma interface entre os programas e todo o hardware. Cabe ao kernel as tarefas de permitir que todos os processos sejam executados pela CPU e permitir que estes consigam compartilhar a memória do computador.
Além disso, ele inclui os programas de gerenciamento de memória, as configurações de segurança, o software de gerenciamento de energia e vários drivers de
hardware. (STRICKLAND, 2011). Ele também é responsável pelo driver da câmera digital,
2.2.1.2 Bibliotecas
O Android fornece diversas bibliotecas nativas para os seus aplicativos. Algumas dessas principais bibliotecas são, de acordo com Google (2011e):
Surface Manager: Gerencia a visualização de imagens e o acesso aos dispositivos de saída visuais.
SQLite: Trata-se de um Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD)10 leve e rápido.
FreeType: Responsável por renderizar fontes.
OpenGL ES: Uma API11 para desenvolvimento de formas em 3D.
Midia Libraries: Possibilita a reprodução de áudios e vídeos de diversos formatos. WebKit: Rendizador de páginas web.
Para Strickland (2011), bibliotecas podem ser definidas como “um conjunto de instruções que dizem ao dispositivo como lidar com diferentes tipos de dados”. As bibliotecas mais comuns são as que dão suporte aos reprodutores de mídia. Outra biblioteca comum na atualidade é a de aceleração tridimensional, responsável pelo “acelerômetro”, equipamento responsável pela captação dos movimentos feitos no celular.
2.2.1.3 Runtime
No mesmo nível da camada de bibliotecas, é possível encontrar a camada de runtime (ou camada de execução). De acordo com Pereira e Silva (2009, p. 8), “a pequena camada de execução [...] é uma instância da máquina virtual Dalvik, criada para cada aplicação executada no Android”. O Dalvik é uma máquina virtual criada por Dan Bornstein e projetada especialmente para ser embarcada em dispositivos com recursos limitados.
10 Conjunto de softwares capazes de armazenar, modificar e extrair dados de um banco de dados. (PC
(BORNSTEIN, 2011). É nesta camada que os aplicativos do dispositivo são executados e gerenciados pelo sistema operacional.
2.2.1.4 Framework de aplicativos
Segundo a DocForge (2011, tradução nossa), um framework pode ser definido como “um conjunto de códigos ou bibliotecas que proveem uma funcionalidade comum para toda uma classe de aplicações”. Sua finalidade é dar suporte ao desenvolvimento de aplicações, de modo a torná-lo mais produtivo para a resolução de problemas já solucionados.
Para o suporte ao desenvolvimento de novos aplicativos, a plataforma Android oferece um conjunto de componentes reutilizáveis na sua camada de frameworks. Para cada componente, há uma responsabilidade única em um aplicativo. De acordo com Google (2011h), os componentes são Activities, Services, Content Providers, Broadcast Receivers,
Intents e Intents Fitler.
Uma Activity (Atividade), de acordo com Pereira e Silva (2009), representam uma única janela independente para o usuário. Elas são capazes de agrupar diversos tipos de componentes que irão responder às ações para quem for utilizá-las. Uma aplicação deve conter uma ou mais Activities, sendo que uma deve ser declarada a principal da aplicação, que será executada quando o usuário iniciar o aplicativo pela primeira vez. Um exemplo de
activity pode ser visto na Figura 8.
Figura 8 – Exemplo de activity.
Fonte:http://developer.android.com/guide/topics/ui/layout-objects.html (2011).
Cada Activity possui o seu ciclo de vida, que é gerenciado pelo sistema operacional. Na Figura 9, é representado graficamente esse ciclo, assim como as respectivas funções que são executadas quando um estado é iniciado.
Figura 9 – Ciclo de vida de uma Activity Fonte: Pereira e Silva (2009, p. 12)
Um Activity é capaz de iniciar outra Activity (por meio de Intents, que são apresentados mais à frente), parando a Activity anterior (sem antes salvar os seus dados) e colocando-a em uma pilha de Activities (chamada de “Back Stack”). Quando o usuário pressionar a tecla de voltar ou finalizar o trabalho em uma Activity, a Activity no topo da pilha retorna as suas atividades. (GOOGLE, 2011i).
As Services (Serviços) são “trechos de código que normalmente são executadas em segundo plano pelo tempo de sua criação até o desligamento do dispositivo. Elas geralmente não expõem uma interface ao usuário”. (ROGERS, 2009, p. 7, tradução nossa). Um exemplo possível para uma Service é um aplicativo que reproduz músicas. Enquanto o usuário interage com a interface, haverá uma Service responsável pela leitura e reprodução da música sem que a mesma interrompa ou bloqueie as ações do usuário.
Content Providers (Provedores de Conteúdo) é “a forma de compartilhas dados
entre os aplicativos. Este permite que outras aplicações possam armazenar e recuperar dados no mesmo repositório utilizado por aquela aplicação”. (PEREIRA, SILVA, 2009, p. 15). Os
Content Providers são ativados por meio de Content Resolvers (Resolvedores de Conteúdo).
De acordo com Google (2011h), um Broadcast Receiver (Receptor de Transmissões) são componentes capazes de responder a estímulos do sistema operacional ou de outros aplicativos. Por exemplo, um Broadcast Receiver é capaz de anunciar a um aplicativo que a bateria está fraca. Os Broadcast Receivers não possuem interfaces de usuário. Para que seja possível ativar os componentes anteriormente listados (com exceção dos Content Providers), é necessário o uso de uma Intent (Intenção). Intents são “estrutura de dados que contém uma descrição abstrata de uma operação para ser executada”. (GOOGLE, 2011j, tradução nossa). É possível determinar quais Intents um determinado componente pode receber. Para isso, é necessário o uso de Intent Filters (Filtros de Intenções). Estes filtros são registrados no arquivo AndroidManifest.xml de cada aplicativo. (PEREIRA, SILVA, 2009).
Cada aplicativo deve manter um arquivo contendo as configurações de funcionamento do mesmo. Este arquivo é chamado de AndroidManifest.xml e está localizado no diretório raiz do aplicativo. Nele, é registrada a descrição de todos os componentes, suas classes envolvidas, dados que podem tratar e também permissões de acesso às funcionalidades específicas (como câmera, GPS, telefone, etc.). (PEREIRA, SILVA, 2009). O seu conteúdo é lido pelo sistema operacional no momento em que aplicação é iniciada.
2.3 GPS
Com o avanço tecnológico dos sistemas de navegação por satélites, o GPS (Global Positioning System) deixou de ser exclusiva para militares, navegadores ou agricultores para a obtenção do posicionamento global. De acordo com Sousa e Lima (1997, p. 120), “o surgimento do GPS provocou grandes mudanças nos sistemas convencionais de posicionamento e navegação”. A vinda dessa tecnologia para os dispositivos móveis popularizou o seu uso, possibilitando que aplicativos se comportem de acordo com a posição atual do seu usuário, trazendo uma nova maneira de interatividade para os seus usuários.
Segundo Koolhaas (2011, p. 1, tradução nossa), “o GPS é um sistema de satélite usado na navegação que permite determinar a posição durante 24 horas por dia, em qualquer lugar do planeta e em qualquer condição climática”. Para Monico (2000, p. 2):
[...] o GPS, ou NAVSTAR-GPS (NAVigation Satellite with Time And Ranging), é um sistema de radionavegação desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América - DoD (Department of Defense), com o intuito de ser o principal sistema de navegação das forças armadas americanas.
De acordo com Lammertsma (2005), a história da navegação por satélite teve início na Guerra Fria, durante a corrida espacial entre os Estados Unidos e a União Soviética. Em 1974, é dado início ao projeto NAVSTAR12 pelas forças armadas americanas, como uma ferramenta para auxiliar na criação de estratégias militares. No início do ano de 1995 e com um orçamento de 10 bilhões de dólares, o sistema GPS, como é conhecido hoje, foi oficialmente posto em operação. (KOOLHASS, 2003).
O GPS é amplamente utilizado para diversas finalidades. Além de servir como uma ferramenta para navegação aérea, marítima e terrestre, é possível encontrar o uso deste sistema na cartografia, topografia, georreferenciamento, agricultura, segurança, rastreamento de cargas, entre outras funções. (MONICO, 2000).
Para Koolhass (2003), esse sistema possui várias vantagens em relação a outras formas de navegação, como bússolas, mapas, altímetros, etc. Sua velocidade, precisão e disponibilidade em condições climáticas adversas (chuva, céu nublado, etc.) são as suas maiores características que o torna um sistema altamente confiável. Porém, em locais estreitos
ou fechados, os receptores GPS podem não conseguir realizar a comunicação entre os satélites.
2.3.1 Segmentos
El-Rabbany (2002) define que o GPS é separado em três segmentos: o segmento espacial, o segmento de controle e o segmento de usuário.
2.3.1.1 Segmento Espacial
O segmento espacial, segundo Monico (2000), consiste de 24 satélites distribuídos em seis planos orbitais igualmente espaçados, com quatro satélites em cada plano, numa altitude aproximada de 20.200 km. Essa configuração garante que, no mínimo, quatro satélites
GPS sejam visíveis em qualquer local da superfície terrestre, a qualquer hora. Na Figura 10, é
Figura 10 – Distribuição de satélites GPS. Fonte: Monico, 2000.
Cada satélite é equipado com quatro relógios atômicos, sendo que dois destes utilizam o elemento césio e os outros dois utilizam o elemento rubídio. Esta configuração permite que os satélites tenham o horário exato para transmitir aos receptores, não podendo atrasar mais de 10 nanosegundos. Estes horários são sincronizados a cada quatro horas pelo segmento de controle. (PESTANA, 2011; LAMMERTSMA, 2005).
2.3.1.2 Segmento de Controle
Segundo Alouni (1996), esse segmento é controlado pelo Departamento de Defesa Americano. A principal estação de controle situa-se na cidade de Colorado Springs, Colorado, já as demais estações localizam-se no atol de Kwajalein (Ilhas Marshall, Oceano Pacífico), Havaí (Oceano Pacífico) e nas ilhas de Ascensão (Oceano Atlântico) e Diego Garcia (Oceano Índico). As estações de controles estão localizadas próximo à linha do Equador para evitar
grandes interferências da ionosfera. (LAMMERTSMA, 2005). A localização dessas estações é mostrada na Figura 11:
Figura 11 – Segmento de controle do GPS. Fonte: Monico, 2000.
A função destas estações, segundo Lammertsma (2005), é monitorar todo o sistema GPS na procura de eventuais erros ou inconsistências nos dados emitidos pelos seus satélites, além de corrigir periodicamente os relógios internos dos mesmos.
2.3.1.3 Segmento de Usuário
Neste segmento, de acordo com El-Rabbany (2002), incluem-se todos os receptores utilizados por civis e militares. Para a captação dos sinais emitidos pelos satélites em qualquer lugar do planeta, é necessário o uso de um receptor GPS que é um equipamento eletrônico provido de uma antena, podendo ser interna ou externa. Segundo Koolhaas (2011), há uma grande quantidade de receptores GPS no mercado, e cada ano aparecem novos modelos com diferentes benefícios e características. A Figura 12 fornece dois exemplos de receptores:
Figura 12 – Exemplos de receptores GPS Fonte: Monico, 2000
Para Monico (2000), “há uma grande quantidade de receptores no mercado civil, para as mais diversas aplicações, limitadas apenas pela imaginação dos usuários, o que demonstra que o GPS realmente atingiu sua maturidade”.
2.3.2 Funcionamento
O princípio básico de navegação pelo GPS, segundo Monico (2000), consiste: [...] na medida de distâncias entre o usuário e quatro satélites. Conhecendo as coordenadas dos satélites num sistema de referência apropriado, é possível calcular as coordenadas da antena do usuário no mesmo sistema de referência dos satélites. Do ponto de vista geométrico, apenas três distâncias, desde que não pertencentes ao mesmo plano, seriam suficientes. Nesse caso, o problema se reduziria à solução de um sistema de três equações, a três icógnitas. A quarta medida é necessária em razão do não sincronismo entre os relógios dos satélites e o do usuário, adicionando uma icógnita ao problema.
Lammertsma (2005) descreve, em mais detalhes, os passos necessários para o cálculo da posição geográfica:
1. O receptor recebe o sinal de um satélite GPS.
2. O mesmo determina a diferença entre o tempo atual e o tempo recebido pelo sinal do satélite.
3. A partir desta diferença, é realizado o cálculo para determinar a distância entre o receptor e o satélite, sabendo-se que o sinal foi enviado a uma velocidade próxima da luz.
4. O receptor recebe um sinal de outros dois satélites, e novamente é calculada a distância entre ambos.
5. Conhecendo a distância de três satélites GPS, o receptor determina a sua localização utilizando o princípio matemático chamado trilateração. Esse processo é demonstrado na Figura 13.
A trilateração corresponde a um cálculo matemático para conhecer os pontos de intersecção entre três esferas. No caso do sistema GPS, o raio de cada uma dessas esferas é equivalente à distância entre o satélite e a antena, que foi calculada pelo receptor. Fazendo a intersecção dessas três esferas, é possível identificar dois pontos que são comuns às mesmas (como pode ser visto na Figura 13, item c). Utilizando o planeta Terra como uma quarta esfera, descarta-se um ponto e somente o outro ponto é comum entre as quatro esferas. Este ponto é a posição exata do usuário. Para que os cálculos das distâncias sejam feitas corretamente, é importante que os relógios internos dos satélites estejam precisos e sincronizados, sendo estes constantemente atualizados pelos segmentos de controle do sistema. (PESTANA, 2011).
Figura 13 – Processo de trilateração entre satélites Fonte: Lammertsma, 2005
De acordo com El-Abbany (2002), somente três satélites são necessários para determinar a posição de um alvo na superfície terrestre. Porém, na prática, há a necessidade da participação de um quarto satélite para a sincronia de horários entre os satélites e o receptor.
2.3.2.1 Modos de Operação
De acordo com Monico (2000), o sistema GPS possui dois padrões de operação: Standard Positioning System (SPS): Disponível para todos os usuários civis. Possui
uma margem de erro entre 100 e 140 metros, com um nível de confiança de 95%. Precise Positioning System (PPS): Restrito ao uso militar e de usuários autorizados.
Sua margem de erro é de 1 a 20 metros.
Segundo o autor, o sistema GPS pode ter precisão maior do que estes dois padrões de operação. Porém, por se tratar de um sistema global, uma margem de erro menor pode por em risco os aspectos de segurança.
2.4 SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICOS
O capítulo apresentado a seguir abrange os conceitos e utilizações dos Sistemas de Informações Geográficos, assim como noções básicas de cartografia para compreender, com maiores detalhes, os tipos de dados que este sistema gerencia.
2.4.1 Definição
Há diversas definições aceitas para entender o conceito de Sistema de Informação Geográfico (SIG ou GIS - Geographic Information System, traduzido para o inglês). Para Câmara e outros (1996, p. 3), SIG “são sistemas de informação construídos especialmente para armazenar, analisar e manipular dados geográficos”. Segundo Davis (2001, p. 13, tradução nossa), um SIG pode ser definido como “tecnologias e metodologias para coletar, gerenciar, analisar, modelar e apresentar dados geográficos para uma ampla gama de aplicações”, já para Longsdon (1995, apud FRENCH, 1996, p. 187, tradução nossa) trata-se de “um sistema composto por hardware, software e processos designados para suportar a captura, gerenciamento, manipulação, análise e visualização de dados espaciais com a finalidade de solucionar problemas complexos de gestão”.
Devido a estas definições, podemos perceber a importância de uso de um SIG quando existir a necessidade de conhecer o local de um dado.
Pode-se dizer, de forma genérica, “Se onde é importante para seu negócio, então Geoprocessamento é uma ferramenta de trabalho”. Sempre que o onde aparece, dentre as questões e problemas que precisam ser resolvidos por um sistema informatizado, haverá uma oportunidade para considerar a adoção de um SIG. (CÂMARA; DAVIS, 2011, p. 1).
2.4.2 Funções
Uma vez entendidas as definições de um SIG, há de se conhecer, também, a maneira de como estes sistemas operam. Um SIG exerce diversas funções para tornar possível um gerenciamento de dados espaciais. Estas funções são descritas, a seguir, baseando-se nas definições de Davis (2001, p. 15):
Coletar: obter dados geográficos a partir de diversas fontes, como, por exemplo, imagens de satélites, mapas, Internet, textos, etc.
Armazenar e gerenciar: integrar os dados coletados em uma base de dados geográfica, de maneira que possam ser recuperados de maneira eficiente.
Recuperar: selecionar os dados desejados para que possam ser utilizados por quem o necessita.
Converter: transformar um dado de um determinado tipo para outro. Ex.: Converter a projeção de um mapa.
Analisar: uso de técnicas para obter informações sobre os dados armazenados. Modelar: tornar os dados mais simples de acordo com um contexto.
Visualizar: apresentar dados em vários formatos diferentes. Ex.: Mapas, gráficos, imagens.
2.4.3 Cartografia
Por séculos o ser humano teve a curiosidade de conhecer o mundo que o cerca. Este desejo o levou a representar graficamente o espaço em que vive por meio de imagens e de técnicas de cartografia. A cartografia pode ser definida como uma ciência e arte voltada para o desenho e construção de mapas (RAMESH; MISRA, 1969, p. 13).
A seguir, são descrito os principais elementos desta ciência que são essenciais no desenvolvimento do projeto desta pesquisa:
2.4.3.1 Mapas
Os mapas são os principais objetos de pesquisa da Cartografia. É por meio delas que é possível conhecer a localização de um ponto no espaço. Segundo o IBGE (2011b):
Mapa é a representação no plano, normalmente em escala pequena, dos aspectos geográficos, naturais, culturais e artificiais de uma área tomada na superfície de uma figura planetária, delimitada por elementos físicos, político-administrativos, destinada aos mais variados usos, temáticos, culturais e ilustrativos.
Para a International Cartographic Association (2011, tradução nossa), um mapa é “uma imagem simbolizada da realidade geográfica, representando os recursos selecionados, ou características, resultantes do esforço criativo de seu autor”.
Cada mapa é construído visando fornecer alguma informação específica. Existem mapas que contem informações físicas, naturais, políticas, econômicas e sociais de uma região. Além disso, um mapa deve informar qual projeção cartográfica foi utilizada para representar a área estudada, o sistema de coordenada usado para conhecer a posição de um determinado ponto na Terra e a escala para realizar cálculo de distâncias e conhecer o nível de detalhamento visualizado.
2.4.3.2
ProjeçõesAntes de iniciar o trabalho de confecção de um mapa, é necessário que seja determinado qual projeção cartográfica é utilizada para representar a Terra em uma superfície plana (IBGE, 2011b). Segundo Bernhardsen (2002, p. 118), dados geográficos somente podem ser desenhados em um mapa se projetados em uma superfície plana, portanto, em razão da superfície da Terra ser curva (elipsóide), é necessária a aplicação de técnicas de projeção para torná-la plana. Entre as projeções mais conhecidas, destacam-se a Spherical
Mercator (utilizada pelo serviço Google Maps) e a UTM13.
Segundo Oliveira (1993 apud FLITZ, 2005), as projeções cartográficas podem ser classificadas como:
quanto ao tipo de superfície da projeção:
o planas: quando a superfície for um plano; o cônicas: quando a superfície for um cone; o cilíndricas: quando a superfície for um cilindro; quanto à posição da superfície da projeção:
o equatorial: quando o centro da superfície de projeção situa-se no equador terrestre;
o polar: quando o centro do plano de projeção é um polo; o oblíqua ou horizontal: quando está em qualquer outra posição; A Figura 14 demonstra alguns tipos de projeções cartográficas quanto ao tipo de superfície utilizada para planificar a superfície terrestre.
Figura 14 – Tipos de projeções quando à sua superfície. Fonte: IBGE, 2011b.
Apesar das diferentes técnicas de projeção, nenhuma é capaz de representar fielmente as áreas e distâncias do planeta Terra em sua totalidade, devido à sua forma elipsoidal. Cada projeção cartográfica busca representar as melhores distâncias ou áreas de uma região em específico, porém, sempre deformando as outras regiões próximas (FLITZ, 2005).
2.4.3.3 Sistemas de Coordenadas
Em razão da esfericidade da Terra, para que seja possível representá-la em uma superfície não-plana, é necessário que seja utilizado um sistema de coordenadas para
determinar a maneira de como é distribuído de pontos sobre a superfície (IBGE, 2011b). Um sistema de coordenada pode ser definido como “uma estrutura de referências utilizadas para comparar os detalhes da Terra com um modelo (mapa)”. (RAMESH; MISRA, 1969, p. 79, tradução nossa).
Entre os sistemas de coordenadas atualmente conhecidos, o mais utilizado para a representação de mapas é o sistema de coordenada geográfico. Este sistema basea-se em um par de coordenadas para determinar a localização sobre a superfície terrestre representada por meio de um mapa. (RAMESH; MISRA, 1969). De acordo com Bernhardsen (2002), este sistema de coordenada utiliza graus, minutos e segundos como unidade de medida.
O par de coordenadas utilizado pelo sistema de coordenada geográfica é chamado de latitude e longitude, descritos a seguir.
2.4.3.3.1 Latitude
As latitudes (ou paralelos), segundo o IBGE (2011b), são “os arcos contados sobre o meridiano do lugar e que vai do Equador até o lugar considerado”. A Figura 15 apresenta com maior detalhe a representação da latitude.
Figura 15 – Latitude. Fonte: Branco, 2011.
A sua variação é de 0º até 90º N (norte) e de 0º até 90º S (sul). A latitude 0º é conhecida como Linha do Equador. (IBGE, 2011b).
2.4.3.3.2 Longitude
Similares às latitudes, as longitudes (ou meridianos) são linhas imaginárias que partem do polo sul até o polo norte (RAMESH; MISRA, 1969). Na Figura 16, há uma representação ilustrada das longitudes.
Figura 16 – Longitude. Fonte: Branco, 2011.
A longitude varia de 0º até 180º W (oeste) e de 0º até 180 E (leste). A longitude 0º é conhecida como Meridiano de Greenwich, já a longitude 180º é comumente conhecida como Antimeridiano de Greenwich.
2.4.3.4 Escalas
Não existe uma maneira eficaz de representar a superfície terrestre sem que haja uma redução no nível de detalhamento de um mapa. Para isso, utiliza-se uma escala para
determinar qual a proporção com a Terra usada para a construção do mapa. Segundo (CÂMARA et al., p. 6, 1996), a escala é “a relação entre as dimensões dos elementos representados em um mapa e a grandeza correspondente, medida sobre a superfície da Terra”. Portanto, é possível representar, matematicamente, a escala como:
Figura 17 – Fórmula matemática da escala. Fonte: Elaboração dos autores, 2011.
As escalas são itens obrigatórios de um mapa, sendo geralmente representados como na Figura 18.
Figura 18 – Exemplos de escalas. Fonte: IBGE, 2011.
Quanto maior for uma escala, menor será o nível de detalhamento de um mapa. Logo, para que seja conhecido em maior detalhe de uma determinada área da superfície terrestre, é necessário que a escala seja diminuída. (RAMESH; MISRA, 1969).
2.5 GOOGLE MAPS
Segundo Google (2011b), o Google Maps é “um serviço do Google que oferece uma poderosa e amigável tecnologia de mapas e informações sobre empresas locais, incluindo endereços, informações de contato e rotas para as empresas”. Para Marimoto (2009), “ele é também o mais fácil de usar e pode ser instalado em praticamente qualquer aparelho, com versões nativas para o Symbian, Android, Windows Mobile e iPhone”.
Lançado no ano de 2005, o Google Maps revolucionou o modo de visualizar mapas pela Internet. Com o uso da tecnologia AJAX14, é possível navegar em qualquer lugar do planeta com poucos cliques, sem que seja necessário renderizar toda a página. Suas funcionalidades e riquezas de informações fizeram os seus concorrentes ficarem obsoletos (PETERSON, 2011).
Este serviço é muito utilizado pelas pessoas para localizar endereços e informações de contato. Além disso, o serviço Google Maps disponibiliza a funcionalidade de rotas detalhadas, ferramenta que auxilia o usuário a obter o melhor caminho para chegar a determinado endereço. Aliado a estas funcionalidades, há também a possibilidade de arrastamento dos mapas para melhor visualização, imagens de satélite, vista da rua desejada, atalhos no teclado e zoom com botão de rolagem.
Para os locais que o usuário navega, há diversas informações disponíveis, como a descrição de pontos turísticos, fotos, sugestões de bares e restaurantes, museus. A Figura 19 mostra a maneira de como estas informações são expostas na interface do usuário.
14Asynchronous JavaScript and XML (JavaScript e XML Assíncronos) – Tecnologia para troca de dados entre
Figura 19 – Interface do serviço Google Maps. Fonte: http://maps.google.com, 2011.
A Figura 20 fornece um exemplo da funcionalidade de vista da rua do Google Maps, utilizando um celular:
Figura 20 – Funcionalidade vista da rua do Google Maps. Fonte: Marimoto, 2009.
Sobre a limitação do Google Maps, segundo Marimoto (2009):
A grande limitação do Google Maps é que ele não oferece a opção de baixar os mapas previamente, se limitando a transferi-los conforme você se desloca, usando tráfego de dados. O volume de dados transmitidos é relativamente pequeno, de forma que é perfeitamente possível usá-lo esporadicamente mesmo nos planos pré-pagos.
Entre os concorrentes diretos do Google Maps, destaca-se o serviço Bing Maps15 da Microsoft, Yahoo! Maps16 da Yahoo! e o OpenStreetMap17da Fundação OpenStreeMap. O Google Maps difere-se destes outros serviços por oferecer maior riqueza em seus dados e interatividade com o seu usuário, tornando-o um dos principais serviços de mapas online da
Internet.
2.5.1 Google Maps API
Uma API pode ser definida como “um formato de mensagem e linguagem utilizada por um programa, aplicativo para se comunicar com o sistema operacional ou algum programa de controle”. (PC MAGAZINE, 2011a, tradução nossa). As API’s são utilizadas para poupar esforços com desenvolvimento de uma nova funcionalidade para o sistema, com isso o desenvolvimento de um novo software acaba se tornando mais rápido. Para Roos (2011), “uma API se assemelha ao Software como Serviço (SaaS), no sentido de que os criadores de software não têm tempo de começar do zero a cada vez que escrevem um programa”.
Outras vantagens são visíveis na utilização de uma API na aplicação (software). Abaixo, seguem algumas destas vantagens:
as empresas não precisam pagar por softwares de terceiros para utilizar uma funcionalidade nova.
adaptação aos sistemas já existentes. Uma vez a especificação esteja disponível, fica transparente para o desenvolvedor ajustar a mesma às suas necessidades.
comunidade colaborativa: desenvolvedores colaboram com tutoriais (dicas) de como utilizar a API. As dúvidas frequentes também são levadas em consideração.
Nas duas seções, a seguir, são descritas duas APIs oferecidas pelo serviço de mapas da Google, a Google Geocoding API e a Google Direction API.
15http://www.bing.com/maps/ 16http://maps.yahoo.com/ 17 http://www.openstreetmap.org/
2.5.1.1 Google Geocoding API
Esta API é responsável pela conversão de endereços físicos em coordenadas geográficas, com isto os dados do endereço ficam mais “legíveis” para o serviço Google Maps. A operação inversa da operação também é possível com a utilização desta API.
Este serviço é disponibilizado pela Google e é voltado a desenvolvedores que desejam obter localizações mais precisas a partir de coordenadas ou de endereços. Para Google (2011d), o Google Geocoding API pode ser usada apenas em conjunto com um mapa do Google; a geocodificação de resultados sem exibi-los em um mapa é proibida. Esta API em conjunto com o Google Maps, fornece uma poderosa ferramenta de geolocalização, fornecendo a localização precisa baseada em informações.
2.5.1.2 Google Direction API
O Google Directions API é um serviço que calcula rotas entre os locais usando uma solicitação HTTP. As rotas podem informar origens, destinos e pontos de referência (Google, 2011c). De acordo com Reckziegel (2010), esta API aceita tanto endereços do tipo texto como também latitudes e longitude previamente formatadas de acordo com o padrão estabelecido.
Este serviço, em conjunto com o Google Maps, é bastante eficiente e tem sido muito utilizado pelas pessoas que desejam ir para um lugar desconhecido por elas, ou então por um endereço que contenha muitas ruas, dependendo assim de um guia para mostrar qual o melhor trajeto de onde ela está (ponto origem) até onde querem chegar (ponto destino). Para o cálculo da rota, o usuário deve informar o endereço de origem em que se encontra e o endereço de destino a que deseja chegar. O cálculo da melhor rota, distância e tempo é feito pela API, que juntamente com o Google Maps, apresenta o resultado de forma interativa no mapa.
3 MÉTODO
Por se tratar de uma pesquisa de cunho científico, é imprescindível a apresentação dos métodos que são utilizados na realização deste trabalho. O conceito de método, segundo Cervo e Bervian (2002, p. 23), “é a ordem que se deve impor aos diferentes processos necessários para atingir um certo fim ou um resultado desejado”.
3.1 CARACTERIZAÇÃO DO TIPO DE PESQUISA
Definir o conceito de pesquisa é indispensável para conduzir com eficiência no avanço de qualquer trabalho científico. De acordo com a definição de Kourganoff (1990, apud MATTAR NETO, 2002, p. 94), “a pesquisa é o conjunto de investigações, operações e trabalhos intelectuais ou práticos que tenham como objetivo a descoberta de novos conhecimentos, a invenção de novas técnicas e a exploração ou a criação de novas realidades”. Para Cervo e Bervian (2002, p. 63), “a pesquisa é uma atividade voltada para a solução de problemas teóricos ou práticos com o emprego de processos científicos”. Já, para Ruiz (1996), uma pesquisa científica é a prática de uma investigação realizada de acordo com as regras aceitas pela ciência.
No que se refere à sua área de ciência, esta pesquisa é caracterizada como prática, pois o seu principal objetivo é criar um protótipo a partir de um modelo proposto para atender às necessidades dos usuários de táxis. O intuito das pesquisas práticas é resolver problemáticas encontradas em determinadas situações, com objetivo de aumentar o conhecimento dos envolvidos nela (pesquisadores e pesquisados). (PRESTES, 2003, p. 25).
Quanto ao seu objetivo, a utilização do tipo de pesquisa exploratória é a que melhor se encaixa neste trabalho, pois o mesmo busca aprofundar os seus conhecimentos teóricos por meio de uma pesquisa bibliográfica, seguido de uma proposta para o problema definido. Os objetivos das pesquisas exploratórias, segundo Andrade (1998, p. 104), são: “proporcionar maiores informações sobre determinado assunto; facilitar a delimitação de um
tema de trabalho; definir os objetivos ou formular as hipóteses de uma pesquisa ou descobrir novo tipo de enfoque para o trabalho que se tem em mente”.
Já do ponto de vista da sua abordagem ao problema, trata-se de uma pesquisa qualitativa, pois, segundo Mezzaroba e Monteiro (2005), a mesma não pretende interpretar os seus dados dentro de seu contexto, e não de maneira descritiva, como ocorre nas pesquisas quantitativas. É utilizando as ponderações das informações feitas durante o desenvolvimento da pesquisa que trará valor ao trabalho realizado. Os resultados desejados por esta pesquisa não poderão ser demonstrados numericamente, mas por meio de modelos e de protótipos.
O objeto de pesquisa proposto é o de pesquisa bibliográfica. Este foi escolhido pela facilidade que o pesquisador tem de encontrar mais materiais do que se fizesse uma pesquisa diretamente (GIL, 1991). O presente trabalho busca informações a partir de livros, artigos e normas para fundamentar suas escolhas e declarações.
3.2 ETAPAS
As etapas para a elaboração da monografia são: a. levantamento teórico;
b. estudo da plataforma Android; c. estudo da API do Google Maps; d. captação de requisitos; e. modelagem do sistema; f. prototipação; g. implementação do sistema; h. testes; i. avaliação;
j. apresentação dos resultados.
Estas etapas foram distribuídas dentro do período da realização desta pesquisa conforme o cronograma (ver Apêndice A).
3.3 ARQUITETURA DA SOLUÇÃO PROPOSTA
Levando em consideração os objetivos pretendidos e as tecnologias escolhidas, uma proposta de solução para o problema foi desenvolvida, como mostra a Figura 21.
Figura 21 – Arquitetura da Solução. Fonte: Elaboração dos Autores, 2011.
Trata-se de uma arquitetura composta por três camadas:
Camada Cliente: São todos os dispositivos móveis que acessam às informações do sistema utilizando um aplicativo desenvolvido especificamente para tal função.
Camada Servidor: Possui a responsabilidade de armazenar e consultar os dados dos pontos de táxis cadastrados, além de processar as requisições realizadas pelas outras camadas. É composto por um servidor de aplicação e um banco de dados geográfico, capaz de armazenar e processar dados geográficos.
Camada Administração: Responsável pela manutenção dos dados fornecidos pela camada Servidor. Nele, o administrador do sistema pode ter acesso aos dados dos pontos de táxis cadastrados, podendo adicionar novos pontos de táxis no sistema, além de atualizar ou remover os pontos da base de dados já existentes.
