Desenvolvimento de um Sistema de Informação e apoio à Gestão Florestal baseado em tecnologia Open Source

Mestrado em Sistemas de Informação Geográfica

UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO

Desenvolvimento de um Sistema de Informação e

Apoio à Gestão Florestal baseado em Tecnologia

Open Source

Pedro Miguel Morais Gomes

Orientador:

Professor Doutor José Martinho Lourenço

Coorientador:

Professor Doutor João Paulo Fonseca da Costa Moura

Vila Real

O ORIENTADOR

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Dissertação de Mestrado em Sistemas de Informação Geográfica, apresentada ao Departamento de Ciências Florestais e Arquitetura Paisagista da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, realizada sob a orientação do Professor Doutor José Manuel Martinho Lourenço, Professor Auxiliar do Departamento de Geologia da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, e coorientação do Professor Doutor João Paulo Fonseca da Costa Moura, Professor Auxiliar do Departamento de Engenharias da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, em conformidade com o Decreto-Lei n.º 216/92, de 13 de outubro.

AGRADECIMENTOS

Queria agradecer a todos aqueles que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho, em especial:

A toda a minha família e amigos;

Ao Professor Doutor José Manuel Martinho Lourenço, meu orientador científico, pela sua amizade e disponibilidade, por alimentar e manter vivo este meu sonho, por todo o valioso conhecimento transmitido enquanto professor e orientador, pelas correções e recomendações oportunas;

Ao Professor Doutor João Paulo Fonseca da Costa Moura, meu coorientador científico, por desde logo se disponibilizar para me apoiar no tema, pela sua amizade e incentivo permanente, pela paciência, pelos seus preciosos comentários e sugestões que contribuíram para o aprimoramento deste trabalho;

Ao Roberto Starnini, executive manager da Gis&Web S.r.l., pela ajuda nos muitos momentos difíceis que surgiram durante a criação da aplicação, pelas horas perdidas comigo na busca de soluções, pela disponibilidade e pela partilha incondicional de muito do seu conhecimento;

A todos os professores e colegas do Mestrado de Sistemas de Informação Geográfica; Ao Armando Carvalho, pela sua compreensão, ao facilitar a conciliação da minha atividade profissional com os estudos;

A todas as pessoas que me apoiaram direta ou indiretamente durante todo este período... o meu obrigado!

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE INFORMAÇÃO E APOIO À GESTÃO FLORESTAL BASEADO EM TECNOLOGIA OPEN SOURCE

R

A crescente importância das novas tecnologias de informação e comunicação, nomeadamente a internet e em particular do seu serviço WWW, levaram a uma evolução também ao nível das ferramentas SIG. Os SIG desktop evoluíram para SIG Distribuídos, e os WebSIG constituem-se atualmente como potenciais apoios na prestação de serviços dinâmicos e inovadores ao cidadão. A contrariar o elevado custo e especificidade técnica associada às licenças de software SIG e WebSIG proprietário, tem surgido recentemente um conjunto de projetos Open

Source com diferentes níveis de maturidade, complexidade e funcionalidade, tornando

a escolha da tecnologia aberta cada vez mais válida.

Sendo a floresta uma atividade com uma componente espacial muito forte, e que abrange por norma áreas muito extensas, a noção de distribuição no espaço e no tempo dos seus múltiplos recursos e atividades é essencial a um bom planeamento e gestão destes espaços. Nesse sentido, este trabalho pretendeu desenvolver uma aplicação WebSIG (SIAGF, Sistema de Informação e de Apoio à Gestão Florestal) baseada em software Open Source, cujo objetivo passa por centralizar e organizar dados geográficos relevantes para a gestão florestal, promovendo a sua disponibilização e difusão via internet, utilizando uma interface comum. O acesso à informação faz-se de forma deslocalizada bastando para tal existir um ponto de acesso à internet e um computador. O SIAGF tem por base os Planos de Gestão Florestal e pretende dotar e facilitar o acesso, por parte dos gestores florestais e técnicos, a um conjunto de informação de cariz espacial, de forma rápida, simples e deslocalizada, ao mesmo tempo que pretende possibilitar uma maior interação entre estes últimos e o proprietário, que pode aceder de igual forma à informação sobre a sua propriedade. A aplicação está vocacionada para associações, empresas ou entidades públicas, que manipulam e gerem informação relativa a várias propriedades e a vários proprietários. A simplicidade das ferramentas disponíveis permite que o sistema possa ser usado por utilizadores menos familiarizados com os SIG mas que reconhecem a importância da análise espacial no processo de tomada de decisões.

DEVELOPMENT OF AN INFORMATION SYSTEM TO SUPPORT FOREST MANAGEMENT BASED ON OPEN SOURCE TECHNOLOGY

A

The growing relevance of new information and communication technologies, particularly internet and specially the WWW service, have led to an evolution in terms of GIS tools. Desktop GIS evolved into Distributed GIS and WebGIS are currently potentially supporting dynamic and innovative services delivered to citizens. In opposition to the technical specificity and high costs associated with proprietary GIS and WebGIS software licenses, has emerged recently a set of Open Source projects with different levels of maturity, complexity and functionality, making the choice of open technology more and more valid.

Forest is an activity with a strong spatial component, covering very large areas. In this context the concept and distribution of its multiple resources and activities, in space and time, is essential to a good planning and management of these spaces. In this sense, this work aims to develop a WebGIS application (SIAGF, System of Information and Support to Forest Management) based on Open Source software, whose goal is to centralize and organize geographic data relevant to forest management, available through the internet, using a simple interface. Access to information is so relocated by an access point to the internet and a computer. The SIAGF is based on Forest Management Plans and aims to provide and facilitate access, by forest managers and technicians, to a set of space-oriented information, quickly, simply and ubiquitous, while we intend to enable greater interaction between managers, technicians and owners. The application is designed for associations, corporations or public entities who manipulate and manage information about properties and their owners. The simplicity of the available tools allows the system to be used even by those less familiar with GIS who recognize the importance of spatial analysis in decision-making.

S

ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line AFN - Autoridade Florestal Nacional API - Application Programming Interface ASP - Active Server Page

BLOB - Binary Large Object

BSD - Berkeley Software Distribution CAD - Computer Aided Design

CAOP - Carta Administrativa Oficial de Portugal

CCDRn - Comissão de Coordenação e Desenvolvimento Regional do Norte CGI - Common Gateway Interface

CNIG - Centro Nacional de Informação Geográfica CSW - Catalogue Services for the Web

DAP - Diâmetro à altura do peito DELL - Dell Incorporated

DGOTDU - Direcção-Geral do Ordenamento do Território e Desenvolvimento Urbano DGRF - Direção Geral dos Recursos Florestais

DNS - Domain Name Service

EPSG - European Petroleum Survey Group FOSS - Free and Open Source Software FSF - Free Software Foundation

FTP - File Transfer Protocol

GDAL - Geospatial Data Abstraction Library GEOS - Geometry Engine - Open Source GIF - Graphics Interchange Format GML - Geography Markup Language GNSS - Global Navigation Satellite System GNU - GNU´s Not Unix

GPS - Global Positioning System HP - Hewlett Packard Company HTML - Hypertext Markup Language HTTP - Hyper Text Transfer Protocol

ICNB - Instituto de Conservação da Natureza e da Biodiversidade IDE - Infra-estruturas de Dados Espaciais

IBM - International Business Machines Corporation IG - Informação Geográfica

IGEOE - Instituto Geográfico do Exército

IGESPAR - Instituto de Gestão do Património Arquitetónico e Arqueológico IGP - Instituto Geográfico Português

IP - Internet Protocol IRC - Internet Relay Chat

JPEG - Joint Photographic Experts Group JSP - Java Server Page

LAN - Local Area Network

LGPL - Lesser General Public License MIT - Massachusetts Institute of Technology MS4W - MapServer For Windows

OGC - Open Geospatial Consortium ONU - Organização das Nações Unidas OSI - Open Source Iniciative

PDF - Portable Document Format PGF - Plano de Gestão Florestal PHP - Hypertext Preprocessor

PMDFCI - Plano Municipal de Defesa da Floresta Contra Incêndios PROF - Plano Regional de Ordenamento Florestal

PROJ4 - Cartographic Projections Library RCM - Resolução de Conselho de Ministros SFS - Simple Feature Specifications

SGBDR - Sistema de Gestão de Bases de Dados Relacionais SIG - Sistema de Informação Geográfica

SIGD - Sistema de Informação Geográfica Distribuído SMTP - Simple Mail Transfer Protocol

SNIG - Sistema Nacional de Informação Geográfica SOAP - Simple Object Access Protocol

SQL - Structured Query Language

SRID - Spatial Reference System Identifier SSL - Secure Sockets Layer

SVG - Scalable Vector Graphics TCP - Transmission Control Protocol

TIC - Tecnologias de Informação e Comunicação TIF - Tagged Image File

UDDI – Universal Description, Discovery, and Integration URL - Uniform Resource Locator

W3C - World Wide Web Consortium WAN - Wide Area Network

WCS - Web Coverage Service WFS - Web Feature Service

WFS - G - Web Feature Service Gazette WMS - Web Map Service

WSDL - Web Service Definition Language WWW - World Wide Web

Í

G

2 A SOCIEDADE DA INFORMAÇÃO E DO CONHECIMENTO E A INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA... 5

2.1 OBJETIVOS DO CAPÍTULO ... 5

2.2 SOCIEDADE DA INFORMAÇÃO ... 5

2.3 INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA ... 7

2.4 COMUNICAÇÃO E VISUALIZAÇÃO EM CARTOGRAFIA ... 9

2.5 SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA ... 12

2.5.1 Projeções e Sistemas de Referenciação Espacial ... 17

3 DISTRIBUIÇÃO DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA NA WEB ... 21

3.1 OBJETIVOS DO CAPITULO ... 21

3.2 A INTERNET ... 21

3.3 OS SIGDISTRIBUÍDOS ... 25

3.3.1 Os WebSIG e a publicação de dados geográficos na Web ... 28

3.3.2 Arquitetura e componentes de um WebSIG ... 29

3.4 INTEROPERABILIDADE E O OPEN GEOSPATIAL CONSORTIUM ... 33

3.5 SOFTWARE SIGOPEN SOURCE,FREE E COMERCIAL ... 36

3.6 TECNOLOGIA SIG NO ORDENAMENTO, PLANEAMENTO E GESTÃO FLORESTAL ... 42

3.6.1 Os Planos de Gestão Florestal ... 44

4 DESENVOLVIMENTO DO SIAGF - SISTEMA DE INFORMAÇÃO DE APOIO À GESTÃO FLORESTAL ... 49

4.1 OBJETIVOS DO CAPÍTULO ... 49

4.2 ENQUADRAMENTO DO PROJETO ... 49

4.3 OBJETIVOS DO SIAGF ... 49

4.5 DESENHO DA INTERFACE GRÁFICA ... 51 4.6 ÁREA DE ESTUDO ... 52 4.7 INFORMAÇÃO DISPONIBILIZADA ... 53 4.8 AS TECNOLOGIAS ... 58 4.8.1 GisClient ... 59 4.8.2 PostgreSQL/PostGIS ... 63 4.8.3 O MapServer ... 64 4.8.4 Apache ... 65 4.8.5 Openlayers ... 66 4.9 INSTALAÇÃO E CONFIGURAÇÃO ... 67

5 O SIAGF E O SEU FUNCIONAMENTO ... 71

5.1 OBJETIVOS DO CAPÍTULO ... 71

5.2 A INTERFACE GRÁFICA ... 71

5.3 FERRAMENTAS DOS SIAGF ... 77

5.4 ALGUMAS APLICAÇÕES PRÁTICAS ... 80

5.4.1 Localização de áreas com problemas de fitossanidade ... 80

5.4.2 Localização das áreas de pinhal com potencial de resinagem ... 83

5.4.3 Verificar condicionante para arborização ... 85

6 CONCLUSÕES E TRABALHO FUTURO ... 87

Í

F

Figura 1 - Informação geográfica e sociedade da informação (Adaptado de JULIÃO, 1999). ... 9

Figura 2 - Exemplar de um dos mais antigos mapas de Portugal (1630) (IGP, 2011). ... 10

Figura 3 - Visualização e apresentação de informação geográfica. ... 12

Figura 4 - Planos de informação manipulados por um SIG (LLOPIS, 2005). ... 13

Figura 5 - Componentes de um SIG (adaptado de LLOPIS, 2005). ... 14

Figura 6 - Modelos de dados vetorial e raster (GIOVANNI e VÂNIA, 2010). ... 17

Figura 7 - Representação esquemática dos sistemas cartográficos mais usuais em Portugal continental (OA: Observatório Astronómico da Academia de Ciências de Lisboa; PC: ponto central; O: origem das coordenadas cartográficas) (MATOS, 2001). ... 19

Figura 8 - Esquema representativo de redes LAN e WAN (WIKI, 2012). ... 22

Figura 9 - Componentes de um URL. ... 25

Figura 10 - Distribuição de informação geográfica via Web (Adaptado de DANGERMOND, 2008). ... 26

Figura 11 - Funcionalidade e interatividade dos SIGD ( adaptado de PENG e TSOU, 2003). .. 29

Figura 12 - Esquema de funcionamento de uma arquitetura cliente/servidor. ... 30

Figura 13 - Arquitetura de três camadas (Adaptado de ELSMASRI e NAVATHE, 2004). ... 31

Figura 14 - Principais componentes de um WebSIG (CONDEÇA, 2009). ... 32

Figura 15 - Extrato da cartografia em papel do Perímetro Florestal do Barroso elaborado pelos Serviços Florestais Portugueses em 1943. ... 43

Figura 16 - Esquematização do processo necessário à elaboração de um PGF (adaptado de GOMES, 2011). ... 46

Figura 17 - Exemplo ilustrativo da leitura do extrato de uma Carta de Ordenamento Florestal. Cartografia com a delimitação das parcelas de ordenamento (em cima), que depois deve ser complementada com uma memória descritiva (neste caso em formato analógico) das intervenções previstas ao longo do tempo (em baixo). ... 47

Figura 18 - Arquitetura de três camadas do SIAGF. ... 50

Figura 19 - Organização da interface gráfica do SIAGF. ... 51

Figura 20 - Enquadramento geográfico da área de estudo. ... 53

Figura 21 - Arquitetura e tecnologias do SIAGF ... 59

Figura 23 - Aspeto gráfico do GisClient Author ( exemplo de configuração dos dados do projeto

SIAGF). ... 61

Figura 24 - Exemplo de um ficheiro mapfile (.map) do MapServer gerado através da interface gráfica do GisClient Author aquando da criação do projeto SIAGF. ... 62

Figura 25 - Comparação da utilização a nível mundial dos principais servidores Web disponíveis no mercado (NETCRAFT, 2012). ... 66

Figura 26 - Configuração do ficheiro php que estabelece a ligação entre a base de dados e o GisClient. ... 68

Figura 27 - Incorporação de sistemas de coordenadas e respetivos parâmetros de transformação... 69

Figura 28 - Interface gráfica do SIAGF. ... 71

Figura 29 - Cabeçalho do SIAGF. ... 72

Figura 30 - Barra de ferramentas. ... 72

Figura 31 - Área de visualização da informação geográfica. ... 72

Figura 32 - Rodapé do SIAGF com indicação das coordenadas. ... 72

Figura 33 - Rodapé do SIAGF com ativação da ferramenta de medição de distâncias (imagem superior) e com ativação da ferramenta de medição de áreas (imagem inferior). ... 73

Figura 34 - Barra de seleção, pesquisa e apresentação de resultados. ... 73

Figura 35 - Menu de pesquisa de informação por grupos de seleção. ... 74

Figura 36 - Pesquisa de informação com apresentação em forma de tabela. ... 75

Figura 37 - Pesquisa de informação no SIAGF com apresentação em forma de lista. ... 75

Figura 38 - Apresentação de informação complementar (foto) como resultado da pesquisa da parcela de ordenamento IV1. ... 76

Figura 39 - Apresentação de informação complementar (documento em pdf) relativa ao lote de venda de material lenhoso 11/2012. ... 76

Figura 40 - Apresentação da legenda no SIAGF. ... 77

Figura 41 - Mapa de referência do SIAGF ... 77

Figura 42 - Identificação do local e da parcela de ordenamento correspondente. ... 81

Figura 43 - Extrato do PGF com a calendarização das operações da parcela III-10 aberto quando selecionado o link "Ver plano de intervenções do PGF". ... 81

Figura 44 - Resultado do mapa produzido pelo SIAGF para poder ser entregue a diferentes entidades. ... 82

Figura 46 - Resultado em tabela da pesquisa de todas as áreas de pinheiro bravo existentes na propriedade. ... 83

Figura 47 - Utilização de informação da camada lotes de material lenhosos. ... 84

Figura 48 - Ficha do lote 11/2012 onde é possível identificar o número de árvores nas classes de idade superiores a 25. ... 85

Figura 49 - Localização através da toponímia da Carta Militar. ... 85

Figura 50 - Localização das parcelas de ordenamento onde incide a condicionante Rede Natura 2000. ... 86

Í

Q

Quadro 1 - Principais vantagens do software Open Source em relação ao comercial. ... 38

Quadro 2 - Principais desvantagens e riscos do software Open Source em relação ao comercial. ... 38

Quadro 3 - Algumas soluções tecnológicas, comerciais e Open Source, para a implementação de um WebSIG. ... 39

Quadro 4 - Exemplos de sites dedicados a compilar e a acompanhar os principais projetos SIG e WebSIG Open Source. ... 40

Quadro 5 - Utilização dos SIG na área florestal. ... 44

Quadro 6 - Exemplos de informação geográfica utilizada na elaboração de um PGF. ... 45

Quadro 7 - Descrição das áreas que constituem a interface gráfica do SIAGF. ... 51

Quadro 8 - Informação geográfica disponibilizada no SIAGF para visualização ou impressão. 56

Quadro 9 - Disponibilização de Informação não geográfica associada à informação geográfica do SIAGF. ... 58

1 I

NTRODUÇÃO

1.1 E

Na Conferência da ONU Sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento, conhecida como Cimeira da Terra, celebrada no Rio de Janeiro em 1992, foi aprovada uma importante resolução com o objetivo de alcançar um desenvolvimento sustentável e de proteger o meio ambiente. Na estratégia para alcançar tal objetivo, foi dada especial relevância ao papel da informação geográfica, qualificada como crítica quanto à tomada de decisões a nível nacional, regional e global, implicando a necessidade de dispor permanentemente de informação atualizada, disponível instantaneamente e de forma ubíqua. Estes requisitos obrigaram ao desenvolvimento e implementação de IDEs, entendidas como sistemas (de informação geográfica) distribuídos em rede, nos quais intervêm produtores de dados, programadores de software, intermediários (que procedem à adaptação e integração das soluções e componentes existentes de modo a criar um sistema adaptado aos utilizadores menos experientes) e utilizadores.

A nível europeu, a Comissão Europeia criou a Diretiva 2007/2/CE, de 14 de Março de 2007, conhecida como Diretiva INSPIRE, publicada no Diário Oficial da União Europeia em 25 de Abril de 2007. Esta Diretiva tem por objetivo, entre outros, fixar normas gerais com vista ao estabelecimento de uma IDE na Comunidade Europeia, baseada nas IDEs dos seus estados membros.

A nível nacional, o IGP constitui-se como o Ponto de Contacto Nacional, responsável por, entre outros, proceder à transposição da Diretiva para a legislação nacional (http://snig.igeo.pt/inspire). Esta transposição, publicada no Decreto-Lei nº 180/2009 de 7 de Agosto, revê o Sistema Nacional de informação geográfica e fixa normas gerais para a constituição de infra-estruturas de informação geográfica em Portugal. A sua implementação, faseada, prevê-se que esteja concluída em Outubro de 2020 (http://snig.igeo.pt/Inspire/calendario.asp).

Até que tal possa ser concretizado, a necessidade de informação que ajude na gestão e apoie à decisão é uma realidade também na área do ordenamento e gestão florestal. Referindo-se por norma a áreas bastante extensas, onde se desenvolvem múltiplas atividades e processos, a perceção espacial e o acesso rápido à informação pode muitas vezes fazer a diferença. A importância da floresta e da sua gestão é reconhecida pelo Estado e sociedade em geral através de um conjunto de legislação e de instrumentos de planeamento e ordenamento que estipulam, regulam e

condicionam a sua atividade de forma espacial, tendo em vista a preservação e sustentabilidade dos recursos.

No nosso País são diversas as Entidades e Organismos estatais que regulam espacialmente as atividades no território, muitas delas produtoras de informação espacial. Esta informação encontra-se normalmente dispersa por cada entidade, não adotando qualquer IDE, e muitas das vezes em formatos que não permitem o seu relacionamento. A juntar a esta informação temos ainda um conjunto vasto de informação produzida no decorrer da gestão, nomeadamente no cumprimento dos Planos de Gestão Florestal de cada propriedade, cuja utilidade e valor se baseia na atualidade da informação que os constitui.

Pelas razões apresentadas torna-se imperativo criar uma plataforma de cariz florestal, comum e disponível aos diversos intervenientes, capaz de ir ao encontro da dinâmica que ocorre neste tipo de ecossistemas, permitindo reunir informação e disponibilizá-la de forma rápida e simples, utilizando as vantagens da perceção mental e visual dos processos.

1.2 O

Este trabalho tem como principal objetivo implementar uma plataforma WebSIG dedicada a disponibilizar um conjunto de informação de apoio à gestão florestal. O sistema a implementar deverá constituir-se como uma solução de baixo custo, pelo que o recurso a software Open Source será fundamental. Ao mesmo tempo pretende-se perceber se, ao nível dos SIG e WebSIG, o software Open Source atualmente existente possui a maturidade e ferramentas necessárias para permitir a implementação por pessoas com pouca experiência em programação sem comprometer a qualidade do serviço prestado.

1.3 E

Esta dissertação encontra-se dividida em seis grandes capítulos:

• Capítulo 1. Apresentação, enquadramento do tema da dissertação, definição dos objetivos e sua estrutura;

• Capítulo 2. Abordagem da importância da disponibilização e do acesso à informação por parte dos cidadãos e da forma como o desenvolvimento das novas tecnologias de informação e comunicação se têm constituído também

como veículo privilegiado para a difusão de informação geográfica. Neste contexto, fala-se ainda do interesse do conceito de visualização na perceção de fenómenos geográficos e do surgimento dos SIG como ferramenta tecnológica capaz de ir ao encontro dessa necessidade.

• Capítulo 3. Breve descrição do funcionamento da internet e realce da sua importância como meio de difusão de informação geográfica. Apresenta-se o conceito de SIG Distribuído e de WebSIG, sua arquitetura e funcionamento. São ainda enumeradas algumas soluções Open Source e comerciais atualmente existentes ao nível dos SIG e WebSIG, abordadas algumas vantagens e desvantagens e feita uma referência ao Open Geospatial

Consortium e à relevância do trabalho desenvolvido no sentido de facilitar e

promover a distribuição de informação geográfica.

• Capítulo 4. Dá-se a conhecer o projeto SIAGF, o seu enquadramento, bem como os objetivos tidos em conta durante o seu desenvolvimento. É descrita a arquitetura do sistema e projetada a interface gráfica fazendo-se uma breve abordagem às tecnologias envolvidas na sua implementação e à escolha da informação a disponibilizar.

• Capítulo 5. Apresenta-se o resultado do desenvolvimento da aplicação SIAGF, descreve-se com algum pormenor a sua interface gráfica e faz-se uma abordagem à forma de funcionamento da aplicação e de algumas das suas principais potencialidades.

• Capítulo 6. Descreve-se os resultados obtidos, são expostas as principais conclusões e são abertas novas perspetivas para dar continuidade à investigação do tema.

2 A

SOCIEDADE DA INFORMAÇÃO E DO CONHECIMENTO E A

INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA

2.1 O

Este capitulo aborda a importância da disponibilização e do acesso à informação por parte dos cidadãos, e a forma como o desenvolvimento das novas tecnologias de informação e comunicação se têm constituído também como veiculo privilegiado para a difusão de informação geográfica. Neste contexto, fala-se ainda do interesse do conceito de visualização na perceção de fenómenos geográficos e do surgimento dos SIG como ferramenta tecnológica capaz de ir ao encontro dessa necessidade.

2.2 S

Atualmente, em plena globalização, uma sociedade moderna e desenvolvida caracteriza-se pela sua capacidade de integrar e dinamizar circuitos de informação (JULIÃO, 1999). A sociedade da informação é um conceito que procura caracterizar um modo de desenvolvimento social e económico em que a aquisição, armazenamento, processamento, valorização, transmissão, distribuição e disseminação de informação, conducente à criação de conhecimento e à satisfação das necessidades dos cidadãos e das empresas, desempenham um papel central na atividade económica, na criação de riqueza, na definição da qualidade de vida dos cidadãos e das suas práticas culturais (MSI, 1997). A sua importância está bem patente na Resolução do Conselho de Ministros nº 16/96, de 21 de Março, onde é reconhecido que "a modernização empresarial para a competição e a cooperação internacionais, a reforma da Administração, a formação das pessoas para o trabalho, o consumo, a saúde, a cultura, o ambiente, a cidadania ou o lazer, dependem hoje, e crescentemente, da qualidade das redes informativas disponíveis e da capacidade de uso efetivo da informação pelos cidadãos e pelas organizações". Trata-se portanto de um conceito utilizado para descrever uma sociedade que faz o melhor uso possível das TIC e que considera a informação como elemento central de toda a atividade humana (CASTELLS, 2004).

Logo que se propagaram, as novas tecnologias de informação despoletaram um sem número de aplicações e usos que, por sua vez, produziram mais inovação tecnológica (CASTELLS, 2000). Nas últimas décadas conheceram grandes avanços, com o aparecimento de novos programas, aumento da capacidade de processamento dos computadores, desenvolvimento de comunicações por satélite, democratização da microinformática e das tecnologias multimédia e, sobretudo, pela generalização de redes mundiais de comunicação (TENEDÓRIO et al., 2003).

As TIC fazem já parte do nosso quotidiano e estão cada vez mais a alterar a forma como se comunica, trabalha e usa o espaço e o tempo (FERREIRA, 2002). Oferecem instrumentos úteis para comunicações pessoais e de trabalho, para o processamento de textos e de informação sistematizada, acesso a bases de dados e à informação distribuída nas redes eletrónicas digitais, para além de se encontrarem integradas em numerosos equipamentos do dia-a-dia, em casa, no escritório, na fábrica, nos transportes, na educação e na saúde (MSI, 1997).

COELHO (2000) considera que as oportunidades criadas pela espiral de inovação permitem o desenvolvimento de novas empresas, com capacidade criativa, adaptadas aos novos modelos organizacionais da sociedade, oferecendo emprego mais qualificado e sustentável no longo prazo. A indústria existente, apoiada por esse movimento de inovação, ambiciona níveis mais elevados de competitividade, modernizando-se e obtendo ganhos de produtividade que a adequem ao novo contexto internacional. Também o Estado estará mais aberto e transparente aos cidadãos e às empresas, com novas formas tecnológicas, que permitam o acesso eletrónico a informação de âmbito público, reduzindo a distância entre a administração pública e aqueles que requerem os seus serviços.

O final do século XX foi igualmente marcado pela emergência de uma nova forma de conectividade a nível global. Esta conectividade total, designada no nosso dia-a-dia pelo termo internet, é consolidada pela convergência de tecnologias informáticas e de comunicação com a procura de novas fontes de vantagem competitiva nos processos de negócio, de maior qualidade nos serviços e eficácia nas organizações. Este progresso tecnológico veio permitir armazenar, processar, apresentar e comunicar informação em qualquer dos seus formatos – oral, escrita ou visual – sem limitações de tempo e distância (FURTADO, 2006). SHAPIRO e VARIAN (1999) referem que o valor da internet reside na sua capacidade de fornecer acesso imediato à informação e a sua importância ultrapassa em muito as fronteiras da cultura e da sociedade. O seu papel como plataforma de criação e distribuição de conteúdos, perfeitamente enraizado no nosso quotidiano, tornou-se num bem de primeira

necessidade, essencial ao pleno desenvolvimento socioeconómico e à educação da sociedade atual (CASTELLS, 2004).

A importância da informação é hoje universalmente aceite no seio das mais variadas organizações, permitindo a manutenção da visão global dos dados e levando a dar cumprimento à missão que justifica a sua existência. É por isso considerada como um dos recursos cuja gestão e aproveitamento mais influência o sucesso das mesmas (AFONSO, 2008). O destino de uma empresa, organização ou Estado, embebido neste tipo de sociedade pode ser profundamente afetado por decisões tecnológicas. Em tempos de competição tão elevada onde o ritmo das sociedade é bastante acelerado, as decisões necessitam de ser igualmente agilizadas (GRAEML, 1998).

A evolução da sociedade moderna mede-se, entre outros parâmetros, pela capacidade e possibilidade de acesso dos cidadãos à informação, pelo que a sua utilidade e valor pode estar comprometida pela não distribuição ou pelo não acesso à mesma. Da mesma forma, o seu valor é determinado pelas ações e decisões do utilizador, não sendo por si só uma característica dos dados (FURTADO, 2006). Segundo GOUVEIA (2004) o desenvolvimento tecnológico e as novas tecnologias não transformam a sociedade por si só, mas são utilizadas pelas pessoas nos seus contextos sociais, económicos e políticos, criando uma nova comunidade local e global: a Sociedade da Informação e do Conhecimento.

2.3

I

A sociedade da informação difere da sociedade tradicional em inúmeros aspetos. É no entanto na sua organização geográfica que se podem encontrar maiores dissemelhanças que, embora inquestionáveis, são difíceis de quantificar (FERREIRA, 2005).

A expressão "dados espaciais" ou "informação geográfica" refere-se a qualquer tipo de dados/atributos que descrevam fenómenos aos quais esteja associada alguma dimensão espacial através da sua localização efetiva sob a superfície terrestre (FARIA, 2006). A expressão denota dados que descrevem factos, objetos e fenómenos associados à sua localização sobre a superfície terrestre, num certo instante ou período de tempo (CÂMARA et al., 1996).

O conceito de informação geográfica, entendido num sentido mais lato, engloba não só informação cartográfica mas todo o tipo de informação de índole

quantitativa e/ou qualitativa suscetível de ser georreferenciada (JULIÃO, 1999), isto é, informação que pode ser relacionada com localizações especificas e passível de análise espacial (MACHADO, 1993). De acordo com SHIREY (2001) esta é normalmente descrita através de três componentes de informação:

• Espaço - componente que descreve o espaço ocupado pelos fenómenos representados, normalmente referenciados a um sistema de coordenadas. Estes fenómenos são classificados num dos três tipos de elementos básicos: ponto, linha e polígono;

• Atributos - os objetos espaciais possuem um conjunto de propriedades associadas que indicam a sua natureza;

• Metadados - descrevem a componente espacial e não espacial, permitindo assegurar uma correta utilização da informação geográfica.

Em verdade quase todas as organizações lidam, sob as mais diversas formas, com informação relacionada com uma posição na superfície da Terra, e por isso a ciência da informação geográfica é cada vez mais comum a quase todos os sectores de atividade, utilizada para os mais diversos fins e domínios de aplicação, em áreas tão distintas como as geociências, economia e gestão, sociologia e saúde, engenharias e criminologia, entre muitas outras (GIOVANNI e VÂNIA, 2010).

CURRY e EAGLES (1999), consideram que o crescimento explosivo das ciências de informação geográfica e tecnologias de informação estão a ajudar a rescrever a forma como os objetos se configuram no espaço, uma vez que tecnologias como o telefone ou a internet permitiram quebrar a barreira colocada pela separação geográfica. De facto, a era digital em que nos encontramos envolve novos paradigmas, move-se em bits em vez de átomos (FERREIRA, 2005). A informação que flui nas redes tanto pode transportar texto, como vozes, imagens ou dados, ou até mesmo a nossa posição exata no globo terrestre (FERREIRA, 2005). Por isso, as novas tecnologias de informação influenciam também fortemente a ciência geográfica.

A internet é, sem dúvida, reconhecida como meio privilegiado de distribuição de informação geográfica. O seu desenvolvimento veio trazer novas possibilidades de acesso à informação, complementadas pela disponibilização de um conjunto de ferramentas que facilitam a qualquer cidadão o seu acesso. JULIÃO (1999) realça a importância de proporcionar e dotar o cidadão de um conjunto de conhecimentos geográficos, não só em termos de utilização de tecnologia apropriada, mas também de

raciocínio espacial e da importância do relacionamento espacial entre os diferentes tipos de objetos, entidades e indivíduos, formando aquilo que designa de Geocidadão (Figura 1).

Figura 1 - Informação geográfica e sociedade da informação (Adaptado de JULIÃO, 1999).

O mesmo autor considera ainda que a sociedade de informação é, na realidade, uma sociedade de informação geográfica ou georreferenciável. A utilização e distribuição deve por isso fazer-se de forma equilibrada, de modo a permitir a todos os indivíduos a participação numa sociedade igualitária, onde os fluxos do saber se possam sobrepor aos fluxos dos interesses (FERREIRA, 2005).

Na sociedade moderna, a evolução demasiado rápida a que estão sujeitos determinados conceitos e/ou atributos (como a escala, a distância, a paisagem e os recursos), leva a dificuldades na perceção evolutiva de certos fenómenos espaciais que se materializam sobre o território (FERREIRA, 2005). A necessidade de que essa perceção geográfica se efetive faz com que haja uma procura constante de mais e melhores técnicas que permitam a recolha, análise e processamento de dados espaciais, bem como de meios facilitadores para a comunicação e interpretação do conhecimento geográfico (CURRY e EAGLES, 1999).

2.4 C

MACEACHREN e TAYLOR (1994) refere a cartografia como sendo a disciplina que trata da organização, apresentação, comunicação e utilização de informação geográfica, desde a criação de mapas e produtos relacionados até ao seu uso final. A cartografia trata portanto de expressar graficamente, por mapas, o nosso conhecimento da superfície terrestre e dos seus vários aspetos (FERREIRA, 2005).

Um mapa é uma das principais formas de representação do espaço geográfico real, de uma forma abstrata, que nos ajuda a compreender o ambiente que nos rodeia e que envolve transformações de vários tipos (projeção, escala) de uma ou mais características do próprio espaço (PETERSON, 1995).

Nas últimas décadas a importância dos mapas como forma de comunicação de informação espacial tem sido incrementada pelo seu uso nas organizações e na sociedade em geral, bem como pelos avanços tecnológicos verificados.

Inicialmente a informação geográfica era representada sob a forma de mapas na sua forma física, nomeadamente em formato papel. A informação era representada sob a forma de pontos, linhas e áreas, representadas sobre um suporte opaco ou transparente, utilizando uma codificação formada por símbolos, texturas e cores explicados numa legenda ou texto adjunto (Figura 2) (BURROUGH e MCDONNELL, 1998).

Figura 2 - Exemplar de um dos mais antigos mapas de Portugal (1630) (IGP, 2011).

CARTWRIGHT et al. (1999) refere que este tipo de formato representa a realidade dinâmica e complexa, de forma estática e simplificada, e como tal as representações mentais daí retiradas podem limitar as interações do utilizador com a realidade.

A introdução dos computadores, nos anos 60 do século XX, e o desenvolvimento tecnológico verificado nas últimas décadas, deram inicio a uma nova era também na cartografia. Com o aparecimento dos primeiros sistemas CAD surgiu a cartografia digital e os mapas em papel foram substituídos por mapas em formato digital (CNIG, 1994). Este formato de cartografia revolucionou a forma de conceção,

estruturação, armazenamento, manipulação, análise e publicação dos mapas (FURTADO, 2006). Para além da sua função tradicional de representação e comunicação de informação espacial, os produtos derivados da cartografia digital assumiram uma nova dimensão com a possibilidade de análise e exploração dessa mesma informação (VISVALINGAM, 1994).

O CNIG refere que a cartografia digital introduziu alterações significativas ao nível dos produtos cartográficos, apresentando vantagens e potencialidades em relação à cartografia analógica tradicional (CNIG, 1994), nomeadamente:

• Possibilitar o manuseamento da informação contida num mapa, permitindo a atualização e representação de elementos gráficos com maior rapidez;

• Facilitar a reprodução de cartas atualizadas, a diferentes escalas ou projeções, reduzindo os preços de produção desses produtos;

• Manter a qualidade da informação uma vez que os documentos em formato digital não se deterioram com o tempo e o uso;

• Possibilitar a navegação ao longo de uma parcela de terreno sem ser interrompido pela fronteira artificial que constitui o limite de uma folha de papel, introduzindo a noção de continuidade dos elementos geográficos;

• Possibilitar a realização de ampliações e reduções, o que facilita o trabalho sobre a informação em formato digital;

• Alterar a simbologia (cor, espessura, tipo de traço, entre outras características) das entidades gráficas, permitindo desta forma ensaiar novas representações simbólicas de grande importância na Cartografia; • A estruturação da informação por camadas (layers) permite, por

exemplo, trabalhar com menos informação simultaneamente.

O avanço tecnológico aliado à cartografia digital fizeram com que os novos mapas pudessem conter quantidades enormes de informação que pode ser filtrada e adequada visualmente às necessidades do utilizador consoante o objetivo da análise. A possibilidade de selecionar e visualizar as entidades de um mapa, de as poder visualizar a diferentes escalas ou com diferente simbologia, constitui um passo em

frente perante aquilo que se designa por mapa interativo (Figura 3) (PETERSON, 1995).

Figura 3 - Visualização e apresentação de informação geográfica.

Independentemente do formato da informação cartográfica, a questão chave que está no centro da constante evolução das últimas décadas tem que ver com o conceito de visualização (ICA, 2011). O poder das imagens enquanto forma de comunicação é sobejamente conhecido, dado que o cérebro humano está vocacionado para processar e responder a estímulos. PETERSON (1994) considera que esta capacidade especial deve ser o caminho a explorar também na análise e interpretação de informação geográfica. A conjugação de diferentes técnicas e o desenvolvimento tecnológico permitem-nos hoje aproveitar e desenvolver este conceito, interligando princípios tradicionalmente separados (FURTADO, 2006).

2.5 S

I

G

O paradigma da sociedade da informação, pautado pelo fluxo de informação que conduz ao conhecimento e pelo desenvolvimento dos sistemas de informação nas organizações, é transversal à sociedade, pelo que também no domínio da geografia e da informação geográfica se abriram novas perspetivas (AFONSO, 2008).

O rápido crescimento e desenvolvimento socioeconómico revelaram uma expansão das atividades humanas pelos territórios e um consequente aumento da necessidade de recursos como a terra, ar, água e matérias-primas. Ao mesmo tempo as sociedades humanas tornaram-se mais organizadas, não apenas para assegurar a existência de recursos suficientes, mas para garantir o conjunto de atividades

complexas que acompanham os padrões atuais de desenvolvimento social e económico. Toda esta dinâmica requer uma compreensão dos padrões espaciais e temporais dos recursos, mas também a perceção dos processos espaciais e temporais que regem a sua disponibilidade (BURROUGH e MCDONNELL, 1998). Para além disso, havia também a necessidade de ferramentas de apoio que ajudassem a resolver o problema do armazenamento e gestão do elevado volume de informação e que permitissem análises de informação diversa, e complexa, com vista ao desenvolvimento equilibrado da evolução humana e da sua interação com o espaço que o rodeia (ALMEIDA, 2007).

Os SIG surgem assim naturalmente como evolução tecnológica capaz de ir ao encontro dessa mesma necessidade. O termo é aplicado para designar um conjunto de tecnologias que realizam o tratamento computacional de dados georreferenciados e que oferecem ao administrador (urbanista, gestor, engenheiro) a possibilidade de ter ao seu alcance toda a informação disponível sobre um determinado assunto, inter-relacionando-a com base no que lhes é fundamentalmente comum, a sua localização geográfica (FRANÇA, 2004; LLOPIS, 2005; SKRDLA, 2005)

Os SIG integram operações correntes de gestão de base de dados, como organização, armazenamento, manipulação, pesquisa de informação e análise estatística, com os benefícios de visualização e de análises geográficas únicas proporcionadas pela utilização de mapas (ARANHA, 2006). Estas capacidades distinguem os SIG de outros sistemas de informação e fazem deles uma ferramenta valiosa e insubstituível para explicar eventos, prever resultados e planear estratégias, permitindo aumentar prodigiosamente as capacidades humanas para conhecer a complexidade do mundo real (MACHADO, 1993).

LLOPIS (2005) refere que a base do seu funcionamento consiste em manipular planos de informação que representam um determinado elemento do mundo real sobre uma base comum (Figura 4).

Estes planos de informação podem ser de diferentes fontes e formatos e, uma vez inseridos e integrados na base, podem ser combinados de diversas maneiras, através de algoritmos de manipulação e análise ou simplesmente permanecerem disponíveis para consulta, visualização e impressão (SANTIAGO et al., 2002).

Da mesma forma que sucede para a definição de SIG a descrição dos seus componentes não é consensual. Em termos genéricos pode considerar-se que os componentes de um SIG se relacionam com operações como: entrada de dados; armazenamento de dados; manipulação e análise de dados e saída de dados (VIANA, 2005). De acordo com LLOPIS (2005) é composto por um conjunto de elementos distintos, como mostra a Figura 5.

Figura 5 - Componentes de um SIG (adaptado de LLOPIS, 2005).

As fontes de informação de um SIG são bastante diversificadas, dependentes da área de trabalho que se está a desenvolver e para a qual foi planeado e implementado o sistema. CORDEIRO (2010) dá alguns exemplos:

• Cartografia de base e temática, nomeadamente topográfica, litológica, geológica, florestal e hidrográfica, entre outras;

• Dados estatísticos relativos à demografia, habitação, educação, saúde e emprego, entre outros;

Utilizadores: É o componente mais importante de um SIG Este deve desenvolver os procedimentos e definir as

tarefas do SIG.

Dados: A disponibilidade e precisão dos dados

pode afectar os resultados de qualquer análise.

Procedimentos: A análise requer métodos bem definidos

e consistentes para produzir resultados correctos e reproduzíveis. Hardware: As possibilidades do equipamento informático afectam a capacidade de armazenamento, a velocidade de processamento, facilidade

de uso e tipo de saída disponível. Software: Inclui quer os programas de SIG quer programas informáticos de bases de dados, estatísticos, de processamento de imagens ou qualquer outro software.

• Características dos dados ou dos elementos representados, fotografias ou documentos;

• Redes de equipamentos sociais, tais como escolas, hospitais e centros de saúde;

• Redes de infraestruturas, de transporte, distribuição de água, energia, saneamento, entre outras;

• Imagens via satélite, fotografia aérea ou ortofotos;

• Património histórico e planos de ordenamento, entre outros.

Apesar das diferentes fontes, os dados são normalmente divididos em dois tipos de formato: analógico (e.g. informação alfanumérica, dados de trabalho de campo, cartografia em papel, fotografia aérea em papel, entre outros) ou digital (e.g. imagens de satélite, dados de recetor GNSS e dados de CAD, entre outros).

Uma vez que os SIG manipulam unicamente informação em formato digital, a existência de fontes de informação em diferentes formatos faz com que a sua integração numa base comum seja quase sempre uma tarefa morosa, especialmente quando se encontra em formatos pouco compatíveis com o sistema e requerem frequentemente a sua digitalização manual (CORDEIRO, 2010).

Os programas CADpodem ser considerados a base gráfica de todos os SIG no sentido em que permitem fazer a representação gráfica de inúmeras fontes de informação (ARANHA, 2006). Contudo, é importante lembrar que existe uma grande diferença entre um CAD e um SIG que tem que ver com a necessidade de, no caso do SIG, existir em paralelo, senão em primeiro lugar, uma base de dados com códigos e elementos descritivos dos objetos desenhados (MONTGOMERY e SCHUCH, 1993). Quando um utilizador de SIG cria um mapa, independentemente da natureza do tema, cria uma base de dados espacial com componentes geográfica e alfanumérica. A primeira contém, entre outras, as posições, limites e relações topológicas das diferentes categorias, enquanto a segunda contém aspetos relativos à descrição qualitativa e/ou quantitativa inerente a cada categoria.

No que respeita à informação gráfica de um SIG esta pode ser representada segundo dois modelos de dados genéricos: vetorial e raster (ou matricial).

No modelo de dados vetorial o espaço é ocupado por uma série de entidades representadas por pontos, linhas e polígonos, descritas pelas suas

propriedades e cartografadas segundo um sistema de coordenadas geométricas X,Y ou X,Y,Z no caso de se tratar de dados tridimensionais (MATOS, 2001). Uma linha é constituída por segmentos de reta correspondentes a um conjunto de pontos ordenados e interligados entre si. Um polígono também é definido por uma lista de pontos ordenados onde o primeiro coincide com o último, delimitando o espaço que encerra no seu interior (MOURA, 2005). Num modelo vetorial os objetos são estáticos e têm fronteiras bem definidas, mas por vezes também é possível a utilização de objetos compostos e a associação de tipologia (GIOVANNI e VÂNIA, 2010). Este tipo de modelo esteve originalmente associado a informação proveniente de CAD ou a processos de digitalização manual ou semi-automática e tem por norma associada uma base de dados com informação alfanumérica que descreve os seus atributos (LOURENÇO, 2010). O modelo vetorial é mais indicado para representação de entidades com distribuição espacial exata (e. g. localização de pontos de captação de água, estradas ou uso do solo) (BURROUGH e MCDONNELL, 1998). Tem uma estrutura de dados compacta e a topologia pode ser descrita de forma explícita, o que o torna particularmente aconselhável, por exemplo, em análise de redes de tráfico ou geométricas (STATEMASTER, 2007).

Num modelo de dados matricial, ou raster, o espaço é composto por uma matriz de células regulares (pixels), cuja posição é identificável pelos índices de linha e coluna da matriz, em conjunto com a coordenada da primeira célula e com a dimensão da mesma (MATOS, 2001). A cada célula está associado um único valor, que pode ser discreto, como a utilização do terreno, contínuo, como a temperatura, ou um valor nulo, se não existir informação (SMITH et al., 2007). A dimensão da matriz, ou seja, o número de colunas e de linhas, é determinada pela resolução da imagem, i.e., depende da área real representada por cada célula da matriz (MOURA, 2005). Os sistemas raster são o resultado do desenvolvimento tecnológico das ultimas décadas e surgem como um prolongamento da aquisição de informação através de imagem: fotografia aérea, de satélite, ou qualquer informação digitalizada ou rasterizada (CORDEIRO, 2010; GIOVANNI e VÂNIA, 2010).

Figura 6 - Modelos de dados vetorial e raster (GIOVANNI e VÂNIA, 2010).

No modelo raster a informação pode ser armazenada em vários formatos, desde uma estrutura base, como por exemplo o formato TIF, ao formato JPEG, ou até um BLOB armazenado diretamente numa base de dados relacional. O armazenamento em bases de dados, quando corretamente indexado, permite um acesso rápido à informação, mas exige um espaço considerável de armazenamento (STATEMASTER, 2007).

O modelo raster é indicado para representação de grandezas com variação espacial continua (e.g. pressão atmosférica ou temperatura) (BURROUGH e MCDONNELL, 1998). Tem uma estrutura de dados simples e permite a incorporação imediata de dados de sensores remotos, para além de suportar funções de análise espacial com recurso a algoritmos muito simples do ponto de vista conceptual (MATOS, 2001).

Outro aspeto importante num SIG tem que ver com a relação espacial entre elementos de um mapa. Estas relações constituem o que se designa de topologia. Esta não é mais que um procedimento matemático para definir explicitamente relações espaciais (BURROUGH e MCDONNELL, 1998). Os SIG armazenam relações topológicas de modo que a maior quantidade de dados seja processada rapidamente. Quando existem relações topológicas a capacidade de análise, modelagem de fluxos em redes e sobreposição de aspetos geográficos, é aumentada (IPEF, 1993).

2.5.1 Projeções e Sistemas de Referenciação Espacial

As entidades representadas numa aplicação SIG são referenciadas relativamente à sua posição no mundo real. Na superfície esférica da Terra essas

longitude). Porém, numa aplicação SIG, são mais frequentemente referidas num sistema de coordenadas plano e bidimensional, que descreve a distância a partir da origem (0,0) ao longo de dois eixos: abcissas (X) e ordenadas (Y), que representam respetivamente o eixo Oeste/Este e Sul/Norte (CÂMARA et al., 1996; GIOVANNI e VÂNIA, 2010).

Pelo facto de a Terra possuir uma forma irregular, são adotados diversos modelos para a sua representação. O geóide é uma superfície equipotencial, aproximadamente correspondente ao nível médio das águas do mar (cota nula), utilizado como referência para a altimetria (GONÇALVES e MADEIRA, 2008). Como a superfície do geóide é difícil de representar matematicamente ao invés do geóide geralmente adotam-se elipsóides como superfícies de referência, fixando um sistema de coordenadas para cada uma destas superfícies (geóide e elipsóide). Para adotar um determinado elipsóide como superfície de referência (referencial geodésico) é então necessário conhecer a sua posição relativamente a um sistema físico constituído pelo centro de massa da Terra, pela posição média do seu eixo de rotação e por um conjunto de pontos sobre o geóide. Ao conjunto de parâmetros que caracteriza o próprio elipsóide e o seu posicionamento relativamente à Terra, chama-se datum (GIOVANNI e VÂNIA, 2010).

Para representar a superfície terrestre é necessária, como vimos, uma transformação de uma superfície curva (geralmente de um elipsoide) para uma plana, o que requer transformações matemáticas denominadas projeções. Naturalmente estas transformações introduzem erros e distorções das formas, áreas, distâncias e direções. Existem, por isso, muitos tipos de projeções cartográficas que se distinguem pela sua melhor ou pior adaptação para representar determinada porção da superfície terrestre, preservando tanto quanto possível as propriedades passíveis de distorção, minimizando por vezes a distorção de uma propriedade em detrimento de outra (GONÇALVES e MADEIRA, 2008).

Em Portugal foram utilizadas várias projeções cartográficas, sendo as mais frequentes a projeção de Bonne, que mantém a proporção entre as áreas (projeção equivalente; GASPAR, 2005) e a projeção de Gauss-Kruger (que conserva os ângulos e as formas elementares, deformando as áreas) associadas, respetivamente, aos elipsoides de Bessel e de Hayford, este último também designado elipsoide internacional por ter sido adotado internacionalmente em 1924 (MATOS, 2001). Designa-se por sistema cartográfico o conjunto de um sistema geodésico de referência e uma projeção cartográfica. Alguns dos mais usuais em Portugal continental são os sistemas Bessel-Bonne datum Lisboa (BBLx), também designado

de forma simples por Sistema Bessel-Bonne (Figura 7a), Hayford-Gauss do datum de

Lisboa (HGLx), também designado Hayford-Gauss Antigo (HGA) (CASACA et al.,

2000) (Figura 7b), Hayford-Gauss do datum 73 (HG73) ou Hayford-Gauss Moderno (Figura 7c) e um outro, derivado do segundo, utilizado na cartografia militar, designado

Hayford-Gauss Militar (HGM) (Figura 7d), obtido por translação da origem das

coordenadas cartográficas de modo a tornar positivas as coordenadas militares no território do continente (MATOS, 2001).

Figura 7 - Representação esquemática dos sistemas cartográficos mais usuais em Portugal continental (OA: Observatório Astronómico da Academia de Ciências de Lisboa; PC: ponto

central; O: origem das coordenadas cartográficas) (MATOS, 2001).

Atualmente, para Portugal, e no sentido de ligar convenientemente a rede geodésica portuguesa à rede geodésica europeia, foi adotado o sistema European

Terrestrial Reference System 1989 (ETRS89-PT/TM06), que vem substituir todos os

sistemas anteriormente usados e considerados agora como obsoletos (IGEO, 2011). Este novo sistema utiliza uma projeção transversa de Mercator e tem como elipsóide de referência o GRS80.

Convém nesta matéria fazer ainda referência ao catálogo de sistemas de referência espacial EPSG, organismo de referência que mantém e publica o conjunto de dados e parâmetros que permitem identificar e caracterizar a maioria dos diferentes sistemas de referenciação espacial existentes (SRID). Estes sistemas são por norma identificados através de códigos (código EPSG) que se encontram disponíveis através do endereço http://www.epsg-registry.org/.A facilidade de acesso a este repositório de sistemas fez com que a maioria do software SIG, nomeadamente os sistemas Open

Source, tenha adotado a nomenclatura do código EPSG para identificar o sistema de

3 D

ISTRIBUIÇÃO DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA NA

W

EB

3.1 O

Neste capitulo é feita uma breve descrição do funcionamento da internet e realçada a sua importância como meio de difusão de informação geográfica. Apresenta-se o conceito de SIG Distribuído e de WebSIG, sua arquitetura e funcionamento. São ainda enumeradas algumas soluções Open Source e comerciais atualmente existentes ao nível dos SIG e WebSIG, abordadas algumas vantagens e desvantagens e feita uma referência à importância do Open Geospatial Consortium e à relevância do trabalho desenvolvido no sentido de facilitar e promover a distribuição de informação geográfica.

3.2 A

A internet pode ser definida de forma simples como sendo a maior rede de trabalho existente no mundo, que conecta computadores descentralizados fisicamente. Alguns destes computadores são clients, muitas vezes designados por workstations, e outros são servidores, também designados file servers. Os primeiros dizem respeito aos computadores na rede que solicitam serviços e os segundos recebem os pedidos, fazem o processamento e reencaminham a resposta de volta ao client.

É no entanto possível, em muitos locais de trabalho, encontrar redes mais simples e pequenas constituídas por grupos de computadores relativamente próximos e ligados entre si, através de hardware especifico ou cabos, criando um tipo de rede normalmente designada de Local Area Networks (LAN). No caso de a rede se estender por grandes distâncias, ligando áreas geográficas separadas, é possível a existência de diversas redes locais, ligadas entre si através de um sistema de comunicação que pode passar pela banda larga (ADSL), conexões de banda mais rápida ou mesmo fibra ótica. A este grupo completo de redes locais interconectadas entre si dá-se também o nome de Wide Area Network (WAN) (Figura 8).

Figura 8 - Esquema representativo de redes LAN e WAN (WIKI, 2012).

Como rede de trabalho massiva, a internet torna possível a ligação de todos os computadores existentes independentemente da sua localização. GIOVANNI e VÂNIA (2010) fazem uma analogia entre a internet e uma rede rodoviária: "existem estradas principais, que servem para ligar pontos estratégicos, a partir das quais existem estradas/ligações secundárias que ligam a localizações mais pequenas, e por aí adiante, até chegar a praticamente todo o lado".

A comunicação entre computadores é feita através de uma linguagem específica que permite identificar cada computador ligado à rede e que garante que a informação enviada chega ao computador pretendido. Esta linguagem de comunicação, vulgarmente designada IP, engloba igualmente um sistema de regras que regem o comportamento da internet em determinadas situações (TCP -

Transmission Control Protocol), garantindo que não existam falhas de comunicação ou

mal entendidos na comunicação entre computadores. Uma vez ligada à internet, cada máquina (computador ou servidor - host) é identificada por um endereço IP único. Este endereço é atualmente composto por quatro conjuntos de números (por exemplo: 280.191.19.333). Alguns servidores possuem um endereço IP fixo (ou estático), enquanto outros possuem endereços dinâmicos (atribuídos cada vez que é efetuada uma conexão). Independentemente da forma como os endereços IP são obtidos, não existem dois computadores com o mesmo número a funcionar ao mesmo tempo.

O mais interessante da internet não é a própria internet, mas as aplicações que a acompanham. A aplicação mais popular é sem dúvida a WWW (World Wide

Web), mas existem muitas outras, nomeadamente o correio eletrónico, ou E-mail

(SMTP - Simple Mail Transfer Protocol), transferência de ficheiros (FTP - File

Todas elas têm em comum o facto de usarem o protocolo IP para comunicarem através da internet.

Os endereços IP são a única forma de especificar/identificar uma máquina ligada à net, pelo que se quisermos comunicar com um servidor Web, por exemplo, precisamos especificar o seu endereço IP. Apesar disso, quando navegamos na internet, raramente especificamos o endereço IP. Ao invés indicamos um hostname do tipo www.utad.pt.

O relacionamento dos hostnames aos endereços IP é feito através de um mecanismo denominado DNS, de forma que ao especificarmos um endereço de destino, o browser envia um pedido de resolução de endereço ao servidor DNS, para saber qual o endereço IP associado a essa máquina (host). O servidor DNS envia então o endereço IP associado, e o browser pode usá-lo para comunicar diretamente com esse host. Apesar de ser possível a ligação a um servidor através do seu endereço IP, a ligação via DNS tem como objetivo facilitar a memorização do endereço.

A aplicação internet-based mais utilizada atualmente é, como já foi referido o

WWW, e pode-se dizer que o recente aumento do interesse pela Internet é o resultado

do crescente desenvolvimento dessa aplicação. O WWW é construído sobre um protocolo denominado HTTP, projetado para ser um protocolo pequeno e rápido, bem adaptado para sistemas de distribuição e informação multimédia e hypertext jumps entre sites. A Web consiste em páginas de informação em máquinas (hosts) que executam o servidor Web. Muitas vezes o host em si é referido como sendo o servidor

Web, o que é tecnicamente incorreto. O servidor Web é um programa que serve páginas Web, mediante solicitação. Normalmentequando um utilizador, num endereço IP especifico, faz um determinado pedido de um ficheiro, o servidor Web tenta recuperar o ficheiro e enviá-lo para o utilizador. O ficheiro solicitado pode ser ocódigo HTML (Hypertext Markup Language) de uma página Web, uma imagem GIF, um ficheiro Flash, um documento XML (Extensible Markup Language), ou outro. É o

browser que determina o que deve ser solicitado, e não o servidor Web. O servidor

simplesmente processa o pedido.

É importante salientar que os servidores Web, normalmente, não se preocupam com o conteúdo desses ficheiros. O código HTML de uma página Web, por exemplo, é processado pelo browser e não pelo servidor Web. O servidor, por sua vez, devolve a página solicitada tal como ela se encontra, independentemente da página e

do que ela contém. Se existirem erros de sintaxe HTML no ficheiro, os erros serão devolvidos juntamente com o resto da página.

Quando é solicitada uma página a um servidor Web através da internet, é estabelecida uma conexão IP entre o computador que faz o pedido e a máquina que está a executar o servidor. A página Web solicitada é enviada através dessa conexão, que é interrompida logo que a página é recebida. Se a página recebida contiver referências a informações adicionais que devam ser descarregadas (por exemplo: imagens GIF ou JPEG), cada uma delas será descarregada usando uma nova conexão. Por isso, para descarregar a totalidade de uma página Web com cinco fotos, são necessários pelo menos seis pedidos/acessos.

Os servidores Web são, por norma, simples e tudo o que fazem é servir páginas. Não permitem interagir com uma base de dados, personalizar as páginas

Web, processar os resultados enviados por um utilizador através de um formulário, ou

qualquer outra tarefa. Para aumentar as capacidades do servidor Web e permitir a execução desse tipo de operações, são necessários servidores de aplicações Web (Web application servers), que são software que estende o servidor Web, permitindo-lhe executar tarefas que não poderia desempenhar por si só. Quando um servidor Web recebe uma solicitação de um browser, este analisa o pedido para determinar se se trata de uma simples página Web ou uma página que precisa de tratamento por um servidor de aplicações Web. Por outras palavras, os servidores de aplicações Web são pré-processadores de páginas. Processam a página solicitada antes de esta ser enviada de volta para o cliente (browser), e aofazê-lo abrem a porta para que os programadores façam todo o tipo de operações no servidor, tais como realizar pesquisas, alterar as suas páginas on-the-fly com base na data, hora, primeira visita, e muitas outras opções.

O armazenamento da informação na WWW é feita em páginas que podem conter texto, títulos, cabeçalhos, listas, menus, tabelas, formulários, imagens, scripts, folhas de estilo e multimédia. Estas páginas são construídas usando uma série de tecnologias que são processadas e exibidas pelos navegadores Web (browsers).

Os Web browsers são programas "amigáveis" usados para aceder a sites e páginas Web e têm como tarefa processar as páginas Web recebidas e exibi-las ao utilizador, com tudo aquilo que elas contêm.

As páginas Web são ficheiros de texto construídos usando linguagem HTML, que é implementada através de uma série de etiquetas (tags) normalmente fáceis de aprender. Os browsers usam essas etiquetas para processar e exibir as informações a