TERRAMAIS
Serviço on-line de suporte à gestão agro-florestal
Gomes Aires, José Miguel; Dias, Ana Paula; Duarte, Pedro; Coucelo, Carlos
RESUMO
A vantagem na utilização de Sistemas de Informação Geográfica (SIG) na gestão de áreas agro-florestais é reconhecidamente evidente. É também evidente a dificuldade que alguns proprietários agro-florestais têm na organização e manutenção da sua base de dados geográfica. O serviço Terramais implementa uma organização comum de dados em formatos específicos para cada objectivo de produção: agricultura, vinha, olival e floresta. O Sistema apresenta uma interface muito intuitiva e simplificada disponibilizando diversas funcionalidades para gestão da informação, entre as quais existem funcionalidades características dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG). A arquitectura do Sistema assenta numa estrutura em três camadas: cliente, servidor e dados estabelecendo correspondência com as componentes do sistema: clientes (explorações/utilizadores), os dados espaciais, os projectos ArcMap e os serviços ArcIMS
PALAVRAS CHAVE: Internet Mapping, Back-Office, GIS, Gestão Agro-Florestal INTRODUÇÃO
O TerraMais é um sistema geográfico de apoio à gestão de propriedades agrícolas e florestais via Internet, que coloca funcionalidades de Sistemas de Informação Geográfica (SIG) ao alçance de empresários agrícolas e florestais, sem obrigar a investir em meios de software sofisticados ou em formação técnica especializada. O sistema TerraMais baseia-se na utilização de dados geográficos específicos para cada cliente e/ou exploração, estruturados de acordo com um modelo de dados comum que contempla as vertentes agricultura, vinha, olival e floresta, e cuja recolha, organização e manutenção, em formato ArcGIS Geodatabase, é assegurada por serviços de técnicos especializados da Silvicentro.
O cliente é o proprietário dos dados, e será utilizador remoto dos mesmos, estando garantida a segurança e a privacidade no acesso aos seus dados, bem como a possibilidade de dispor de um ou mais utilizadores simultâneos.
Os dados são mantidos num servidor residente nas instalações da Silvicentro, e acedidos remotamente pelos clientes, com recurso a um “browser” de internet, e a uma aplicação especializada, desenvolvida em Java sobre tecnologia ArcGIS ArcIMS, que corre do lado do servidor e que disponibiliza as funcionalidades SIG que caracterizam o sistema TerraMais.
FUNCIONALIDADES DO SISTEMA TERRAMAIS
1. Utilizadores
Cada utilizador do sistema TerraMais terá um nome de utilizador e uma palavra passe (password) de acesso. Um cliente poderá ter um ou mais nomes de utilizador definidos, dependendo da forma como subscreveu o serviço.
Fig.1 – Página de entrada no sistema Terramais
Uma vez introduzido e validado um nome do utilizador e a respectiva palavra passe de acesso, na página disponível em www.terramais.com, será apresentada a página de mensagens.
Nesta página serão apresentadas ao utilizador eventuais mensagens relativas nomeadamente à execução pela Silvicentro de tarefas agendadas ou solicitadas pelo cliente, à necessidade de o cliente efectuar actualizações no seu sistema, à correcção de eventuais anomalias no software ou à disponibilização de novos serviços. Esta espaço é o canal de interactivo de comunicação personalizado entre o cliente e a equipa de back office da Silvicentro.
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As principais funcionalidades disponibilizadas a partir da Interface do Sistema, incluem: A visualização, pesquisa e interrogação da informação espacial e descritiva A selecção de informação alfanumérica com base em critérios múltiplos A edição dos dados alfanuméricos (alterar, adicionar e eliminar)
A produção de relatórios e mapas
A produção interactiva de mapas temáticos
A indicação de alterações geográficas a efectuar nas parcelas
Fig. 3 – Aspecto da Interface do Sistema TerraMais
2. 1. Barra de Ferramentas
As funcionalidades do sistema TerraMais são acedidas por intermédio das seguintes ferramentas, disponíveis na barra de ferramentas:
Para aumentar a escala do mapa, efectuando a aproximação a uma zona, definindo uma caixa clicando e arrastando o cursor do rato sobre a imagem do mapa
Para reduzir a escala, definindo uma zona do mapa que irá incluir a extensão actual do mapa na janela do mapa
Para deslocar o mapa na janela gráfica, clicando e arrastando o cursor do rato sobre a imagem do mapa
Para obter informação sobre os temas disponíveis na tabela de conteúdo, num ponto do mapa a indicar com o rato
Para efectuar medições de distâncias e áreas
Para efectuar a selecção interactiva de elementos geográficos no tema seleccionado na tabela de conteúdo
Para ajustar a escala do mapa à extensão espacial do tema Unidades de Gestão
Para ajustar a escala do mapa à extensão espacial do tema seleccionado na tabela de conteúdo
Para efectuar pesquisas por critérios alfanuméricos, sobre talhões e unidades de gestão, e respectivas tabelas relacionadas
Para adicionar ao mapa notas textuais e gráficas, destinadas a transmitir à Silvicentro instruções relativas à actualização dos dados geográficos
Para limpar as selecções actuais, efectuadas com as ferramentas de selecção interactiva ou de pesquisa
Para entrar no ambiente de impressão de mapas e relatórios
Para dar acesso ao menú de ferramentas complementares
3. Consulta de Informação
Pode-se obter informação sobre todos os temas disponíveis na tabela de conteúdo. O resultado será o aparecimento de uma Janela de Informação com o aspecto apresentado na figura.
Fig. 4 – Informação de Intervenções num Talhão A Janela de Informação tem 3 zonas distintas:
Temas (à esquerda em cima) - Mostra para cada tema na tabela de conteúdo, os números dos registos encontrados no ponto seleccionado interactivamente no mapa.
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•
Informação Base (em cima à direita) - Mostra a informação alfanumérica do registo seleccionado na zona de Temas. Por omissão surgem nesta janela os valores dos campos do primeiro registo encontrado do primeiro tema na zona de Temas, neste caso Talhões e 011003 (código de talhão).
Informação Relacionada (em baixo a toda a largura) - Esta zona só é utilizada no caso de o registo seleccionado em Temas, ser Unidade de Gestão ou Talhão. Nestes casos, para o registo seleccionado do tema, esta zona mostra a informação dos campos dos registos
4. Construtor de Pesquisas
É possível a construção de expressões de selecção, a partir do “Construtor de Expressões de pesquisa.” De acordo com a figura seguinte
5. Edição de Dados
Uma caracteristica importante do TerraMais consiste na possibilidade de efectuar edições alfanuméricas na tabela de atributos de qualquer tema vectorial, bem como nas tabelas relacionadas dos temas Unidade de Gestão e Talhões.
Fig 6 - Menú de Edição para um registo de Intervenções 6. Modificação de Entidades Espaciais (Anotações)
O sistema TerraMais não permite que o utilizador modifique a definição das entidades espaciais, alterando por exemplo, o limite de um talhão ou o percurso de uma ribeira.
Essas alterações estão reservadas aos técnicos da Silvicentro.
No entanto, o utilizador pode utilizar o TerraMais para instruir a Silvicentro sobre quais as alterações que pretende ver introduzidas nos seus dados, recorrendo às funcionalidades de anotações do TerraMais, clicando para o efeito na ferramenta Anotações.
Recorrendo à definição das propriedades da anotação, será possível complementar as instruções para a divisão de talhões pretendida.
Fig. 8 – Instruções adicionais utilizando a descrição do nível de Anotações
7. Mapas e Relatórios
Os mapas no TerraMais são produzidos a partir do mapa existente na Janela do Mapa. Os relatórios são produzidos para todos os elementos ou apenas para os elementos seleccionados, tendo como base o tema seleccionado na tabela de conteúdo.
Compete ao utilizador definir se pretende produzir apenas o mapa ou apenas o relatório, ou se pretende combinar os dois. No caso de optar pela inclusão do relatório, poderá ainda definir de forma exaustiva quais os campos que pretende incluir.
Fig. 9 – Exemplo de Relatório com Mapa
8. Mapas Temáticos
O objectivo da ferramenta de Mapas Temáticos consiste em dar ao utilizador a possibilidade de pintar livremente polígonos de talhões, tendo como ponto de partida a informação existente nas bases de dados, mas dando-lhe a possibilidade de os legendar de forma diferente, criando novas classes de informação, seleccionando cores e acrescentando texto ao mapa.
Desta forma será possível a um utilizador, criar por exemplo um mapa de planeamento, com a indicação das intervenções a efectuar em determinados talhões durante um determinado periodo de tempo.
Fig. 11 – Mapa Temático: Resultado Final
ARQUITECTURA DO SISTEMA TERRAMAIS
O sistema TerraMais está organizado segundo uma arquitectura em 3 camadas, a qual é herdada da arquitectura do sistema ArcIMS em que o TerraMais assenta:
1. Camada Cliente 2. Camada Servidor 3. Camada Dados
Na camada cliente, os utilizadores interagem com o sistema TerraMais, utilizando o browser Internet Explorer versão 6 a correr num equipamento dotado de uma ligação ADSL ou cabo. Neste sistema estará instalada uma versão adequada do ambiente Java RunTime Environment, que suporta a execução local do viewer de ArcIMS.
Na camada servidor, são tratados os pedidos de acesso ao sistema e disponibilizadas componentes aplicacionais e mapas, os quais acontecem em 3 níveis ou camadas distintas:
1. Servidor de páginas web 2. Servidor de aplicações 3. Servidor de mapas
O servidor de páginas web utiliza o Internet Information Services (IIS), sendo a este nível que são servidas as páginas de acesso ao sistema, e efectuada a validação dos utilizadores.
O servidor de aplicações executa as funcionalidades aplicacionais standard do ArcIMS e as componentes aplicacionais customizadas do TerraMais desenvolvidas em Java. A comunicação entre o servidor IIS e o servidor de aplicações é assegurada por intermédio do “servlet connector” Tomcat.
Os pedidos de mapas são efectuados ao servidor de mapas, que executa serviços ArcIMS ArcMap Image, tendo como base projectos ArcGIS ArcMap específicos para cada cliente.
Na camada dados estão os dados geográficos de cada cliente e exploração, nomeadamente os dados imagem e raster, e os dados vectoriais, organizados na geodatabase cliente de talhões e unidades de gestão de acordo com o modelo de dados UNIGEST, e na geodatabase cliente de dados de caracterização.
A aplicação TerraMais acede aos dados geográficos de cada cliente, por intermédio de pedidos efectuados aos respectivos serviços de mapas ArcIMS (Map Services).
Fig. 12 – Arquitectura do Sistema TerraMais
No que se refere à componente alfanumérica dos dados, a aplicação TerraMais acede directamente a estes no ficheiro Access da respectiva geodatabase, sem passar pelos serviços do ArcIMS.
A aplicação TerraMais permite que cada utilizador de um cliente, efectue alterações apenas nos dados alfanuméricos. Qualquer alteração que seja necessário introduzir na componente espacial dos dados, só poderá ser efectuada pela Silvicentro, recorrendo às ferramentas ArcGIS 8.x (ArcView ou ArcEditor).
COMPONENTES DO SISTEMA
A utilização das funcionalidades do sistema TerraMais como ferramenta de gestão de dados de explorações, tem como pressupostos, a existência de um cliente com uma exploração florestal ou agrícola que se pretende gerir por meios informáticos, o levantamento dos respectivos dados geográficos de caracterização, e a elaboração de um plano de exploração, com a definição de unidades de gestão e talhões.
Assegurados estes pressupostos, o sistema TerraMais oferece uma alternativa às funcionalidades standard das ferramentas de trabalho SIG correntes, como seja nomeadamente o ArcView, possibilitando a exploração remota destes dados, sem que seja necessário dispôr de qualquer software especializado.
A passagem para esta nova forma de trabalho, com a aplicação TerraMais a servir dados espaciais a clientes remotos via Internet, têm exigências a dois níveis:
1. Ao nível dos clientes, que passam a ter um registo no sistema, sendo o acesso autorizado a um ou mais utilizadores registados de cada cliente,
2. Ao nível dos dados espaciais de cada cliente, previamente levantados, que serão objecto de novas formas de estruturação e organização, determinadas pelas exigências do próprio sistema TerraMais. As componentes essenciais do sistema, que exigem intervenções específicas de caracterização e parametrização, são as seguintes:
1. Os clientes, as explorações de cada cliente e os seus utilizadores,
2. Os dados espaciais e a forma como terão que ser organizados em pastas e em geodatabases, 3. Os projectos ArcMap que terão que existir para cada cliente/exploração,
1. Modelo De Dados
O TerraMais utiliza um modelo de dados que considera três grupos essenciais de dados espaciais: • Dados de caracterização da propriedade,
• Dados de referência,
• Dados de intervenção na propriedade.
Os dados de caracterização serão o resultado directo dos trabalhos de levantamento que será necessário efectuar para descrever as propriedades a utilizar no TerraMais, sob o ponto de vista biofísico, morfológico e administrativo, e contemplam temas como a topografia, declives e exposição solar, solos e ocupação do solo, hidrografia e rede viária e de caminhos.
Os dados de referência, incluem os temas gerais de enquadramento e localização, nomeadamente a divisão administrativa, blocos INGA, plantas cadastrais, ortofotografia e cartografia imagem ou vectorial.
Os dados de intervenção na propriedade, contemplam a divisão em Unidades de Gestão e em Talhões, bem como toda uma série de tabelas relacionadas, que conterão a informação de gestão e de controlo de actividades, nomeadamente as seguintes:
Para as Unidades de Gestão:
• tabelas de indicadores ecológicos (INDECOL) • tabelas de produções (PRODUNIGEST) • Para os Talhões:
• tabelas de inventário (INVENTARIO), • tabelas de produções (PRODTALHOES), • tabelas de plantação (PLANTACAO), • tabelas de intervenções (INTERVENCOES).
Embora tenha sido identificada e caracterizada a estrutura de todos os temas de informação utilizados pelo sistema, foi sobre os dados de intervenção na propriedade que se concentrou o esforço principal de concepção e desenvolvimento de um modelo de dados de Unidades de Gestão (UNIGEST).
O modelo de dados UNIGEST foi definido tendo em consideração os seguintes aspectos: • A adopção das normas existentes de organização de informação de gestão florestal, • A utilização do ArcGIS ArcEditor como a ferramenta de edição de dados espaciais,
• O aproveitamento das características de organização e definição de bases de dados geográficas da Geodatabase ArcGIS,
• Tirar partido da possibilidade de definir a estrutura da Geodatabase no ambiente CASE (Computer Aided System Engineering) do software Visio Enterprise 2000, utilizando a notação UML (Unified Modeling Language), e de criar a Geodatabase de forma automática em ArcCatalog a partir do modelo UML.
A linguagem UML e o software Visio foram utilizados com três objectivos essenciais, • facilitar o diálogo na análise e desenvolvimento do modelo de dados, • facilitar o processo de constituição da base de dados,
• facilitar o processo de revisão e desenvolvimento futuro do modelo de dados, em resposta à previsível evolução de necessidades.
A caracterização do modelo foi apoiada por diferentes diagramas de modelo de dados em UML, nomeadamente:
• Diagrama de Classes • Diagramas de Relações
• Estrutura das tabelas relacionadas com as Unidades de Gestão • Estrutura das tabelas relacionadas com os Talhões
• Domínios de valores
A Figura 13, mostra o aspecto geral do modelo de dados de Unidades de Gestão, central na arquitectura de dados do sistema TerraMais, cujos dados espaciais e alfanuméricos, serão complementados para cada cada
exploração agrícola ou florestal que utilize o TerraMais, com informação geográfica específica de caracterização.
No modelo de dados pode-se observar a existência de duas classes de entidades espaciais, UNIGEST (unidades de gestão) e TALHOES (talhões), as quais possuem quatro sub-tipos distintos de entidades,
• Sub-tipo 1 - Floresta • Sub-tipo 2 - Olival • Sub-tipo 3 - Vinha • Sub-tipo 4 - Agricultura
No diagrama de modelo de dados, observa-se por exemplo, que existem três tabelas de Inventário, com as designações INVENTARIO_1, INVENTARIO_2 e INVENTARIO_3, relacionadas com a classe TALHOES. No entanto, só uma destas tabelas será utilizada para cada sub-tipo de talhões. Os números dos sub-tipos são utilizados na nomenclatura das tabelas, com o objectivo de indicar qual o sub-tipo de entidade com o qual cada tabela se relaciona de facto. Assim sendo, a tabela INDECOL_1 (de indicadores ecológicos) relaciona-se com unidades de gestão (UNIGEST) de sub-tipo 1 (Floresta), assim como a tabela INVENTARIO_3 se relaciona com talhões de sub-tipo 3 (Vinha).
2. Projectos arcmap e serviços arcims 2.1. Projectos ArcMap
Os dados espaciais relativos a uma exploração de um cliente, serão disponibilizados na Internet por via de um serviço ArcIMS, que terá subjacente um projecto ArcMap.
Cada projecto ArcMap de uma dada exploração agrícola e/ou florestal, associado a um determinado nome, utilizará dados organizados em três geodatabases distintas:
• Uma geodatabase com os dados de unidades de gestão e talhões (nome),
• Uma geodatabase com os dados de caracterização da exploração (nome_caracteriza), • A geodatabase LimAdm, comum a todos os clientes e explorações.
Para cada projecto nome.mxd de um cliente/exploração, existirá um projecto nome_pintar.mxd, construído de acordo com as regras pre-definidas e destinado a suportar as capacidades de produção de mapas temáticos interactivos, que fazem parte das funcionalidades do sistema TerraMais.
2.2. Serviços ArcIMS
Os dois projectos ArcMap relativos a cada cliente/exploração, nomeadamente nome.mxd e nome_pintar.mxd, são utilizados para criar dois serviços ArcIMS ArcMap Image Service, cujas designações serão respectivamente nome e nome_mt. Os serviços são criados no ambiente ArcIMS Administrator , associando a cada serviço ArcIMS e projecto ArcMap (.mxd) correspondente.
A ligação entre um cliente e o projecto ArcMap que serve os dados de um cliente/exploração, é efectuada na aplicação “Configuração TerraMais”, indicando apenas para esse cliente (id_cliente) qual o serviço ArcIMS (id_serviço) que serve o projecto ArcMap nome.mxd.
SILVICENTRO, engenharia consultoria e serviços agro-florestais, lda
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