UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT
RICARDO LEITE DIAS
AQUISIÇÃO, PROCESSAMENTO E COMPARTILHAMENTO DE
DADOS DE RODOVIAS NÃO PAVIMENTADAS:
Uma proposta metodológica de baixo custo.
Sinop - MT
2016/2
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT
RICARDO LEITE DIAS
AQUISIÇÃO, PROCESSAMENTO E COMPARTILHAMENTO DE
DADOS DE RODOVIAS NÃO PAVIMENTADAS:
Uma proposta metodológica de baixo custo.
Projeto de Pesquisa apresentado à Banca Examinadora do Curso de Engenharia Civil – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop-MT, como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.
Prof. Orientador: Me. Érico Fernando O. Martins
Sinop - MT
2016/2
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Extensão da malha rodoviária brasileira. ... 15
Figura 2 - Formas de representação de dados espaciais. ... 18
Figura 3 - Fluxograma do método proposto ... 20
Figura 4 - Abrangência focal da lente. ... 21
LISTA DE ABREVIATURAS
AEC – Arquitetura Engenharia e Construção
ANTT – Agência Nacional de Transportes Terrestres CNT – Confederação Nacional de Transporte
DER – Departamento de Estradas de Rodagem
DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes EGB – Espaço Geográfico Brasileiro
EPL – Empresa de Planejamento e Logística ET – Especificação Técnica
ET-EDGV – Especificação Técnica para a Estruturação de Dados Geoespaciais Vetoriais
ET-PCDG – Especificação Técnica dos Produtos dos Conjuntos de Dados Geoespaciais
FGDC – Comitê Federal de Dados Geográficos dos Estados Unidos GNSS – Global Navigation Satellite System
GPS – Global Positioning System IDE – Infraestrutura de Dados Espaciais
INDE – Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais IPEA – Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada
PEC-PCD – Padrão de Exatidão Cartográfica dos Produtos Cartográficos Digitais SENAT – Serviço Nacional de Aprendizagem do Transporte
SEST – Serviço Social do Transporte SIG – Sistema de Informação Geográfica
SINFRA – Secretaria de Estado de Infraestrutura e Logística de Mato Grosso SNV – Sistema Nacional de Viação
DADOS DE IDENTIFICAÇÃO
1. Título: AQUISIÇÃO, PROCESSAMENTO E COMPARTILHAMENTO DE DADOS DE RODOVIAS NÃO PAVIMENTADAS: Uma proposta metodológica de baixo custo.
2. Tema: Engenharia Civil (30100003)
3. Delimitação do Tema: Rodovias (30105048) 4. Proponente(s): Ricardo Leite Dias
5. Orientador(a): Me. Érico Fernando de Oliveira Martins
6. Estabelecimento de Ensino: Universidade do Estado de Mato Grosso – UNEMAT.
7. Público Alvo: Acadêmicos, docentes, pesquisadores e profissionais da indústria de AEC
8. Localização: Avenida do Ingás, nº 3001, Centro–Sinop–MT, CEP 78550-000
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ... I LISTA DE ABREVIATURAS ... II DADOS DE IDENTIFICAÇÃO ... III
1 INTRODUÇÃO ... 5 2 PROBLEMATIZAÇÃO ... 7 3 JUSTIFICATIVA... 8 4 HIPÓTESES ... 9 5 OBJETIVOS ... 10 5.1 OBJETIVO GERAL ... 10 5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 10 6 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 11
6.1 SISTEMA RODOVIÁRIO NACIONAL ... 11
6.1.1 Administração do Sistema Rodoviário ... 11
6.1.2 Base de Dados do Sistema Rodoviário ... 13
6.2 RODOVIAS NÃO PAVIMENTADAS ... 14
6.2.1 Patologias mais Comuns em Estradas Não Pavimentadas ... 16
6.3 DADOS GEOESPACIAIS ... 17
6.3.1 Sistema de Informação Geográfica ... 17
7 METODOLOGIA ... 20
8 RECURSOS MATERIAIS ... 24
9 CRONOGRAMA ... 25
1 INTRODUÇÃO
O desenvolvimento de estradas como terreno de locomoção e ligação de territórios remete à própria história da humanidade, indo desde o povoamento dos continentes e das conquistas territoriais, à consequente interação comercial, cultural e religiosa, que culminou com a urbanização e desenvolvimento de diferentes pólos demográficos em todo o mundo, não tendo sido diferente em solo brasileiro.
A malha viária, nas suas mais diferentes categorias, faz parte da infraestrutura de integração de um país, sendo de fundamental importância para a economia e desenvolvimento das cidades, tendo como principal função o fluxo de veículos e pessoas, possibilitando o acesso a mercadorias e serviços.
No Brasil, ao final do século XIX e início do XX, o slogan “Governar é abrir estradas” do presidente Washington Luis já indicava o início de um período de grande desenvolvimento e institucionalização das rodovias brasileiras, fomentado especialmente pelo crescimento da indústria automobilística americana que segundo Ferreira-Neto (1974), em 1917, já tinha colocado em circulação no Brasil cerca de 5000 (cinco mil) automóveis, dos quais 90% circulavam entre as cidades do Rio de Janeiro e São Paulo.
A pavimentação de estradas, por sua vez, segundo o Manual de Conservação Rodoviária (DNIT), teve seu auge após a década de 50 (cinquenta), quando houve a criação da Petrobrás e passou-se a produzir asfalto em grande escala, momento também em que as obras de engenharia rodoviária passaram a impulsionar o desenvolvimento industrial do país, culminando com a priorização do transporte rodoviário em todo o território nacional.
Apesar de tais avanços, atualmente apenas 12% (CNT, 2016) da malha viária brasileira é pavimentada, situação que evidencia a premente necessidade de observação e desenvolvimento de projetos que possibilitem a melhora na qualidade das vias terrestres não asfaltadas.
O desenvolvimento de uma metodologia de baixo custo, por sua vez, leva em consideração fundamentalmente a necessidade de atualização periódica do banco de dados gerado com as informações coletadas, o que se deve a própria característica das estradas não asfaltadas, que sofrem alterações naturais e
sistêmicas em suas condições em um ritmo muito mais acelerado do que o observado nas rodovias asfaltadas.
Ressalta-se, ainda, que o desenvolvimento de uma metodologia de baixo custo para monitoramento de estradas desta estirpe é de suma importância para viabilizar a constante alimentação do banco de dados, pois, do contrário, o custo elevado para coleta e/ou atualização periódica das informações tornaria o monitoramento menos fidedigno e eficaz.
O presente projeto de pesquisa possui ainda relevância nos aspectos acadêmicos de formação e pesquisa, além de um viés mercadológico. O aspecto de formação se deve ao próprio aprimoramento dos conhecimentos profissionais. No que se refere a pesquisa, este projeto demandará a aplicação prática dos conhecimento adquiridos na área de Engenharia de Transportes para identificação de problemas e respectivas soluções, colocando inclusive o futuro profissional em contato direto com tecnologias digitais (banco de dados, sistema de informação geográfica, etc) e equipamentos profissionais (Coletor GNSS). Já com relação ao campo mercadológico, indubitável a relevância social do projeto, que ao final, poderá ser instrumento importante para guiar o desenvolvimento rodoviário da região de Sinop, Mato Grosso, local onde se realizará a observação e construção metodológica.
2 PROBLEMATIZAÇÃO
As ações de manutenção de vias não pavimentadas exigem um levantamento prévio das patologias existentes, seja via trabalho de campo ou sensoriamento remoto, implicando normalmente em altos custos para o poder público. Desta forma, pergunta-se:
Uma metodologia envolvendo a coleta, processamento e distribuição de dados de patologias em rodovias não pavimentadas, operando com hardware e software de baixo custo, pode constituir-se uma fonte de informações relevante para direcionar ações de Engenharia de Estradas?
3 JUSTIFICATIVA
Conforme dados fornecidos em 2016 pela Confederação Nacional de Transportes (CNT, 2016), no Brasil existem 1.351.979 km (um milhão, trezentos e cinquenta e um mil, novecentos e setenta e nove quilômetros) de estradas não pavimentadas, o que representa 78,6% da malha viária. Devido a sua grande importância local, a maior parte destas estradas não pavimentadas são administradas pelo poder público municipal, que se esforça para garantir as condições para entrada de insumos, escoamento da produção e circulação da população em seu território e acesso às vias principais (estradas estaduais e federais asfaltadas).
Dentro desta realidade, os municípios precisam constantemente de informações atualizadas a respeito das condições dessas vias, visto que tais informações são essenciais para a tomada de decisões estratégicas no que diz respeito a manutenção (adequação e recuperação), viabilizando ações sistemáticas como, por exemplo, o programa Melhor Caminho em execução no estado de São Paulo.
Considerando tais aspectos, o desenvolvimento de uma metodologia de baixo custo que visa adquirir, processar e compartilhar dados inerentes as rodovias vicinais não pavimentadas se justifica como uma importante contribuição para embasar futuras ações da Engenharia de Estradas. Além disso, os dados gerados por esta metodologia podem auxiliar na execução de futuros empreendimentos na região, bem como na escolha da melhor rota para escoar a produção, pesquisas acadêmicas, dentre outras situações.
4 HIPÓTESES
Uma metodologia de baixo custo para obtenção de dados sobre patologias de rodovias não pavimentadas viabiliza a atualização constante das informações estratégicas sobre as vias, constituindo-se uma importante ferramenta para o poder público municipal direcionar suas ações de manutenção.
5 OBJETIVOS
5.1 OBJETIVO GERAL
O objetivo geral do presente projeto de pesquisa consiste em desenvolver uma metodologia de baixo custo para coleta, processamento e compartilhamento de dados vetoriais e imagens terrestres de estradas vicinais não pavimentadas, que permitam a identificação de patologias (categoria e localização), para apoiar o poder público na tomada de decisões estratégicas de manutenção destas vias.
5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Os seguintes objetivos específicos são propostos:
Familiarizar o engenheiro com os aspectos práticos e teóricos da Engenharia de Estradas;
Capacitar o profissional para desempenhar funções técnicas ligadas ao planejamento, operação e manutenção de rodovias ou fornecer consultoria na área;
Avaliar a eficiência de equipamentos GNSS de baixo custo para aquisição de trajetórias para uso em projetos da Engenharia;
Identificar um modelo adequado de câmera fotográfica para aquisição de imagens terrestres de rodovias;
Selecionar um sistema de informação geográfica adequado para processamento e armazenamento dos dados geoespaciais de estradas;
Categorizar patologias em estradas não pavimentadas de acordo com as normas técnicas vigentes;
6 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Neste capítulo serão apresentados os conceitos que dão o embasamento teórico necessário ao desenvolvimento da presente proposta de pesquisa.
6.1 SISTEMA RODOVIÁRIO NACIONAL
Atualmente, as entidades responsáveis pelas políticas rodoviárias nacionais são divididas em níveis de jurisdição (Tabela 1), sendo eles Federal, Estadual e Municipal, com responsabilidades e atribuições para execução de recuperação e melhorias na malha viária nacional correspondente a sua jurisdição.
Tabela 1 - Organização do setor rodoviário
TABELA 1.1 – ORGANIZAÇÃO DA ADMINISTRAÇÃO PÚBLICA SO SETOR RODOVIÁRIO NÍVEIS DE
JURISDIÇÃO
ENTIDADES RESPONSÁVEIS PELA POLÍTICA RODOVIÁRIA
FORMULAÇÃO DA POLÍTICA EXECUÇÃO DA POLÍTICA
Federal Ministério dos Transportes DNER (atual DNIT)
Estadual Secretarias de Estado DER, DAER, Fundação DER¹, DERT²,
AGETOP³
Municipal Secretarias Municipais DMER e outras
¹Caso do Estado do Rio de Janeiro, que reconfigurou o DER/RJ como fundação DER.
²Caso do Estado do Ceará, que reconfigurou o DER/CE como departamento de Edificações, Rodovias e Transportes – DERT
³Caso do Estado de Goiás, cujo DER/GO foi extinto, sendo suas atividades absorvidas pela Agência Goiana de Transporte o Obras Públicas (AGTOP).
Fonte: Adaptado de Lee (2000)
A seguir serão detalhas as atribuições das entidades que compõem o quadro de gestão do sistema rodoviário nacional.
6.1.1 Administração do Sistema Rodoviário
No âmbito Federal, o DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes), a ANTT (Agência Nacional de Transportes Terrestres) e a EPL
(Empresa de Planejamento e Lojistica S.A), são os órgãos responsáveis por regulamentar e padronizar o sistema rodoviário brasileiro, sendo todos vinculados ao Ministério dos Transportes.
Criado em 2001, pela Lei 10.233 (BRASIL, 2001), o DNIT tem entre outras tantas atribuições consignadas no artigo 82 da referida lei e seus incisos respectivos, o dever de estabelecer padrões, normas e especificações técnicas para os programas de segurança operacional, sinalização, manutenção ou conservação, restauração ou reposição de vias, terminais e instalações, bem como a elaboração de projetos e execução de obras viárias. Já a Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT), órgão da administração indireta federal, tem como função a regulação das atividades de exploração da infraestrutura ferroviária e rodoviária federal e de prestação de serviços de transporte terrestre, conforme o artigo 1º do Decreto n. 4.130, de 13 de fevereiro de 2002 (BRASIL, 2002). Por fim, a Empresa de Planejamento e Logística S.A. (EPL), criada pela Lei 12.743, de 19 de dezembro de 2012, tem por finalidade estruturar e qualificar, por meio de estudos e pesquisas, o processo de planejamento integrado de logística no país, interligando rodovias, ferrovias, portos, aeroportos e hidrovias (BRASIL, 2012).
Já na esfera estadual cada membro da federação constitui seu Departamento de Estradas e Rodagens. No Estado de Mato Grosso, por exemplo, o Decreto n. 163, de 01 de julho de 2015, dispõe sobre a estrutura e finalidade da Secretaria de Estado de Infraestrutura do Governo de Mato Grosso, ressaltando já em seu artigo primeiro que o SINFRA tem por finalidade, planejar, controlar, executar, fiscalizar e orientar as atividades governamentais nas áreas de logísticas e Transportes do Estado de Mato Grosso, deixando claro assim, a responsabilidade e competência pela gestão das rodovias mato-grossenses (MATO GROSSO, 2015).
Na esfera municipal, considerando a organização do município de Sinop-MT, tem-se que a conservação e manutenção das rodovias vicinais fica a encargo da Secretaria Municipal de Obras, órgão responsável pela administração e regulamentação daquelas com relação a sinalização, revitalização, entre outras competências residuais.
Tais informações, deixam claro que muitas ações nos diferentes níveis da administração pública são realizadas para coleta e sistematização dos dados de rodovias, sendo esta uma demanda constante.
6.1.2 Base de Dados do Sistema Rodoviário
A normatização dos processos de coleta, armazenamento e distribuição dos dados geoespaciais se dá por meio de especificações técnicas elaboradas segundo padrões internacionais, que acabam por formar uma Infraestrutura de Dados Espaciais (IDE) ou Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais (INDE). O Comitê Federal de Dados Geográficos dos Estados Unidos (FGDC), descreve a INDE como tecnologia, política, padrões e recursos humanos necessários para adquirir, processar, armazenar, distribuir e promover a utilização de dados geoespaciais em todos os níveis de governo, setores privados e academia (FGDC, 2003).
No Brasil, a normatização das atividades cartográficas nacional se deu em 1967, por meio do Decreto-Lei nº 243 que estabeleceu as diretrizes e bases das atividades cartográficas e correlatas (BRASIL, 1967). Este decreto instituiu o Sistema Cartográfico Nacional (SCN), definiu as formas de representação do Espaço Geográfico Brasileiro (EGB) e estruturou o Plano Cartográfico Nacional, entre outros. Mais de duas décadas depois, em 1984, o Decreto n. 89.817 estabeleceu as Instruções Reguladoras das Normas Técnicas da Cartografia Nacional, destinada a estabelecer procedimentos e padrões a serem obedecidos na elaboração e apresentação de normas da Cartografia Nacional, bem como padrões mínimos a serem adotados no desenvolvimento das atividades cartográficas (BRASIL, 1984). Este Decreto encontra-se ainda em vigor, tendo sofrido alterações em sua redação, em particular no capítulo sobre o Sistema Geodésico Brasileiro, por meio do Decreto 5.334 de 2005 (BRASIL, 2005).
Iniciativas nacionais estão sendo desenvolvidas para atualização e expansão da base de dados rodoviários nacional. A mais de 20 anos a CNT (Confederação Nacional do Transporte) vem realizando estudos direcionados a real situação da malha rodoviária brasileira, levantando e divulgando dados patológicos destas vias, bem como as medidas necessárias para a devida recuperação. Apesar de ter como principal foco as rodovias pavimentas, no que diz respeito à análise e métodos de recuperação, também realiza estudos quantitativos da malha viária não pavimentada, dados estes de extremo interesse do presente projeto, visto que auxiliará na análise quantitativa das rodovias não pavimentadas na área de estudo.
Executada desde 1995, a Pesquisa CNT de Rodovias - uma iniciativa conjunta da CNT e do SEST SENAT (Serviço Social do Transporte e Serviço
Nacional de Aprendizagem do Transporte, respectivamente) - veio contribuir com informações atualizadas para o planejamento e a operação rodoviária, vez que de maneira complementar forneceu elementos fundamentais para a elaboração de projetos e estudos voltados ao aprimoramento das nossas rodovias.
6.2 RODOVIAS NÃO PAVIMENTADAS
Estradas não pavimentadas, ou também denominadas ‘estradas de terra’, são aquelas que não possuem qualquer tipo de tratamento superficial e têm em sua camada superficial apenas solo local, ou às vezes em mistura com agregado granular, decorrente de sua manutenção (NUNES, 2003).
A densidade da malha rodoviária pavimentada do Brasil é ainda muito pequena, principalmente quando comparada com a de outros países de dimensão territorial semelhante. São aproximadamente 25 km de rodovias pavimentadas para cada 1.000 km² de área, o que corresponde a apenas 12,3% da extensão rodoviária nacional. Nos Estados Unidos, são 438,1 km por 1.000 km² de área. Na China, 359,9 km e na Rússia, 54,3 km. Ao analisar as regiões brasileiras, o Nordeste concentra o maior percentual de infraestrutura rodoviária (30,8%), seguido do Sudeste (19,3%), do Sul (18,5%), do Centro-Oeste (17,6%) e do Norte (13,7%). (CNT, 2016)
Segundo o SNV (Sistema Nacional de Viação ), utilizado como base para a CNT realizar o levantamento de dados, a malha rodoviária pavimentada brasileira compreende 211.468 km de extensão, contrapondo-se aos 1.351.979 km de rodovias não pavimentadas, como pode ser observado na Figura 1.
Figura 1 - Extensão da Malha Rodoviária Brasileira. Fonte: (CNT, 2016)
Segundo o IPEA (Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada), a matriz de transportes brasileira tem a forte predominância do modo rodoviário. O Brasil possui 1,03km de rodovia pavimentada por habitante e 7,35km de rodovia não pavimentada. A região Centro-Oeste se destaca neste indicador, possuindo, respectivamente, 1,74 rodovia pavimentadas e 14,85 estradas não pavimentadas. (IPEA, 2016).
Neste contexto, de acordo o IPEA (IPEA, 2016), o estado de Mato Grosso está situado na região com maior densidade de rodovia não pavimentada por habitante, fortalecendo a necessidade de medidas que visam manter e recuperar esses meios de acesso.
Segundo Baesso e Gonçalves (2003), as estradas rurais podem ser divididas em quatro categorias distintas, designadas por A, B, C e D. De acordo com os autores, as estradas da Categoria A correspondem às vias cuja superfície de
rolamento é composta por agregados naturais oriundos de jazidas, sendo que estes atendem a determinados parâmetros quanto a composição granulométrica. A Categoria B é composta por estradas que apresentam material produzido artificialmente (britados) na camada superficial de rolamento. Solos naturalmente estabilizados (saibros, areias, piçarras, etc) oriundos de jazidas, quando utilizados para compor a superfície de rolamento, compreendem as estradas da Categoria C. As vias cuja camada superficial é formada por materiais de seu próprio leito natural, correspondem à Categoria D.
Já de acordo com Nunes (2003), as condições da superfície de rolamento de uma estrada dependem de fatores que variam de acordo com a região. Esses fatores são o tipo de solo, clima, topografia, tráfego e frequência de manutenção, os quais, influenciam diretamente no aparecimento de defeitos no leito das vias, o que ocasiona problemas que comumente, quando não reduzem a velocidades de tráfego, são os responsáveis pela interrupção na utilização da via.
Alves (2009), por sua vez, afirma que o conhecimento da infraestrutura, juntamente a uma análise dos defeitos que ocorrem nas estradas não pavimentadas, poderá resultar numa manutenção preventiva com redução no custo das correções, permitindo uma melhora do desenvolvimento social e econômico dessas áreas.
Uma estrada não pavimentada deve conter em sua estrutura resistência suficiente para suportar as cargas requisitadas pelo tráfego nesta rodovia, evitando o surgimento de deformações e patologias. Para Baesso e Gonçalves (2003), a boa capacidade de suporte e boas condições de rolamento são características de resistência, tanto do material utilizado como revestimento quanto do subleito, para que estes possam se manter coesos frente às solicitações repetitivas do tráfego na medida em que ocorrem variações no teor de umidade, devido aos períodos secos e chuvosos, que ocorrem ao longo do ano.
6.2.1 Patologias mais comuns em estradas não pavimentadas
As estradas não pavimentadas estão mais propicias ao surgimento de patologias capazes de interferir diretamente no tráfego e serventia deste pavimento primário (capacidade de suporte, conforto e segurança). Segundo Baesso e Gonçalves (2003) destacam-se entre as patologias:
a) seção transversal imprópria; b) drenagem inadequada;
c) corrugações; d) excesso de poeira; e) buracos; f) trilha de roda; g) perda de agregados; h) pontos de erosão.
Neste contexto, tais patologias já comuns no âmbito de rodovias não pavimentadas, têm como função nortear a identificação de não conformidades da via em estudo, facilitando a caracterização das mesmas.
6.3 DADOS GEOESPACIAIS
Os avanços tecnológicos na área de informática facilitaram o manuseio de grande número de dados através dos computadores. Quando umas das características relevantes do dado é a sua localização (referência espacial), pode-se fazer uso dos Sistemas de Informação Geográfica - SIG, que se baseiam em uma tecnologia de armazenamento, análise e tratamento de dados espaciais, não espaciais e temporais. Esta ferramenta é capaz de gerar informações que permitem obter soluções rápidas e precisas para vários problemas, facilitando o processo de tomada de decisões em diversas áreas, tais como: Geologia, Hidrografia, Agricultura, Engenharia Civil, de Transportes, Urbana, de Minas, etc (NELSON, 1998).
6.3.1 Sistema de Informação Geográfica
Um Sistema de Informações Geográficas, que é, em essência, a combinação de imagens de mapas com diferentes tipos de informação, tem aplicações não apenas no planejamento de transportes, mas em inúmeras outras áreas, incluindo o planejamento urbano, de forma mais abrangente (NELSON, 1998).
Teixeira et al. (1992) subdividem um SIG em: Banco de dados;
Equipamentos (hardware) e;
Operadores espaciais: conjunto de programas (software) dedicados à execução de operações sobre os dados.
O banco de dados é composto pela base de dados física e por programas que gerenciam esses dados, ou seja, organizam os mesmos, com a finalidade de agilizar a sua procura, manutenção e controle.
Quanto ao hardware, os SIG podem operar em microcomputadores, estações de trabalho, minicomputadores e computadores de grande porte, tornando a sua utilização possível em praticamente qualquer ambiente e organizações dos mais variados portes.
Os operadores espaciais são um conjunto de programas, que atuam sobre a base de dados, produzindo as informações desejadas.
Segundo TEIXEIRA et al. (1992), as estruturas de representação dos dados espaciais em um SIG podem ser classificadas em: raster (Matricial) ou vetorial. A estrutura raster (ou matricial) divide o espaço em elementos discretos e é obtida através de uma malha com linhas verticais e horizontais, formando as células (pixel - picture element ou quadrículas). As dimensões dessas células é que definem a precisão do processo (nível de resolução). A estrutura vetorial, por outro lado, considera o espaço de forma contínua, reduzindo os dados espaciais a três formas básicas: pontos, linhas ou áreas (FRANÇOSO et al., 1993). Exemplos gráficos destas formas de representação podem ser vistos na Figura 2.
Figura 2 - Formas de representação de dados espaciais. Fonte: adaptada de SILVA et al. (1997).
No âmbito dos transportes evidencia-se a utilização de SIG como auxílio na resolução de diferentes tipos de problemas: gerência de pavimentos, transporte
coletivo, rodoviário e de carga, engenharia do tráfego, localização de facilidades e planejamento de transportes (MENESES, 2003).
Durante o desenvolvimento deste projeto, o uso do SIG será de fundamental importância durante o reconhecimento do traçado geométrico da via em estudo, bem como, a indicação pontual das patologias encontradas nesta via.
7 METODOLOGIA
Este projeto propõe uma metodologia de baixo custo para aquisição, processamento e compartilhamento de dados vetoriais e raster de estradas vicinais não pavimentadas, permitindo a identificação de patologias (categoria e localização). Não é intenção desta metodologia produzir ao final uma base dada cartográfica geometricamente acurada, que possa embasar um projeto de rodovias diretamente, mas sim uma base de dados de caráter qualitativo que possa ser consultada por interessados de caráter público ou privado para fomentar ações de acompanhamento e recuperação de estradas vicinais.
As etapas previstas na metodologia (Figura 3) serão descritas a seguir.
Figura 3 - Fluxograma do método proposto
Etapa 1 – Seleção de Equipamentos: Considerando a necessidade de manter viabilidade econômica e oferecer resultados dentro de um nível de confiança aceitável, serão testados equipamentos de baixo custo para registro de trajetórias
GNSS (navegadores GPS, smartphones, sistema de navegação veicular, etc) e para captura de imagens em curta distância (close range). Os resultados alcançados pelos equipamentos GNSS de baixo custo serão avaliados por meio de comparação quantitativa com os resultados obtidos por equipamento GNSS de alto custo, modelo Leica Viva Uno (14 canais L1). Já os dados obtidos por câmeras serão avaliados qualitativamente, considerando se é possível identificar patologias e inferir observações da sua severidade mediante as imagens coletadas. Serão comparadas imagens adquiridas com ângulos de cobertura "normais", aproximadamente 50 graus, e câmera com amplo ângulo de cobertura que simulam 360 graus (2 x 180 graus).
Figura 4 - Abrangéncia focal da lente.
Fonte: http://www.canadiannaturephotographer.com/fstop.html
Etapa 2 – Coleta dos dados: A coleta de dados irá consistir em trafegar pela área de teste delimitada (Retângulo ilustrativo indicado na Figura 5), com
aproximadamente 600 km², registrando continuamente as trajetórias GNSS e realizando as coletas de fotografias nos pontos com patologias.
Figura 5 - Delimitação da área de teste.
Etapa 3 – Pré-Processamento: Esta etapa para os dados GNSS consiste na filtragem das trajetórias para reduzir a redundância de dados e verificar a integridade destes. Já as imagens, como serão adquiridas por equipamentos sem GPS embarcados, terão de ser georreferenciadas para serem inseridas na base de dados cartográficos.
Etapa 4 – Processamento: Será montado no SIG as tabelas de patologias que formaram a base de dados com base nas categorias previstas nas normais da Engenharia de Estradas.
Etapa 5 – Compartilhamento: para o compartilhamento dos dados resultantes serão disponibilizados resultados “off line” por meio de mapas temáticos gerados previamente e “on line” por meio de servidores que permitam a disponibilização dos dados para acesso e consultas personalizadas em tempo real.
Assim, como resultado deste projeto pretende-se obter uma sequência metodológica de baixo custo eficiente para o monitoramento de estradas vicinais. Consequentemente, o produto direto do desenvolvimento da metodologia será uma base de dados.
Para avaliar o grau de sucesso do método proposto será levado em consideração o custo final dos equipamentos elegidos para a coleta de dados, bem como a eficiência da base de dados cartográficos resultantes (possibilidades de consultas e interpretações).
8 RECURSOS MATERIAIS
As duas últimas etapas do método proposto serão realizadas em um Sistema de Informação Geográfica a ser selecionado. Dentre os sistemas SIG gratuitos disponíveis, serão testados os seguintes:
Quantum Gis (https://www.qgis.org/) gvSIG (http://www.gvsig.com/pt)
Também serão utilizados os seguintes equipamentos:
Leica Viva Uno (disponibilizado pelo GPAID – Grupo de Pesquisa em Análise de Imagens Digitais)
Câmera Fotográfica com ângulo padrão 50º (disponibilizado pelo GPAID – Grupo de Pesquisa em Análise de Imagens Digitais)
Câmera Fotográfica com ângulo amplo 360º (serão verificadas as condições para aquisição via importação com recursos particulares)
9 CRONOGRAMA
ATIVIDADES
2017
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO
Entrega do projeto de pesquisa Defesa do projeto de pesquisa Revisão bibliográfica complementar Coleta de dados complementares Redação do artigo Revisão e entrega oficial do trabalho Apresentação do trabalho em banca
10 REFERÊNCIAL BIBLIOGRÁFICO
ALVES, Michelle Aparecida Nicola. Características Geotécnicas de estradas não pavimentadas do Município de Bauru/SP. 2009. 66fls. Dissertação de pós graduação - Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP, 2009. Disponível em:<http://www.bibliotecadigital.unicamp.br/document/?code=000470060>.Acessado em 15 de novembro de 2016.
BAESSO, Dalcio Pickler; GONÇALVES, Fernando Luiz. Estradas Rurais: Técnicas Adequadas de manutenção. DER, Florianópolis, 2003. Disponível em: <http://ertam2003.blogspot.com.br/>. Acessado em 18 de novembro de 2016.
BRASIL. Lei 10.233, de 05 de junho de 2001. Dispõe sobre a reestruturação dos transportes aquaviário e terrestre, cria o Conselho Nacional de Integração de Políticas de Transporte, a Agência Nacional de Transportes Terrestres, a Agência Nacional de Transportes Aquaviários e o Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes, e dá outras providências. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/LEIS_2001/L10233.htm>. Acessado em 20 de dezembro de 2016.
BRASIL. Decreto n. 4.130, de 13 de fevereiro de 2002. Aprova o Regulamento e o Quadro Demonstrativo dos Cargos Comissionados e dos Cargos Comissionados Técnicos da Agência Nacional de Transportes Terrestres - ANTT, e dá outras providências. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/decreto/2002/ D4130.htm>. Acessado em 20 de dezembro de 2016.
BRASIL. Lei 12.743, de 19 de dezembro de 2012. Altera as Leis nos 10.233, de 5 de junho de 2001, e 12.404, de 4 de maio de 2011, para modificar a denominação da Empresa de Transporte Ferroviário de Alta Velocidade S.A. - ETAV para Empresa de Planejamento e Logística S.A. - EPL, e ampliar suas competências; e revoga dispositivo da Lei no 11.772, de 17 de setembro de 2008. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_Ato2011-2014/2012/Lei/L12743.htm. Acessado em 20 de dezembro de 2016.
BRASIL. Decreto-Lei n. 243, de 28 de fevereiro de 1967. Fixa as Diretrizes e Bases da Cartografia Brasileira e dá outras providências. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/decreto-lei/1965-1988/Del0243.htm>. Acessado em 20 de dezembro de 2016.
BRASIL. Decreto n. 89.817, de 20 de junho de 1984. Estabelece as Instruções Reguladoras das Normas Técnicas da Cartografia Nacional. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/decreto/1980-1989/D89817.htm>.Acessado em 20 de dezembro de 2016.
BRASIL. Decreto n. 5.334, de 06 de janeiro de 2005. Dá nova redação ao art. 21 e revoga o art. 22 do Decreto no 89.817, de 20 de junho de 1984, que estabelece as Instruções Reguladoras das Normas Técnicas da Cartografia Nacional. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_Ato2004-2006/2005/Decreto/D5334.htm>. Acessado em 20 de dezembro de 2016.
BRASIL. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DETRANSPORTES. Diretoria de Planejamento e Pesquisa. Coordenação Geral de Estudos e Pesquisa. Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Manual de Conservação Rodoviária. 2 ed. 564p. Rio de Janeiro, 2005. Disponível em:<http://www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr/ipr_new/manuais/Manual%20de%2 0onservacao%20Rodoviaria.pdf >Acessado em 29 de novembro de 2016.
BRASIL. CONFEDERAÇÃO NACIONAL DE TRANSPORTES. Pesquisa CNT de rodovias: relatório gerencial. 20.ed. Brasília, 2016. Disponível em: http://pesquisarodoviascms.cnt.org.br/Relatorio%20Geral/PESQUISA_CNT2015_BAI XA.pdf. Acessado em 10 de novembro de 2016.
BRASIL. Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada IPEA, 2016. Disponível em:< http://ipea.gov.br/portal/index.php?option=com_content&id=1226&Itemid=68>.
Acessado em 12 de novembro de 2016.
DER/SP. Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo (DER/SP) Manual Básico de Estradas e Rodovias Vicinais: Volume I - Planejamento, projeto, construção e operação. São Paulo -SP, 2012. Disponível em:<http://www.der.sp.gov.br/Website/Acessos/Documentos/RodoviasVicinais.aspx> Acessado em 10 de dezembro 2016.
FERREIRA-NETO, Francisco. 150 anos de transportes no Brasil 1822/1972. Brasília: Ministério dos Transportes, 1974.
FRANÇOSO, M.T.; Freitas, M.A.R.R.; Mello, H.M.C.F. Sensoriamento remoto como fonte de dados para Sistemas de Informação Geográfica aplicados ao transporte e urbanismo. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 7, Curitiba, 1993. Anais. São José dos Campos, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE. v. I, p. 62-67.
LEE, S.H. Introdução ao projeto geométrico de rodovias. 4ª ed. Ampl. Florianópolis: UFSC, 442p, 2013.
MATO GROSSO. Decreto n. 163, de 01 de julho de 2015. Dispõe sobre a estrutura organizacional da Secretaria de Estado de Infraestrutura e Logística - SINFRA, a redistribuição de cargos em comissão e funções de confiança. Disponível em: <https://www.iomat.mt.gov.br/apifront/portal/edicoes/publicacoes_ver_conteudo/7629 87>. Acessado em 09 de janeiro de 2017.
MENESES, H. B. Interface Lógica em Ambiente SIG para Bases de Dados de Sistemas Centralizados de Controle do Tráfego Urbano em Tempo Real. Dissertação de Mestrado, Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2003.
NELSON, A. R. S. Sistema de informação geográfica para planejamento de transporte. Dissertação de Mestrado, Programa de Mestrado em Engenharia de Transportes, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, SP, 1998, 124fls.
de terra com base no uso de redes neurais artificias: Trecho de Aquiraz – CE., 2003.
TEIXEIRA, A.L.A; Moretti, E.; Christofoletti, A. Introdução aos Sistemas de Informação Geográfica. Edição do autor. Rio Claro, 1992.
