DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA WEB PARA CONSULTA ONLINE E DOWNLOAD DA BASE HIDROGRÁFICA DO PARANÁ 1:50.000

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_______________________________________________________________________________________ XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA WEB PARA CONSULTA ONLINE

E DOWNLOAD DA BASE HIDROGRÁFICA DO PARANÁ 1:50.000

Renato Suchecki Silveira1

Resumo - Este artigo apresenta uma ferramenta de visualização, consulta e download dos dados da

Base Hidrográfica do Paraná 1:50.000. O trabalho se baseia na necessidade crescente de acesso a informação, geração de dados georreferenciados e a fragilidade dos recursos hídricos. A ferramenta foi desenvolvida em um servidor web desktop de testes conectado a um Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) e interface simples de acesso. Os testes demonstraram eficiência nos aspectos estudados possibilitando ao usuário realizar as operações propostas com sucesso.

Palavras-Chave - hidrografia, I3Geo, WebGIS.

DEVELOPMENT OF A WEBGIS FOR QUERY AND DOWNLOAD OF THE

BASE HIDROGRÁFICA DO PARANÁ 1: 50.000

Abstract - This paper presents a visualization tool, query and download the Base Hidrográfica do

Paraná 1: 50.000. The work is based on the growing need for access to information, generate geo-referenced data and the fragility of water resources. The tool was developed in a desktop web server tests connected to a Database Management System (DBMS) and easy to access interface. Tests have shown efficiency in the aspects studied enabling the user to carry out successfully the operation

Keywords - hydrography, I3Geo, WebGIS.

INTRODUÇÃO

A importância dos recursos hídricos nunca foi tão abordada, seja através da elaboração de documentos que regem seu uso, seja pelos acontecimentos climáticos que marcam cenários regionais pela falta ou abundância deste bem. O País possui 12% da disponibilidade de água doce superficial do mundo (ANA, 2012) mas, em virtude da escassez na região nordeste e mais recentemente dos problemas de abastecimento verificados no Estado de São Paulo, fica evidente a necessidade de ações em prol do uso racional da água. Nesse sentido, conforme o Plano Nacional de Recursos Hídricos (PNRH, 2006) destacam-se os compromissos assumidos pelos países com o Plano de Implementação da Cúpula Mundial sobre Desenvolvimento Sustentável de Johannesburgo,

_______________________________________ 1_{Instituto das Águas do Paraná}

Rua Santo Antonio, 239 - CEP 80230-120 - Curitiba - PR renatos@aguasparana.pr.gov.br

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que previa entre suas metas a elaboração, até 2005, de planos de gestão integrada dos recursos hídricos e aproveitamento eficiente da água. A esses esforços internacionais articula-se o ordenamento jurídico brasileiro, uma vez que os planos de recursos hídricos se constituem no primeiro instrumento da Política Nacional de Recursos Hídricos, instituída pela Lei nº 9.433/1997.

A "lei das águas", como é conhecida a Lei Federal nº 9.433 de 8 de janeiro de 1997, possibilitou avanços significativos, onde, dentre outros, em seu inciso §V é instituída a bacia hidrográfica como a unidade territorial para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. O enquadramento de uma unidade territorial passível de espacialização, neste caso a bacia hidrográfica, torna possível uma representação cartográfica precisa que permite a locação de dados geográficos diversos em uma área conhecida e dotada dos mais diversos dados a seu respeito.

Com posse de arquivos vetoriais georreferenciados das bacias hidrográficas podemos lançar mão do uso de Sistemas de Informações geográficas (SIG) para o tratamento dos dados. Segundo Câmara e Davis (2001) as ferramentas computacionais para geoprocessamento, chamadas de Sistemas de Informação Geográfica, permitem realizar análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados georreferenciados. Os referidos sistemas constituem o ambiente de inteligência que dá suporte de forma lógica e estruturante à gestão e ao processo decisório das diferentes esferas de aplicação, permitindo, inclusive, a construção de indicadores baseados em análises geográficas, além de coletar, armazenar, recuperar, transformar e visualizar dados. Esta tecnologia tem sido alvo de crescente utilização no planejamento ambiental com forte adesão na gestão dos recursos hídricos (Pinheiro et al. 2009).

Segundo ANA (2007), para que um sistema de informação geográfica possa responder as perguntas dos gestores de recursos hídricos é necessário modelar a hidrografia em um banco de dados geográficos, fazer a sua consistência topológica e acrescentar uma série de informações, que poderão ser recuperadas mais tarde em diversos níveis de agregação. Neste sentido, a resolução n°30 de 11 de dezembro de 2002 adota como oficial o modelo de codificação de bacias hidrográficas proposto pelo engenheiro Otto Pfafstetter. Essa codificação, realizada no sentido da foz para a nascente (Pfafestetter, 1989), é baseada no reconhecimento prévio na rede hidrográfica das quatro maiores bacias (não recebem drenagem de qualquer outra área), das quatro maiores interbacias (recebem fluxo de água de duas bacias a montante) e de possíveis intrabacias (área da rede hidrográfica que não contribuem para outra sub-bacia). Para as bacias são atribuídos os números pares (2, 4, 6 e 8), para as interbacias os números ímpares (3, 5, 7 e 9) e para as intrabacias o número zero (Luiz e Faria, 2013)

O Estado do Paraná conta desde 2011 com a sua Base Hidrográfica oficial Ottocodificada na escala 1:50.000. O projeto coordenado pelo Instituto das Águas do Paraná em parceria com Coordenadoria da Região Metropolitana de Curitiba - COMEC, Companhia Paranaense de Energia - COPEL, Instituto Paranaense de Assistência Técnica e Extensão Rural - EMATER, Instituto Ambiental do Paraná - IAP, ITAIPU Binacional, Instituto de Terras, Cartografia e Geociências - ITCG, Minerais do Paraná S.A. - MINEROPAR, Serviço Social Autônomo PARANACIDADE, Companhia de Saneamento do Paraná - SANEPAR, Secretaria de Estado de Agricultura e Abastecimento – SEAB. O projeto gerou quatro produtos distintos e passíveis de integração. O primeiro, denominado Rede Hídrica do Estado do Paraná, é inédito no Brasil, formado por arquivo digital dos eixos dos rios, segmentados em trechos, conectados por nós e identificados por meio de código único e hierárquico, obtido por meio da metodologia adotada pela ANA. O produto foi

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oficialmente homologado pela ANA e pela Câmara Técnica de Cartografia e Geoprocessamento. (Souza et al. 2011)

Encontramos uma vasta lista de softwares usados para manipular dados geoespaciais, mas nem sempre a interface é adequada para usuários com pouca ou nenhuma experiência no assunto. Existe uma fatia de usuários que esperam obter respostas simples quando procuram por dados como nome ou código de um determinado trecho de rio. Essa informação é relativamente simples para que o usuário contrate uma consultoria, mas ao mesmo tempo torna-se complexa caso ele necessite manusear um software de geoprocessamento.

Para disponibilizar dados geográficos na web, o governo federal implementou no portal do software público a Interface Integrada de Ferramentas de Geoprocessamento na Internet (I3Geo). O I3GEO é um software livre, licenciado como GPL (GNU General Public License - Licenca Publica Geral) e criado pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA), utilizado para a construção de mapas interativos na internet e a disseminação de dados geoespaciais.

Uma vez que os dados estejam corretamente configurados, pode-se opcionalmente oferecer serviços de download de dados (formato “shapefile” e outros), gerador de “Web Services” (WMS, WFS, WCS, etc). Entre outras características, o I3 GEO dá suporte à visualização e à pesquisa em mais de 100 tipos de formatos vetoriais, raster de banco de dados, pode ser executado em diferentes sistemas operacionais e é completamente customizável. Ademais, o software disponibiliza ferramentas para download da base cartográfica. O upload de novas camadas e informações pode ser feito on-line através de arquivos no formato shapefile da Esri®, no formato GPX (GPS

Exchange Format) para dados de rotas de GPS, e no formato dbf ou CSV para dados tabulares

(Almeida et al. 2011).

Com base na necessidade de disseminação de dados para diferentes tipos de usuários o objetivo deste trabalho é desenvolver um sistema web baseado em I3GEO que possibilite o upload de dados vetoriais, visualização, manipulação e download dos dados da Base Hidrográfica do Paraná 1:50.000, de forma que fique garantido o acesso rápido às informações da Ottocodificação.

METODOLOGIA

Desenvolveu-se o trabalho com a versão 5.0 do software I3Geo, disponível para download no portal do software público, a base de dados foi armazenada sob o Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) PostGIS/PostgreeSQL. Sendo assim, os dados vetoriais foram convertidos pelo programa shp2pgsql que transforma arquivos em formato shapefile para um arquivo texto, com instruções do tipo SQL (Structured Query Language). Esse arquivo SQL é posteriormente importado para o banco de dados (Almeida et al. 2011). Dessa forma, as orientações para o I3Geo acessar os dados no SGBD são passadas em um arquivo map.

De acordo com a resolução 01/2015 do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE, a partir de 25 de fevereiro de 2015, o Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas (SIRGAS), em sua realização de 2000 (SIRGAS2000), tornou-se oficialmente o único utilizado na produção de dados geográficos no País. Portanto, para espacialização dos dados deste trabalho, adotou-se como sistema de referência o SIRGAS2000.

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Para aperfeiçoar o contato do usuário com a tela inicial, além dos arquivos obtidos pelo trabalho de Souza et al. (2011) referentes a Base Hidrográfica do Paraná 1:50.000, o projeto contou com a Hidrografia da América do Sul obtida no site do Serviço Geológico dos Estados Unidos - United States Geological Survey (USGS) disponível em: <http://hydrosheds.cr.usgs.gov/data.php> Acessado em 24 de abril de 2015. Ainda para a primeira tela do sistema, aplicou-se aos dados vetoriais um nível menor de detalhamento, de forma que a visualização ficou restrita a informações macrorregionais de estados e países que dividem seus limites com o estado do Paraná (figura 1).

Figura 1 - Tela inicial do Sistema com I3geo no modo Openlayers

Os arquivos map são constituídos de uma série de palavras-chave que são responsáveis pelas características do mapa apresentado na tela, cada camada ou cada shapefile possui suas características descritas no arquivo. No processo de tornar o mapa apresentável, estes arquivos foram editados alterando-se cores e espessura de linhas, rótulos, polígonos, enfim, os atributos possíveis de serem aplicados nos vetores. O Mapserver conta com extensa documentação que pode orientar as operações com os arquivos map e não há necessidade de conhecimentos profundos de programação.

Durante o desenvolvimento, foi necessário melhorar o desempenho do sistema que apresentou travamentos e erros provavelmente devido ao tamanho dos arquivos. Deste modo, foram aplicados filtros de escala, possibilitando ao usuário obter maior ou menor quantidade de detalhes ao aplicar zoom. Essa metodologia possibilitou um aumento significativo de velocidade.

Definiu-se o zoom correspondente a escala 1:50.000 como o de maior nível de exposição dos dados. De forma que em escalas menores aparecem apenas os trechos de hidrografia que apresentam 10 Km² ou mais de área de contribuição. Na figura 2 consta a interface Openlayers com trechos de rios de áreas de contribuição maiores que 100 Km² e logo abaixo, a figura 3 mostra os mesmos dados sobre a API (Application Programming Interface) do Google Maps.

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Figura 2 - Hidrografia das áreas de contribuição maiores que 100 Km².

Figura 3 - Hidrografia das áreas de contribuição maiores que 100 Km² na API do Google Maps.

Foram mantidas todas as funcionalidades da Aplicação I3geo, tais como API's, upload de dados em formato shapefile e demais ferramentas nativas. Desta forma, pode-se carregar um polígono e realizar analises básicas. A possibilidade de download também foi mantida, permitindo a obtenção da Base completa ou por Ottobacia.

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Figura 4 - Consulta de nome e código Otto sobre trecho da Base Hidrográfica

A figura 4 demonstra a obtenção de nome e código de um trecho da Base Hidrográfica. Esse tipo de consulta é obtido após a tarefa de aplicar zoom e clicar no local desejado. Como o código Otto confere aos trecho de hidrografia uma identidade única, mesmo que o rio possua um análogo no campo nome que é relativamente comum, o número obtido pela Ottocodificação sempre será singular.

CONCLUSÃO

Além de eficiente, o software utilizado é distribuído gratuitamente e seu código aberto permite que sejam realizadas melhorias, ficando a critério dos conhecimentos e das necessidades de quem o manipula. Como os dados foram testados em um computador do tipo desktop com sistema operacional Windows, torna-se coerente, para fins de compatibilização com os aspectos de software livre, desenvolver o sistema em um servidor com sistema operacional livre.

A aplicação de filtros foi fundamental para a otimização do tempo no carregamento dos dados. A Base Hidrográfica completa possui mais de 950.000 trechos e, caso não fossem geridos dessa forma, seriam carregados em sua totalidade a cada vez que se deslocasse a tela para percorrer o mapa ou aplicasse zoom nos dados.

A escala definida para visualização da Base Hidrográfica completa é justamente 1:50000 ou maior, essa escala coincide com suas características técnicas de uso e é considerada ideal para sua exposição. Ensaios para apresentar todos os vetores em escalas menores fizeram o tempo de carregamento aumentar a ponto de gerar erros. Portanto, no exercício de desenvolver um sistema com visual gráfico agradável e ao mesmo tempo robusto do ponto de vista funcional, sugere-se para a continuidade deste projeto aperfeiçoamentos no software e ou hardware a fim de aumentar a velocidade.

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Além da velocidade, outro fator julgado importante para uma consulta eficiente é a experiência de geolocalização do usuário, ou seja, a capacidade do indivíduo chegar até o trecho de rio que é o alvo de seu acesso ao sistema. Sendo assim, a presença de API's como as do Google Maps e Google Earth que permitem cada um com suas características particulares, observações aéreas de logradouros e imagens de satélite além de dados como parques e divisas políticas. Outra opção eficiente é a possibilidade de upload de shapefile para posterior zoom na região de interesse ou até mesmo operações deste arquivo com os dados de hidrografia.

A natureza do dado geográfico criado pelo poder público indica que ele deve ser livre. Neste contexto, pode-se comprovar a eficiência do I3Geo para visualização, consulta e download de dados da Base Hidrográfica do Paraná 1:50.000.

REFERÊNCIAS

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