PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS · The use cases presented here are implemented...
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APLICAÇÕES EM SISTEMAS DE GEOVISUALIZAÇÃO: UMA PROPOSTA METODOLÓGICA A PARTIR DE COMPONENTES “WEB” GENÉRICOS Sandro Laudares Orientador: Prof. Dr. João Francisco de Abreu (Phd.) PUC-MG Belo Horizonte 2007 Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Programa de Pós-Graduação em Geografia – Tratamento da Informação Espacial
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APLICAÇÕES EM SISTEMAS DE GEOVISUALIZAÇÃO: UMA PROPOSTA
METODOLÓGICA A PARTIR DE COMPONENTES “WEB” GENÉRICOS
Sandro Laudares
Orientador: Prof. Dr. João Francisco de Abreu (Phd.)
PUC-MG
Belo Horizonte
2007
Pontifícia Universidade Católica de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Geografia –
Tratamento da Informação Espacial
Sandro Laudares
APLICAÇÕES EM SISTEMAS DE GEOVISUALIZAÇÃO:
UMA PROPOSTA METODOLÓGICA A PARTIR DE
COMPONENTES “WEB” GENÉRICOS
Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação em Geografia – Tratamento da Informação
Espacial da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, como requisito para a obtenção do título de Doutor em Geografia.
Orientador: Dr. João Francisco de Abreu (Phd.)
Belo Horizonte – MG
2007
FICHA CATALOGRÁFICA
Laudares, SandroL367a Aplicações em sistemas de geovisualização: uma proposta metodológica a partir de componenetes “Web” genéricos / Sandro Laudares. Belo Horizonte, 2007. 164f. Orientador: João Francisco de Abreu Tese (Doutorado) – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Geografia, Tratamento da Informação Espacial. Bibliografia.
1. Sistemas de informação geográfica. 2. Análise espacial (Estatística). 3. Sites da Web. I. Abreu, João Francisco de. II. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Tratamento da Informação Espacial. III. Título.
CDU: 91: 681.3 Bibliotecária responsável: Ana Lúcia de Oliveira Coelho – CRB/6 - 1717
Aos meus pais e irmãs pelo incentivo e carinho. E a minha esposa, Meire, pelo
amor, paciência e presença constante.
AGRADECIMENTOS
Agradeço ao Professor Dr. João Francisco de Abreu, orientador presente que me apoiou e
auxiliou em todos os momentos ao longo deste trabalho de forma extremamente dedicada.
Agradeço a PUC Minas e a todos os professores do Programa de Pós-graduação em Geografia
– Tratamento da Informação Espacial, que tornaram possível a realização deste trabalho.
Registro minha gratidão a todas as pessoas que, de alguma forma, contribuíram para esta
construção.
RESUMO
A utilização de componentes de software de fácil uso e adaptação para aplicações
específicas em organizações públicas e privadas torna-se cada vez mais necessária.
Comprovar a hipótese de que o uso de componentes, acessados através da Internet, substitui
os Sistemas de Informações Geográficas (SIG) completos, de alto custo e complexidade é o
foco desta tese.
A implantação de SIG´s nas organizações atualmente envolve treinamento
especializado e dedicação dos usuários, resultando em atrasos e dificuldade de implantação de
projetos.
O principal objetivo deste trabalho é a investigação e classificação de componentes
genéricos para Geovisualização na “web” e a organização de um ambiente virtual utilizado
como repositório para dar suporte à geração de SIGs na Internet, comprovando a
aplicabilidade e eficácia do uso desses componentes através da utilização em estudos de caso.
Componentes podem ser adaptados e integrados aos sistemas de informação disponíveis nas
organizações, eliminando a necessidade de aquisição de softwares de geoprocessamento de
alto custo e difícil utilização.
Além disso, a possibilidade de execução de componentes genéricos em dispositivos
móveis, tais como aparelhos celulares e pocket PC’s – Personal Computers, é uma alternativa
viável e promissora para uso em organizações públicas e privadas.
Nos estudos de caso apresentados neste trabalho, o ambiente proposto utiliza
algoritmos e componentes de software livre de Geovisualização, estendendo suas
funcionalidades para a resolução de problemas em áreas como: geomarketing, planejamento
urbano e Sistemas de Informações Geográficas em tempo real.
ABSTRACT
Web components are becoming more and more necessary to support specific
applications in public and private organizations. This thesis focuses on proving that the use of
software components through the internet replaces the need of complete desktop Geographic
Information Systems (GIS) which are expensive and difficult to learn. Implementing GIS
applications at any organization nowadays imply intensive training and dedication, which
results on delays and difficulty to implement projects.
This work’s main goal is to investigate and classify generic geovisualization “web”
components. Thus, an environment used as a repository to support WebGIS development was
modeled and implemented. The “web” components applicability and effectiveness are proved
through “real life” use cases. These components can be customized and integrated in
information systems throughout any organization. This process eliminates the use of costly
and complex GIS software.
Additionally, the possibility of running generic “web” components in mobile devices,
such as cell phones and pocket PCs - Personal Computers - is seen as promising and viable
to be used in projects on public and private organizations.
The use cases presented here are implemented from open source geovisualization
algorithms and components extending features to solve problems applied to areas such as
geomarketing, urban planning and real time GIS.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1- Comunicação de dados via celular --------------------------------------------------55
FIGURA 2- Expansão da tecnologia Java ---------------------------------------------------------56
FIGURA 3- Edições Java ----------------------------------------------------------------------------57
FIGURA 4- Exemplo de visualização através de mapas digitais-------------------------------62
FIGURA 5- Exemplo de visualização através de mapas de satélites --------------------------62
FIGURA 6- Exemplo de visualização de ruas ----------------------------------------------------63
FIGURA 7- Localização de países membros de acordos de cooperação internacional ( Departamento de relações internacionais da PUC- MG) --------------------------------------64
FIGURA 8- Sistema GeoIMOB de localização de imóveis ------------------------------------66
FIGURA 9- Localização de Pontos de Referência em um município -------------------------67
FIGURA 10- Localização de imóveis próximos a pontos de referência ----------------------68
FIGURA 11- Exemplo de visualização através de mapas digitais -----------------------------69
FIGURA 12- Exemplo de visualização através de imagens de satélite -----------------------70
FIGURA 13- Exemplo de visualização através de fotos aéreas --------------------------------70
FIGURA 14- Delimitação da região da captação de leite ---------------------------------------71
FIGURA 15- Visualização de rota entre Lagoa da Prata e Abaeté (MG)---------------------72
FIGURA 16- Roteiros com distâncias calculadas entre Lagoa da Prata e Abaeté(MG) ---------------------------------------------------------------------------------------------------72
FIGURA 17- Delimitação dos municípios pertencentes à Estrada Real (MG) --------------73
FIGURA 18- Visualização de rota entre São João Del Rei e Ouro Preto (MG) ------------ 74
FIGURA 19- Exemplo de Mapa Temático através de arquivos --------------------------------79
FIGURA 20 – Endereço de acesso ao ambiente componentes genéricos ---------------------86
FIGURA 21- Página principal do ambiente de componentes “ Web” proposto -------------86
FIGURA 22- Definição de categorias e sub-categorias -----------------------------------------87
FIGURA 23- Destaque para as consultas por categoria e por Palavras-chave ---------------89
FIGURA 24 – Esquema de processos para a análise geo-demográfica -----------------------97
FIGURA 25- Exemplo de interação do protótipo: seleção de dados do ambiente externo--98
FIGURA 26- Opção de visualização: “gerar mapa” --------------------------------------------99
FIGURA 27- Opção de visualização: “gerar relatório” --------------------------------------- 100
FIGURA 28- Opção: “geocodificação” --------------------------------------------------------- 101
FIGURA 29- Opção de visualização de mapas ----------------------------------------------- 102
FIGURA 30- Distribuição da votação de candidatos por % de votos ----------------------106
FIGURA 31- Mapa de % de votos do partido XYZ por município (MG) ------------------107
FIGURA 32- Gráfico do Percentual de Votos do candidato e do partido com relação aos demais ------------------------------------------------------------------------------------------------108
FIGURA 33- Relatório de total de votos de um determinado candidato por município de Minas Gerais ----------------------------------------------------------------------------------------108
FIGURA 34- Mapa de % de votos do candidato por regional ( BH/MG) ------------------109
FIGURA 35- Mapa de votos do candidato por local de votação (BH/MG) ----------------110
FIGURA 36- Mapa e gráficos comparativos de votos do candidato por município ------ 112
FIGURA 37- Processo de geocodificação de base de dados --------------------------------- 114
FIGURA 38- Detalhe de segmento de logradouro --------------------------------------------- 115
FIGURA 39- Mapa de pontos--------------------------------------------------------------------- 117
FIGURA 40- Mapa temático ----------------------------------------------------------------------118
FIGURA 41- Mapa temático com gráfico ------------------------------------------------------ 119
FIGURA 42- Processo de funcionamento do protótipo---------------------------------------- 122
FIGURA 43- Fluxo dos dados durante a utilização do protótipo -----------------------------123
FIGURA 44- Acesso ao aplicativo via celular (emulador) ------------------------------------ 124
FIGURA 45- Tela de abertura do Protótipo “Fotomóvel” -------------------------------------125
FIGURA 46- Apresentação de fotos e mensagens enviadas através de “Fotomóvel”------126
FIGURA 47- Apresentação da foto sobre local do usuário no momento do envio -------- 127
LISTA DE TABELAS
TABELA 1: Tipos de Análise de dados espaciais------------------------------------------------ 29
TABELA 2: “Componentes GIS” ------------------------------------------------------------------ 34
TABELA 3: Estrutura da tabela de segmentos -------------------------------------------------- 115
LISTA DE ABREVIATURAS
API – “Application Programming Interface”
CASE – “Computer Aided Software Enginneering”
CLP - Controle Lógico Programável
CNC - Comando Numérico Computadorizado
CRM - “Customer Relationship Management”
DOL - “US Departament of Labor”
DOM – “Document Object Model”
DTD - “Document Type Definition”
EAD - Análise de Dados Exploratórios
FTC - “Federal Trade Commission”
GIS – “Geographic Information Systems”
GPS - “Global Positioning System”
GSM/GPRS – “Global System for Mobile Communications”/ “General Packet Radio Service”
HTML - “Hypertext Markup Language”
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
JVM – “Java Virtual Machine”
LBS - “Location Based Services”
MVC – “Model- View- Controller”
OGC – “Open Geospatial Consortium”
PBH- Prefeitura de Belo Horizonte
PC´s - Computadores Pessoais
PHP- “Hypertext Preprocessor”
POF- Pesquisa de Orçamento Familiar
PUC MINAS – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
SAC- Sistema de Atendimento ao Cidadão
SGBD- Sistema Gerenciador de Banco de Dados
SGML-Standard Generalized Markup Language
SIG´s - Sistemas de Informações Geográficas
STL- Standard Template Library
TI- Tecnologia da Informação
TRE/MG – Tribunal Regional Eleitoral de Minas Gerais
TCP/IP – “Transmission Control Protocol / Internet Protocol”
UML- “Unified Modeling Language”
XML- “Extensible Markup Language”
XSL- “Extensible Markup Language”
SUMÁRIO
Página
1- INTRODUÇÃO -------------------------------------------------------------------------------- 121.1- Justificativa ----------------------------------------------------------------------------------- 141.2- Objetivo Geral -------------------------------------------------------------------------------- 161.3- Objetivos específicos ------------------------------------------------------------------------ 181.4- Métodos e técnicas --------------------------------------------------------------------------- 19
2- ANÁLISE ESPACIAL, GEOPROCESSAMENTO E GEOVISUALIZAÇÃO---- 23 2.1- Análise Espacial------------------------------------------------------------------------------- 23 2.1.1- Métodos de Análise Espacial ------------------------------------------------------------- 252.1.2- Métodos de Análise Espacial em Geovisualização ------------------------------------ 282.2- Geoprocessamento --------------------------------------------------------------------------- 312.2.1- Definições e conceitos --------------------------------------------------------------------- 312.2.2- Histórico do Geoprocessamento ----------------------------------------------------------362.2.2.1- A Geografia “Teorético – Quantitativa” e os Sistemas de Informações Geográficas ------------------------------------------------------------------------------------------362.2.3- Aplicação dos SIG`s ------------------------------------------------------------------------402.3- Geovisualização --------------------------------------------------------------------------------422.3.1- Conceitos e definições ----------------------------------------------------------------------422.3.2- Visualização ----------------------------------------------------------------------------------432.3.3- Visualização científica ----------------------------------------------------------------------432.3.4- Visualização geográfica --------------------------------------------------------------------442.3.4.1- Múltiplas escalas e dimensões na visualização geográfica ------------------------ 462.3.4.2- Aplicações da Geovisualização --------------------------------------------------------- 47
3- GEOTECNOLOGIA: APLICAÇÕES ATUAIS E TENDÊNCIAS ----------------- 493.1- Tendências: Nanotecnologia, Biotecnologia e Geotecnologia ------------------------ 503.2- Aplicações de Geotecnologia -----------------------------------------------------------------523.2.1- Serviços para a “web” ( “web services”) de geoprocessamento --------------------- 523.2.2- Computação Móvel de Sistemas de Informações Geográficas em Tempo Real---543.2.3- API´s “ Application Progamming Interface” de Geovisualização -----------------603.2.3.1- Google Maps API -------------------------------------------------------------------------613.2.3.2- “ Microsoft Virtual Earth” --------------------------------------------------------------69
4- AMBIENTE DE COMPONENTE “WEB” GENÉRICOS PARA O DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS DE GEOVISUALIAÇÃO --------754.1- Programação Genérica em Geovisualização ----------------------------------------------754.2- Requisitos de usabilidade ---------------------------------------------------------------------814.3- Organização e desenvolvimento de ambiente componentes “Web”--------------------824.3.1- Arquitetura física e especificação tecnológicas -----------------------------------------834.3.2- Repositório de Componentes ---------------------------------------------------------------854.3.3- Hierarquia e acesso aos componentes ----------------------------------------------------884.3.3.1- Consulta de componentes-----------------------------------------------------------------884.3.3.2- Classificação dos componentes no repositório ----------------------------------------91
5- ALGUNS ESTUDOS DE CASO --------------------------------------------------------------935.1- Geovisualiação aplicada ao geomarketing -------------------------------------------------945.1.1- Alguns conceitos de geomarketing --------------------------------------------------------945.1.2- Desenvolvimento de uma aplicação a partir do Ambiente de Componentes de Software Genéricos ------------------------------------------------------------------------------965.1.3- Análise dos resultados ----------------------------------------------------------------------1035.2- Aplicações da Análise Eleitoral -------------------------------------------------------------1055.2.1- Análise Espacial de Dados Eleitorais ----------------------------------------------------1055.2.2- Interfaces de Geovisualização ------------------------------------------------------------ 1065.2.2.1- Análise Espacial : Nível Estadual ----------------------------------------------------- 1065.2.2.2- Análise Comparativa --------------------------------------------------------------------- 1115.3- SAC E GIS – Um estudo de caso da administração pública municipal de Belo Horizonte -------------------------------------------------------------------------------------- 1135.3.1- Desenvolvimento de um SIG na “web” para a administração pública ------------ 1135.3.2- Análise dos resultados --------------------------------------------------------------------- 1205.4- “ Fotomóvel”- Uma aplicação de Geovisualização em tempo real ------------------- 1215.4.1- Descrição do protótipo --------------------------------------------------------------------- 1215.4.2- Análise dos resultados --------------------------------------------------------------------- 127
6- CONCLUSÕES ---------------------------------------------------------------------------------1286.1- Análise dos resultados ----------------------------------------------------------------------- 1286.2- Sistemas de Geovisualização: teoria e prática ------------------------------------------- 1316.3- Considerações Finais ------------------------------------------------------------------------ 132
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS --------------------------------------------------------133
APÊNDICE A --------------------------------------------------------------------------------------139
APÊNDICE B --------------------------------------------------------------------------------------150
1- INTRODUÇÃO
A linguagem gráfica e visual é fundamental para a Geografia. O aparecimento de
novos métodos e técnicas para coleta, processamento e comunicação da informação
geográfica traz uma nova dimensão à pesquisa geográfica.
Atualmente, as técnicas tradicionais da cartografia são atualizadas em função das
novas tecnologias digitais. Este início de século é caracterizado por novos processos,
produtores e usuários de representações gráficas da informação. A multimídia interativa, os
recursos da Internet, o sensoriamento remoto e as técnicas de georeferenciamento são
exemplos desta realidade.
Esta tese aborda questões metodológicas e aplicadas relacionadas com o tema
Geovisualização, apresentando como resultado um ambiente de componentes de software
genéricos, que podem ser estendidos para a construção de sistemas específicos que serão
referenciados neste trabalho como “Sistemas de Geovisualização” para a internet. Trata-se de
um conjunto de componentes de código aberto, que implementam funções visuais de
geoprocessamento através da “web”.
Estes componentes podem ser selecionados e utilizados para o desenvolvimento de
Sistemas de Informações Geográficas (SIGs) aplicáveis a diversas áreas do conhecimento.
Iniciativas de código aberto internacionais, de alta qualidade na área de
geoprocessamento já estão disponíveis no mercado atualmente, mas tais aplicações ainda
estão sub-utilizadas, principalmente na administração pública.
SIGs na Internet tornaram-se uma alternativa viável e de baixo custo para a tomada de
decisão na administração pública e privada, proporcionando ao tomador de decisão uma
representação lógica e gráfica de informações geograficamente referenciadas, reduzindo o
custo com tecnologia nas organizações.
Esse trabalho possui a seguinte estrutura: o capítulo 1 apresenta a motivação para a
escolha do tema, proposta geral da tese e os objetivos a serem alcançados, apresentando a
metodologia de pesquisa utilizada.
O capítulo 2 descreve a fundamentação teórica deste trabalho, apresentando definições
e conceitos importantes como: análise espacial, geoprocessamento, visualização cartográfica e
Geovisualização.
12
Já o terceiro capítulo destaca a geotecnologia como uma das três novas tendências
mundiais, além da biotecnologia e da nanotecnologia, destacando o papel das aplicações de
visualização geográfica, com exemplos de sistemas e protótipos desenvolvidos pelo autor.
O capítulo 4 aborda a descrição do ambiente de componentes de software proposto,
apresentando as principais funções utilizadas na resolução de problemas mais comuns em
Geovisualização. Tal capítulo descreve também a organização e estrutura final do ambiente de
componentes de software.
O capítulo 5 apresenta como forma de exemplificar e demonstrar a aplicabilidade de
componentes de software, a utilização dos componentes genéricos em quatro estudos de caso
distintos, com protótipos gerados a partir do ambiente proposto. Este capítulo aborda também
os resultados esperados com a utilização dos protótipos e as principais vantagens obtidas em
cada aplicação.
E finalmente, o capítulo 6 destaca o papel da representação gráfica digital não só nas
organizações, mas também na pesquisa e no ensino de Geografia, explicitando a relevância
das novas tecnologias para a coleta, o processamento e a comunicação da informação
geográfica. Para tanto, é apresentada uma análise comparativa das aplicações geradas,
demonstrando as vantagens da sua utilização e citando problemas a serem resolvidos em
trabalhos futuros.
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1.1 Justificativa
A análise espacial utiliza variáveis que podem ser determinantes na estratégia de uma
empresa, seja ela pública ou privada. Onde localizar? Onde investir? Onde estão os potenciais
clientes? Onde se encontram as oportunidades para uma melhor penetração no mercado?
Essas são perguntas feitas diariamente por empresários e administradores públicos.
A coleta de informações geográficas nas organizações, apesar de possuir fundamental
importância, até recentemente era uma atividade feita de modo lento, demandando muito
esforço operacional. Em muitos casos, ainda são utilizados documentos e mapas em papel,
dificultando a interpretação e manipulação das informações.
Paralelo a essas necessidades, surge um ambiente onde se é possível obter e
manipular tais informações geográficas: o Geoprocessamento e os Sistemas de Informações
Geográficas (SIG).
Neste contexto, os SIGs fornecem o suporte à coleta de informações geográficas nas
organizações, ao permitirem a análise de variáveis alfanuméricas, a respectiva associação e
representação no espaço, com a possibilidade de atualização das mesmas.
A Geovisualização permite a apresentação visual de segmentos e tendências a partir da
recuperação de informações em grandes bases de dados e uma otimização de recursos,
esforços humanos e materiais, em função das características intrínsecas dos mesmos em cada
território. A informação cartográfica de base, sobre a qual incide a análise de variáveis
alfanuméricas, deverá corresponder às necessidades específicas de cada estudo, em termos de
espaço e de tempo, ser permanentemente atualizada e, consequentemente, economicamente
competitiva.
Com o advento da Internet e das novas tecnologias houve uma reestruturação do fluxo
da comunicação científica, assim como das relações sociais no mundo. Segundo Castells
(2000), a internet e a “web” influenciaram as transformações sociais, gerando uma sociedade
na qual a informação pode ser produzida e armazenada em diferentes espaços e acessada por
usuários distantes geograficamente, facilitando o desenvolvimento de pesquisas e a
preparação de trabalhos em redes de colaboração.
O processo de globalização no século XXI teve maior desenvolvimento quando os
indivíduos perceberam a capacidade de colaboração em redes no âmbito mundial, utilizando
amplamente os recursos tecnológicos existentes. Entretanto, a maioria das organizações que
trabalham com geoprocessamento ainda não utiliza softwares de Geovisualização via internet
14
“customizados”, ou seja, desenvolvidos exclusivamente para a resolução de um problema
específico.
As grandes organizações utilizam Sistemas de Informações Geográficas já
consolidados no mercado, como por exemplo: MapInfo; ArcGIS; Geomedia; MicroStation;
entre outros. Em geral, essas empresas conseguem alcançar seu objetivo parcialmente, pois a
complexidade desses sistemas, que normalmente possuem uma infinidade de funções,
confunde o usuário, gerando uma necessidade de um vínculo permanente da empresa com os
fornecedores do software.
Portanto, torna-se útil e necessário o desenvolvimento de softwares para atender
problemas específicos das aplicações de geo-referenciamento em grandes corporações como
postula Camara: ... um dos desafios crescentes para as instituições que lidam com informações geográficas é a publicação de dados através da Internet. Por sua natureza gráfica e bidimensional, o ambiente WWW ("World Wide Web") oferece uma mídia adequada para a difusão da geoinformação. A médio prazo, espera-se que a disponibilidade “on-line" de grandes bases de dados espaciais e de ferramentas eficientes de navegação torne a geoinformação acessível de forma ampla, sem a necessidade de aquisição de software específico. (CAMARA, 2001, p. 5).
Os “Sistemas de Geovisualização” via Internet surgem, assim, em tempos de maiores
desafios, servindo de instrumento de gestão, planejamento e análise de mercado e de seu
potencial, permitindo uma concentração e direcionamento de esforços, ou seja, uma efetiva
racionalização.
A disponibilidade de um ambiente de componentes de software que implementam
algoritmos de diversos métodos de Geovisualização e funções visuais de análise espacial,
contendo as especificações de cada funcionalidade e exemplos práticos de sua aplicação torna
possível ao usuário a identificação dos componentes que melhor atendem sua demanda,
possibilitando a resolução do seu problema via Internet, sem a necessidade de utilização de
um SIG mais complexo, e normalmente de maior custo.
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1.2 Objetivo geral
O principal objetivo deste trabalho é investigar técnicas de visualização, em formato
digital, aplicadas à pesquisa geográfica.
O resultado final desta pesquisa é o desenvolvimento e disponibilização via Internet,
de um ambiente de componentes de software genéricos, obtidos a partir de plataformas
abertas como o “Open Geospatial Consortium”1 - que pode ser adaptado para a construção de
sistemas de Geovisualização específicos.
Tais componentes implementam algoritmos de visualização e análise espacial que
podem ser selecionados de acordo com a finalidade da aplicação e dispositivo de utilização –
computadores pessoais; aparelhos celulares; “Pocket PC”.
Após o levantamento dos problemas aplicáveis e identificação dos algoritmos e
componentes para implementação dos modelos adequados, desenvolve-se um repositório
contendo todos os componentes de software necessários em todas as etapas: desde a obtenção
da massa de dados até a apresentação dos resultados sob a forma de mapas digitais, gráficos
ou tabelas. Ou seja, pretende-se utilizar um repositório de componentes de software de
geoprocessamento que implementam as principais funções de visualização e análise visual de
dados espaciais.
A hipótese a ser defendida aqui é a de que o desenvolvimento de Sistemas de
Geovisualização específicos para qualquer área de uma organização pode ser aprimorado a
partir da integração de componentes “web” genéricos que implementam funcionalidades de
visualização e recuperação de informações espaciais, como consultas, agrupamento e
classificação de dados geográficos e até mesmo modelos de análise espacial mais complexos.
Essa integração resulta da especificação de algoritmos de Geovisualização em termos
apenas de seus requisitos funcionais e da disponibilidade de mecanismos genéricos de acesso
a estruturas de dados georeferenciados.
1 OGC - “Open Geospatial Consortium” - é uma organização padronizadora, não lucrativa, que direciona o desenvolvimento de padrões para serviços geoespaciais ou baseados em localização geográfica. O OGC é um consórcio formado por empresas governamentais, indústrias e universidades, com o objetivo de criar aplicações de software abertas e extensíveis para Sistemas de Informação Geográfica – SIG. Link: www.ogc.org
16
Como resultado, espera-se dispor de um ambiente eficiente para criação e manutenção
de “Sistemas de Geovisualização” na “web” e assim, contribuir para o desenvolvimento
rápido de SIGs específicos para diversas áreas de aplicação.
17
1.3 Objetivos específicos
Os objetivos específicos deste trabalho são: analisar a utilização das novas tecnologias
disponíveis para “web” em código-fonte aberto, dentro do contexto da Geovisualização;
investigar os diferentes formatos e modelos de dados que possam ser utilizados na construção
de mapas interativos para Web; e desenvolver um ambiente para a visualização e manipulação
de mapas digitais na Internet que seja uma interface de comunicação homem-máquina,
utilizando código-fonte aberto.
Para tanto, devem ser seguidas as seguintes metas:
− Identificar as necessidades de aplicação de Sistemas de Geovisualização na “web”;
− Analisar a utilização das novas tecnologias em códigos-fonte abertos, dentro do contexto
da Geovisualização;
− Delimitar o universo dos dados a serem trabalhados, ou seja, caracterizar as informações
espaço-temporais a serem manipuladas, independente de estruturas de dados
computacionais;
− Investigar componentes que lidam com os diferentes formatos e modelos de dados que
possam ser utilizados na construção de mapas interativos para “web” e selecionar os
formatos mais eficientes e de fácil adaptação;
− Armazenar e classificar os componentes investigados em um ambiente composto por um
servidor internet integrado a um sistema gerenciador de banco de dados que armazena os
dados geográficos;
− Definir formalmente um conjunto de mecanismos de acesso aos dados espaciais que
ocultem detalhes particulares do repositório e das estruturas de dados computacionais;
− Desenvolver protótipos executáveis em diferentes interfaces de comunicação homem-
máquina, utilizando os códigos-fonte abertos analisados;
− Apresentar estudos de caso que utilizem os protótipos desenvolvidos, testando questões de
eficiência, adaptação e flexibilidade.
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1.4 Métodos e técnicas
O desenvolvimento de um trabalho ou projeto científico pressupõe a utilização de
conceitos e técnicas, desde a identificação do problema até a elaboração e desenvolvimento de
soluções para a sua resolução.
Dessa forma, esta tese apresenta um projeto que envolve práticas investigativas, já que
procura-se pesquisar os problemas de uma determinada área, a saber – Sistemas de
Geovisualização na Internet - e os métodos e técnicas para a resolução de tais questões.
É também um projeto de pesquisa de desenvolvimento, na medida em que propõe-se
estudar novas tecnologias e formas de aplicação no desenvolvimento de soluções para os
problemas investigados.
Segue abaixo a seqüência de etapas e ações executadas para o desenvolvimento da tese
e comprovação das hipóteses levantadas.
1) Delimitação do objeto de pesquisa e identificação de teorias e princípios aplicáveis ao problema
Nesta etapa, foi realizado um levantamento bibliográfico e investigativo, com o
objetivo de identificação dos principais problemas e necessidades de aplicações de
Geovisualização e análise espacial em práticas que utilizem informações geo-referenciadas.
Outro aspecto abordado, necessário para a compreensão das etapas seguintes, foi um
levantamento bibliográfico da evolução do geoprocessamento e da geotecnologia, além das
teorias e princípios aplicáveis à resolução dos problemas identificados, como por exemplo, os
princípios de autocorrelação espacial e a Primeira Lei da Geografia de Waldo Tobler
(TOBLER, 1970).
19
A partir das informações levantadas, realizou-se uma pesquisa e análise comparativa
das tecnologias de código-aberto via internet disponíveis na atualidade e aplicáveis aos
problemas de Geovisualização.
2) Elaboração de um sistema ou modelo para a resolução dos problemas
Nesta etapa, utilizou-se uma metodologia de desenvolvimento de software adequada
para a elaboração de um sistema na forma de um repositório de componentes “web” de
código-aberto. O ambiente desenvolvido viabiliza a implementação de “Sistemas de
Geovisualização”, o que possibilita ao usuário final a escolha do componente mais adequado
a cada problema.
Esta etapa prevê a pesquisa, seleção e classificação dos componentes de software que
implementam os métodos de análise espacial aplicáveis à Geovisualização. Utilizou-se a
UML - "Unified Modeling Language" para a modelagem e desenvolvimento do projeto de
software do repositório proposto.
A UML permite modelar processos de negócio, utilizando técnicas de Orientação a
Objetos; estruturar arquiteturas multicamadas, integrando componentes e processos de
negócio; além de representar as definições de negócio em um padrão de modelagem
reconhecido mundialmente, representando relacionamentos semânticos entre os objetos de
negócio. O produto final é um ambiente cliente-servidor, contendo um aplicativo servidor
responsável por obter as informações de bases de dados alfa-numéricas e associar as
informações para localização espacial. O ambiente proposto oferece as seguintes
funcionalidades:
• manter um repositório de componentes padrão de Geovisualização;
• fornecer funcionalidades de consulta aos componentes padronizados;
• permitir a criação, revisão ou cancelamento de padrões;
• viabilizar o fluxo de trabalho que envolve a utilização dos componentes em um
sistema específico.
20
Além disso, o ambiente de componentes possui as seguintes características
tecnológicas:
• plataforma de desenvolvimento para Internet;
• o acesso à camada de negócios pode ser feito não apenas pela camada de
apresentação do sistema de padrões, mas por qualquer outro sistema que utilize
a mesma filosofia orientada a serviços;
• a camada de apresentação do sistema é totalmente “web”;
• o “Workflow” ( fluxo de trabalho) que envolve a utilização dos componentes é
bem flexível e configurável, permitindo a coexistência de diferentes
configurações para diferentes padrões;
• possibilidade de inclusão de padrões de terceiros (como o formato de arquivos
ESRI Shape).
3) Processo de desenvolvimento do sistema projetado
Nesta etapa, o ambiente utilizado como repositório de componentes de software para a
construção de Sistemas de Geovisualização é desenvolvido e organizado. A descrição
detalhada desse ambiente é apresentada no capítulo 4 desta tese.
Para a implementação do repositório e dos protótipos de “WebGIS” utilizados nos
estudos de caso, alguns requisitos foram padronizados. Destacam-se:
• a interface de comunicação com o usuário: acesso através de “browser” padrão
(Internet Explorer; Mozilla Firefox; etc.) contendo, instalada e habilitada, a
máquina virtual Java (JVM).
• o formato dos dados cartográficos: arquivos vetoriais no formato padrão “ESRI
Shape”.
• o sistema de gerenciamento de banco de dados: utilização do Sistema
Gerenciador de banco de dados MySQL 5.0 que suporta extensões espaciais,
21
utilizando o ambiente “SQL with Geometry Types” baseado nos tipos de
geometria propostos no modelo “OpenGIS Geometry Model”.
• modelo de arquitetura de software a ser adotado: o ambiente final é baseado na
arquitetura cliente-servidor, contendo um aplicativo servidor responsável por obter
as informações dos componentes, classificá-los e exibir informações de acordo
com suas funcionalidades e aplicabilidade, exibindo os exemplos aplicados nos
estudos de caso.
4) Testes e validação do ambiente desenvolvido
Os testes e posterior validação do ambiente desenvolvido serão realizados a partir da
análise da aplicação do ambiente proposto em quatro estudos de caso distintos. Esses estudos
de caso serão apresentados e discutidos em detalhes no capítulo 5.
22
2. ANÁLISE ESPACIAL, GEOPROCESSAMENTO E
GEOVISUALIZAÇÃO
2.1 Análise Espacial
A compreensão da organização do espaço é um dos aspectos fundamentais nos
estudos geográficos e, na maioria dos casos, a análise espacial “... se volta ora para o
comportamento de um lugar ou grupos de lugares segundo um elenco de variáveis, ora para o
modo pelo qual o comportamento das variáveis é afetado pelo espaço onde ocorrem; ou até
mesmo, uma interação entre as duas abordagens.” (CASTRO e ABREU, 2004, p. 9).
Atualmente, os métodos quantitativos de classificação e de regionalização na análise
espacial são implementados por sistemas digitais, bem como, as técnicas cartográficas para
representar a dinâmica da organização espacial. Ainda, segundo os autores citados acima:
Os recursos oferecidos atualmente, principalmente pelos Sistemas de Informações Geográficas (SIG’s), pela Cartografia Digital, pela Estatística Multivariada e pelos Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD), têm proporcionado elevado nível de precisão, eficiência e rapidez na manipulação de grande volume de dados, para fins de Análise Espacial e de Representação Gráfica de Informações Espaciais. (CASTRO e ABREU, 2004, p.9).
Para DRUCK et al. (2004, p.14),
“... a análise espacial é composta por um conjunto de procedimentos cuja finalidade é a implementação de um modelo de inferência que considere explicitamente os relacionamentos espaciais em um ou mais fenômenos. Esses procedimentos incluem uma série de métodos de análise exploratória e a visualização dos dados, normalmente através de mapas e gráficos. Essa visualização possibilita descrever a distribuição das variáveis estudadas, identificar padrões na distribuição dos dados e destacar casos atípicos. Os modelos inferenciais espaciais são usualmente visualizados em três grupos: variação contínua; variação discreta e processos pontuais. “ DRUCK et al. (2004, p.14).
A resolução de um problema espacial pode envolver um ou mais desses grupos
integrados. Os estudos de caso apresentados no capítulo 5 ilustram alguns desses modelos e
23
como eles podem ser utilizados em processos em que, questões baseadas em fatos reais devem
ser resolvidas.
Um conceito chave na análise espacial é a dependência espacial, sua formulação
matemática, a auto-correlação espacial. Segundo a Primeira Lei da Geografia “Os fatos
geográficos são correlacionados, mas os mais próximos são mais correlacionados.”
(TOBLER, 1979, p. 519) .
Este princípio quer nos dizer que nada na natureza acontece por acaso. Por exemplo,
se encontramos poluição em um lago, é provável que locais próximos a ele também estejam
poluídos. Um outro exemplo - comparando-se os indicadores de crescimento econômico dos
municípios limítrofes ao município de São Paulo, conclui-se que são mais parecidos com os
índices de São Paulo (capital) que qualquer outro município mais distante da capital.
Ao utilizar a análise espacial e métodos geoestatísticos, os locais de amostragem
tornam-se importantes, enquanto métodos estatísticos clássicos ignoram a posição geográfica
dos elementos da amostra.
Ou seja, tomando como base a Primeira Lei da Geografia, a geoestatística e a análise
espacial consideram a dependência entre as amostras, por exemplo, o valor de uma
propriedade do solo em qualquer lugar da superfície terrestre depende da sua posição
geográfica.
A maioria das propriedades das Ciências da Terra, incluindo as Ciências do Solo, varia
continuamente no espaço. Como conseqüência, os valores em locais mais próximos no solo
são mais similares dos pontos que estão mais distantes. Eles dependem uns dos outros no
sentido estatístico.
Segundo DRUCK et al. (2004, p.17), a análise espacial nos permite ir além dos mapas
coloridos e estabelecer uma quantificação explícita da variabilidade espacial dos fenômenos
em estudo.
Dessa forma, não basta acreditar na “Primeira Lei da Geografia”, é preciso modelar a
distribuição do relacionamento entre os dados, por meio de técnicas estatísticas. Com isto,
pode-se ter maior grau de confiabilidade nas investigações e no entendimento dos problemas
de gestão de recursos naturais e sócio-econômicos.
Uma das reas em que estas quest es s o particularmente rele antes a Sa de.á õ ã v é ú Trata-
se de uma rea com grande tradi o no uso da An lise Espacial, desde os estudos do Dr.á çã “ á ”
John Sno em 1854, que relacionou os casos de c lera em Londres com a distribui ow ó çã
espacial dos po os de gua. ç á
24
De acordo com Druck et al. (2004, p.14), no caso da epidemiologia, muitas e es ov z
problema em estudo pode estar relacionado com fatores ambientais (como pro imidade dex
ind strias qumicas, desmatamentos ou mudan as clim ticas) ou apresentar uma trajetriaú í ç á ó
espacial, como no caso de dissemina o de epidemias.çã
A partir dos conceitos e definições da análise espacial, foram identificados os
principais modelos a serem aplicados para resolução de problemas de Geovisualização,
destacando-se os principais efeitos, funcionalidades e conceitos utilizados na classificação e
exibição de dados espaciais. Em um processo de análise espacial é necessário responder as
seguintes questões básicas2:
− O que estamos visualizando ? (Determinação)− Onde ? (Localização)− Por onde ir ? (Direção)− O que mudou ? (Tendência)− Qual o padrão das informações apresentadas ? (Padrão)− O que acontece se mudarem as informações ? (Condição/ Simulação)− Por quê ocorre? (Explicação)
As respostas para essas questões devem ser trabalhadas de acordo com a tecnologia
disponível para a resolução de problemas de geovisualização. Por exemplo, o “quando” e o
“onde” em época moderna e, principalmente, pré-moderna eram feitos pela mediação do lugar
físico, e hoje acontece pela virtualidade.
Dessa forma, a organização social moderna supõe a coordenação precisa das ações de
seres humanos fisicamente distantes. Nas sociedades industriais o desenvolvimento
tecnológico intensificou a produtividade e promoveu a diminuição das horas das jornadas de
trabalho. O indivíduo passou a dispor de mais "horas livres" que poderiam ser gastas em
atividades culturais, recreativas, esportivas, sociais e outras. Atualmente tornou-se necessário
organizar a distribuição espacial dos locais que permitam essas atividades, assim como dispor
o seu horário de funcionamento para atingir o maior número possível de usuários.
2 Notas de aula da disciplina: Métodos de Análise Espacial – Programa de pós-graduação em Geografia – Tratamento da Informação Espacial, Outubro, 2003.
25
2.1.1 Métodos de Análise Espacial
De acordo com Câmara (2000), os processos de análise espacial incluem métodos de
visualização, métodos que investiguem o padrão dos dados, isto é, se os dados apresentam
uma agregação definida ou se a distribuição é aleatória, por exemplo. Incluem-se também,
métodos que auxiliem na escolha de um modelo estatístico e a estimação dos parâmetros deste
modelo.
Desta forma, os métodos de estatística espacial podem ser destinados a: seleção,
manipulação, análise exploratória e análise confirmatória.
A seleção é feita através da navegação em bancos de dados, identificando os dados de
interesse, realizando consultas e apresentando mapas simples.
O processo de manipulação envolve todas as funções que criam dados espaciais. As
técnicas de análise exploratória descrevem e visualizam dados espaciais verificando a
existência de padrões de associação espacial. Já as técnicas de análise confirmatória envolvem
o conjunto de modelos de estimação e procedimentos para sua validação.
De acordo com Anselin (1988), técnicas de estatística espacial vêm sendo cada vez
mais usadas para análise espacial de dados sócio-econômicos.
A caracterização de vizinhanças e processos estacionários é feita no espaço cartesiano,
definido a partir das relações espaciais típicas como as relações topológicas, direcionais e de
distância (GETIS AND ORD, 1996).
Harvey (1969) utiliza o espaço relativo (ou espaço das redes), definido a partir das
relações de conectividade entre os objetos. Entre fenômenos geográficos representados no
espaço relativo temos relações como fluxo de pessoas ou materiais, conexões funcionais de
influência, comunicação e acessibilidade. Essas relações implicam custos – dinheiro, tempo e
energia.
Alguns métodos de análise espacial partem do pressuposto que medidas mais
próximas tendem a ser mais parecidas do que valores observados em locais distantes
(Primeira Lei da Geografia). De acordo com Goodchild (1998), existem modelos matemáticos
para quantificar essa correlação espacial. A autocorrelação espacial, por exemplo, representa
a dependência entre observações no espaço em regiões vizinhas.
Aspectos espaciais de um conjunto de dados, tais como, localização de valores
extremos, tendência geral, ou grau de continuidade são importantes na visualização dos dados.
26
Em geral, utilizam-se técnicas de análise exploratória aplicadas a dados espaciais,
normalmente sensíveis ao tipo de distribuição e à presença de valores extremos. A forma mais
simples e intuitiva de análise exploratória é a visualização de valores extremos nos mapas. Por
isso, qualquer análise espacial deve começar com um mapa de posição de cada ponto
amostrado.
Druck et al. (2004, p.15) afirma que grande parte dos usuários limita seu uso de SIG´s
a opera es de isualia o, tirando conclus es intuitias. Mas poss el ir muito al mçõ v z çã õ v é ív é .
Quando isualiamos um padr o espacial, interessante tradui-lo em quest es objetias,v z ã é z õ v
como por e emplo:x
• O padr o que obser amos aleat rio ou apresenta uma agrega o definida? ã v é ó çã
• Esta distribui oçã pode ser associada a causas mensur eis?áv
A relação entre modelos de análise espacial e “Sistemas de Geovisualização” é
discutida com mais detalhes no próximo tópico.
27
2.1.2 Métodos de Análise Espacial em Geovisualização
Para Lima (2002), considerando que a estatística espacial é um ramo da estatística que
estuda métodos científicos para a coleta, descrição, visualização e análise de dados que
possuem coordenadas geográficas, os dados espaciais podem ser classificados em quatro
categorias:
− Dados de Processos Pontuais;
− Dados de Superfícies Aleatórias;
− Dados de Área;
− Dados de Interação Espacial.
Para cada um dos itens acima existem diferentes métodos estatísticos para descrever e
analisar os dados. Segundo Levine (1996), as estatísticas usadas para descrever tanto pontos
quanto áreas podem ser subdivididas em três categorias gerais:
− Medidas de distribuição espacial: descrevem o centro, a dispersão, direção e
forma da distribuição de uma variável. Um exemplo seria a análise da posição das
lojas de um concorrente de uma empresa em um determinado município.
− Medidas de auto-correlação espacial: descrevem a relação entre as diferentes
localizações para uma variável simples, indicando o grau de concentração ou
dispersão. Por exemplo, análise de agrupamentos de clientes de uma determinada
operadora de telefonia móvel por categoria.
− Medidas de associação espacial entre duas ou mais variáveis: descrevem a
correlação ou associação entre variáveis distribuídas no espaço, por exemplo, a
correlação entre a localização de bares e lojas de bebidas alcoólicas com pontos
onde ocorrem muitos acidentes de trânsito.
Segundo Bernhardsen (1999), um SIG deve ser encarado como uma técnica de
processamento de informações retiradas do mundo real que sofrem processos de abstração e
28
simplificação. A cada processo de transformação dentro de um modelo de análise espacial,
desde a entrada até a saída, é embutido algum tipo de abstração ou simplificação que, se não
for bem avaliado irá interferir negativamente no resultado final do trabalho e na tomada de
decisão.
O uso da Geovisualização na modelagem do mundo real apresenta uma série de
potencialidades, mas também possui uma série de limitações, na medida em que é baseado em
uma representação generalizada da realidade, sempre limitada à capacidade de representação
dos sistemas computacionais (hardware e software).
Uma discussão atual sobre a utilização de um SIG diz respeito à necessidade de
construção de modelos realistas e acessíveis aos usuários, tornando-se realmente uma
poderosa aplicação. É preciso que se defina qual será a análise exploratória utilizada. São três
os tipos de análises que podem ser empregadas no estudo destes fenômenos: análise de
padrões de pontos, análise de superfícies e análise de áreas. A tabela abaixo destaca as
necessidades específicas de cada tipo de análise.
TABELA 1Tipos de Análise de dados espaciais
Análise de padrões de pontos O objeto de interesse é a própria localização espacial dos eventos em estudo. Observa-se se os pontos estão distribuídos aleatoriamente ou se existe um padrão de aglomeração. Ainda é estabelecido o relacionamento de ocorrência de eventos com características do individuo.
Análise de superfícies O objetivo é reconstruir a superfície da qual se retirou e mediu as amostras. A dependência espacial entre os valores das amostras são quantificadas através de técnicas da geoestatística.
Análise de áreas Os dados são obtidos através de levantamentos populacionais (censos, estatísticas). As áreas geralmente são delimitadas por polígonos fechados onde se supõe haver homogeneidade interna, ou seja, mudanças importantes só ocorrem em seus limites.
Fonte: Adaptado de DRUCK et al. (2004, p.17)
A partir da identificação de problemas em aplicações para visualização de dados
geográficos, como os exemplos citados acima, foram investigados diversos métodos de
Geovisualização utilizados via internet. Conforme descrito no capítulos 3, e demonstrado no
29
capítulo 5 desta tese, para cada aplicação, é necessária uma investigação detalhada desses
problemas, e consequentemente, dos modelos espaciais a serem aplicados para a visualização
dos resultados esperados.
30
2.2 Geoprocessamento
2.2.1 Definições e conceitos
O geoprocessamento pode ser definido como uma:
”... tecnologia ou conjunto de instrumentos necessárias para obtenção, manipulação e armazenamento de dados georreferenciados para transformá-los em informação relevante através de imagens gráficas. A utilização dos dados georeferenciados possibilita planejar e monitorar questões ligadas ao espaço físico geográfico através de arquivos digitais contendo mapas, gráficos, tabelas, entre outros. “ (CAMARA et al., 2001, p.3).
Adicionalmente, o conceito de Sistemas de Informações Geográficas (SIGs), segundo
BURROUGH (1986), provém do uso dos computadores para mapeamento e análise espacial
em áreas como: Mapeamento Cadastral e Topográfico; Cartografia Temática; Análise
Espacial (estudos matemáticos da variação espacial); estudos do Solo, Topografia e
Fotogrametria; Planejamento Urbano e Rural; Distribuição e Redes de Serviços;
Sensoriamento Remoto e Análise de Imagens.
Uma das definições mais claras de SIG caracteriza-os como sendo sistemas dedicados
à captura, armazenamento, tratamento, análise e apresentação de informação georeferenciada.
Grimshaw (2000) considera-os sistemas de informação cujos dados têm uma dimensão
geográfica.
MUZZARELLI et al. (1993, p.28), desenvolvem estudo bibliográfico sobre o termo,
comprovando que ainda não existe uma definição padronizada e universalmente aceita para
SIG, a não ser o fato de que refere-se a informações espacialmente localizadas e que permite o
controle e gestão do território.
Segundo os autores, a falta de uma definição precisa do termo está atrelada a dois
fatores: o primeiro deve-se ao fato de que as potencialidades da informática ainda não estão
completamente exploradas e previsíveis. Já o segundo, percebe-se que há uma tendência de
que os conceitos de geografia sejam associados a um quadro teórico, enquanto o instrumento
operacional para os estudos espaciais associa-se à cartografia.
É importante ressaltar que existem vários softwares que executam funções de SIG,
porém, a estrutura e concepção dos métodos de análise espacial, ou seja, os procedimentos
para a obtenção de uma análise para fins de estudos integrados, como planejamentos
ambientais ou de qualquer outro tipo, não são necessariamente embutidos nestes pacotes e,
31
por isso, devem ser montados a partir de todo um desenvolvimento prévio de modelos feito
pelo usuário, a partir de pesquisas básicas.
Camara (2000) postula que atualmente há uma grande diversificação de softwares de
geoprocessamento que podem ser incluídos em quatro categorias que se complementam:
− "SIGs desktop"
− "Gerenciadores de Dados Geográficos"
− "Componentes GIS"
− "Servidores “web” de Dados Geográficos”
Todas essas tecnologias são importantes e não é objetivo deste trabalho a apresentação
detalhada de cada uma. O que interessa aqui é apresentar uma nova abordagem de análise e
utilização de componentes “web” genéricos, que podem ser adaptados de acordo com o
método a ser usado e a capacidade de abstração do usuário.
De acordo com Camara (2000), em "SIGs desktop", os dados geográficos são
armazenados de forma separada, com os atributos descritivos guardados em tabelas e as
geometrias em formatos proprietários (como os "shapefiles" do ARC GIS). Esses sistemas
possuem diversas funcionalidades, como por exemplo:
− A integração do tratamento de dados vetoriais e matriciais ("raster") no mesmo
ambiente;
− Disponibilidade de linguagens de programação (interpretadas) em que as variáveis
refletem os tipos de dados geográficos suportados pelo sistema;
− Integração do SIG com os gerenciadores de dados geográficos;
− Interoperabilidade e conversão automática de formatos de dados geográficos;
O interesse pelo uso de SIG no ambiente corporativo levou ao aparecimento dos
chamados Gerenciadores de dados espaciais (ou geográficos), que armazenam tanto a
geometria como os atributos dos objetos dentro de um sistema gerenciador de bancos de
dados (SGBD). Ainda, de acordo com Camara (2000), as vantagens da sua utilização são
principalmente:
32
− evitar os problemas de controle de integridade típicos do ambiente
"desktop", permitindo o acesso concorrente aos dados;
− facilitar a integração com as bases corporativas já existentes, como sistemas
legados.
Para Camara (2000), a solução mais adotada na difusão de informação geográfica
através da Internet, é usar um servidor de dados geográficos. Segundo o autor:
“... as tecnologias disponíveis podem ser enquadradas genericamente em duas grandes classes:
− Servidores de imagens, que, respondendo a pedidos remotos, enviam uma imagem (matriz) de tamanho fixo nos formato GIF ou JPEG. Esta solução permite configurar o servidor para responder a diferentes tipos de consulta, sem requerer que todos os dados a ser transmitidos sejam pré-computados. Entretanto, o usuário consegue visualizar apenas as imagens enviadas; qualquer novo pedido é enviado de volta para o servidor,resultando em mais uma transferência pela Internet.
− Servidores de mapas, que adotaram como solução a transmissão de dados no formato vetorial. Estes servidores encapsulam a informação em formatos gráficos, que podem ser visualizados por meio de programas adicionais ("plug-ins") acoplados a "browsers ou por meio de "applets" JAVA . Esta estratégia permite uma maior flexibilidade do lado do cliente, que pode realizar operações locais de visualização e consulta sob os dados transferidos. O tempo de acesso inicial para transferência é maior que no caso anterior, mas muitas das operações posteriores serão realizadas localmente, o que resulta usualmente num tempo de resposta médio melhor.” (CAMARA, 2000, p.5).
Uma tendência crescente é o fornecimento de um ambiente de componentes, com tipos
de dados geográficos básicos e métodos de acesso e apresentação. De acordo com Câmara
(2000), a linguagem de programação mais comum para aplicações comerciais atualmente é o
VISUALBASIC, como no caso dos produtos MAPOBJECTS da ESRI e MAPX da MAPINFO. A
comunicação com outras aplicações pode ser conseguida utilizando recursos do Windows.
33
Segue abaixo uma tabela com os “Componentes GIS” mais comuns na atualidade:
TABELA 2“Componentes GIS”
Entretanto, as alternativas acima não são de código-aberto ou não podem ser adaptadas
e/ou utilizadas gratuitamente.
O foco deste trabalho é a categoria de “Componentes GIS” genéricos e de código-
aberto, sua integração a “Servidores “web” de Dados Geográficos” e “Gerenciadores de
Dados Geográficos” gerando um ambiente que fornece insumos para que o usuário crie seu
próprio aplicativo geográfico gratuitamente partir de componentes de Geovisualização de
código-aberto.
De acordo com Rocha (2001), atualmente, no segmento de Geotecnologia existem
vários tipos de software, cada um apresentando propósitos distintos e servindo a variados
tipos de tomadas de decisão. Dentre estes, um dos mais recentes é o Location Based Services
(LBS), sendo que a sua principal função é prover conteúdo baseado em localização,
permitindo aos usuários de dispositivos móveis utilizarem serviços baseados em sua posição
ou localização geográfica.
34
Fonte: (CAMARA, 2000)
Com base nestas informações é possível que empresas comerciais forneçam serviços
personalizados capazes de atender as necessidades de seus usuários dependendo de onde
estiverem. De acordo com Conceição (2001), o LBS surgiu graças à evolução das redes de
comunicação sem fio, ao aumento da mobilidade e à necessidade de novas aplicações e tem
sua origem ligada à convergência de múltiplas tecnologias como: SIGs, Internet, comunicação
sem fio e dispositivos portáteis.
O próximo tópico aborda a evolução do geoprocessamento, desde os primeiros
sistemas para auxílio nos cálculos de modelos de análise espacial até a convergência de
tecnologias citada.
35
2.2.2 Histórico do geoprocessamento
Atualmente, a utilização de mapas digitais na visualização de diversas informações
possibilita o reconhecimento e entendimento de características específicas de uma certa
região. A partir da Geografia “Teorético-quantitativa”, os SIG possibilitaram, e muitas vezes
foram desenvolvidos, com o objetivo de promover uma maior facilidade e eficiência dos
cálculos necessários na aplicação dos métodos quantitativos utilizados.
A seguir são apresentados os aspectos históricos que descrevem a evolução da
Geografia “Teorético-quantitativa” e, consequentemente, dos sistemas de informação
utilizados e desenvolvidos como suporte. Pode-se dizer que a chamada Geografia “Teorético-
quantitativa” foi precursora do desenvolvimento dos SIG, pois a mudança de paradigma que
ocorreu com a necessidade de utilização maciça da matemática foi a da inclusão da
informática para a quantificação dos dados por volta dos anos 1950.
2.2.2.1 A Geografia “Teorético-Quantitativa” e os Sistemas de Informações Geográficas
Na Geografia, a maioria das inovações ligadas à tecnologia da informação começou
no final dos anos cinqüenta e sessenta, dado ter sido nessa época que foram desenvolvidos
estudos relevantes e modelos ligados à matemática e à estatística espacial, tornando-se
possível também a disponibilização dos dados provenientes de informação de satélite.
Na Geografia “Teorético-quantitativa” definem-se modelos que representam sistemas
e fenômenos geográficos; estes modelos, estruturados de forma teórica, devem ser verificados
e validados com dados de campo a partir de técnicas estatísticas (CHORLEY AND
HAGGETT, 1967).
Segundo Bailey and Gattrel (1995), o estudo dos padrões de distribuição espacial dos
fenômenos geográficos passa a formar uma base para estudos quantitativos do espaço. A
Geografia “Teorético-quantitativa” coloca grande ênfase em técnicas de Análise Espacial e
Geoestatística. Em particular, sobressai a idéia de autocorrelação espacial (GOODCHILD,
1988) como representação da dependência entre observações no espaço em regiões vizinhas.
Outro conceito da teoria estatística é a noção de processo estacionário, que demonstra
uma área de trabalho onde as relações entre as medidas dependem da distância. Conceitos
36
como estes permitem a simulação de superfícies a partir de amostras de campos e de
procedimentos como a “krigagem”, em que pode-se associar medidas de incerteza.
De acordo com Getis and Ord (1996), tais técnicas são cada vez mais usadas para
análise espacial de dados sócio-econômicos.
A caracterização de vizinhanças e processos estacionários é feita no espaço cartesiano,
definido a partir das relações espaciais típicas como as relações topológicas, direcionais e de
distância. Todas essas técnicas e métodos necessitam de uma forma eficiente de
processamento dos dados, seja para o cálculo e resolução de fórmulas, seja para a visualização
posterior das informações sob a forma de tabelas, gráficos e mapas – é quando entram os
SIGs e outras formas de geoprocessamento.
Waters afirma que a revolução quantitativa foi uma tentativa da Geografia se redefinir
como ciência. Os chamados “revolucionários quantitativos”, declaravam que o propósito da
Geografia era o de testar as leis gerais do arranjo espacial dos fenômenos, adotando a filosofia
do positivismo das ciências naturais e virando-se para a matemática, especialmente a
estatística, como um modo de provar hipóteses (WATERS, 1997).
É nessa integração relacionada com o uso dos recursos de análise espacial, que surgem
das características da organização espacial, que se estabelece o potencial significativo da
Geografia. Os fenômenos analisados são pertencentes ao mundo das Ciências Sociais e
Biológicas:
“... consistindo em indivíduos e populações humanas, vegetais e animais à medida que interagem com o homem, com as suas atividades, com o tempo, com o espaço, com a sua organização e instituições, com as suas metas e valores, com os seus movimentos e mobilidade, com as suas percepções e ideologias, e assim por diante" (CARLSTEIN e THRIFT, 1978, p.71).
Assim, é com a Geografia “Teorético-quantitativa” que os estudos geográficos
começam a incorporar o computador com o objetivo de realizar análises espaciais
quantitativas. O surgimento, a partir da década de 60, dos primeiros sistemas de informações
geográficas (SIGs) impulsionou essa escola. Os primeiros SIGs surgiram na década de 60, no
Canadá, como parte de um esforço governamental para criar um inventário de recursos
naturais. Mas estes sistemas eram muito difíceis de usar pois não existiam monitores gráficos
de alta resolução, os computadores necessários eram muito caros, e a mão-de-obra tinha que
ser altamente especializada. Não existiam sistemas comerciais prontos para uso, e cada
interessado precisava desenvolver seus próprios programas, o que demandava muito tempo e,
naturalmente, muito dinheiro.
37
Tratou-se de uma “via de mão dupla” onde os SIG foram responsáveis por dar suporte
e consolidar a “Geografia Teorético-quantitativa”, que por sua vez foi responsável por
permitir a evolução e constante aperfeiçoamento das tecnologias de geoprocessamento. Ainda
hoje, em países como os Estados Unidos, em que a “Geografia Teorético-quantitativa” é a
visão dominante, os SIGs são apresentados como fundamentais para os estudos geográficos,
como indica um estudo recente da “National Academy of Sciences” (National Research
Council, 1997). Harvey ao analisar a prática espacial traz quatro aspectos: ...o primeiro - acessibilidade e distanciamento: distância é barreira como defesa contra a interação dos homens; o segundo – a apropriação do espaço examina a sua ocupação por objetos e trilhas (moradias, avenidas e estradas); o terceiro – o domínio do espaço traz implícito o controle político e econômico na divisão social da produção de riqueza material, e o quarto aspecto, de fundamental importância, da geração do espaço com novos sistemas (reais ou imaginários) seja da utilização da terra, de transporte e comunicação, de organização e gestão territorial pelo surgimento de novas modalidades de representação (por exemplo: tecnologia da informação, mapeamento por modernos instrumentos computacionais ou designers). ( HARVEY, 1994, p.202)
Segundo Capel (1981), a partir da 2ª Guerra Mundial, uma reformulação do campo do
conhecimento destacou-se por uma preocupação em adotar sistemas lógicos e matemáticos
que favorecessem a homogeneização das ciências por tratamento metodologicamente
uniformes.
Para tal autor, “A quantificação viabilizou a transferência de teorias e conceitos de um
campo a outro da ciência; sendo uma linguagem formalizada, que garantia clareza, coerência
e rigor da explicação de uma idéia evitando dúvidas” (CAPEL, 1981, p. XX).
A crescente quantificação e teorização da geografia foi decisiva para que a indústria de
software construísse sistemas a partir dos conceitos científicos e estes, por sua vez, foram
sendo aprimorados à medida que a tecnologia se desenvolvia, incorporando e melhorando
funcionalidades.
Verificamos que da década de setenta até os anos noventa houve um período de
“contágio científico”. O primeiro software comercialmente disponível para SIG ficou
acessível aos usuários no final da década de setenta, potencializando várias utilizações
práticas e experiências, como aconteceu com o desenvolvimento dos primeiros computadores
pessoais no início da década de oitenta. Atualmente busca-se a utilização de um SIG para a
construção de modelos realistas e acessíveis, ultrapassando a idéia de usar o computador para
desenhar mapas, tornando-se realmente uma poderosa forma de trabalho. Assim, de acordo
com BERNHARDSEN (1999), os SIGs devem ser encarados como provedores de técnicas de
processamento de informações retiradas do mundo real que sofrem, consequentemente,
38
processos de abstração e simplificação.
A atual convergência tecnológica, incluindo o uso de SIGs, Internet, comunicação
“wireless” (sem fio), tecnologias de localização e dispositivos móveis, ou portáteis, deu
origem a um novo campo de exploração e utilização da informação.
A evolução dos novos serviços de localização, os chamados LBS - “Location Based
Services”, é uma tendência global, com crescente demanda de desenvolvimento de aplicações.
Segundo a ESRI (2000), um serviço de localização é qualquer serviço ou aplicação
que permita o acesso de informação espacial e funcionalidades de um SIG aos usuários finais,
seja via Internet, rede sem fio, dispositivos móveis ou fixos.
39
2.2.3 Aplicações dos SIG’s
SIGs são desenvolvidos para utilização em diversas áreas do conhecimento e com
objetivos que variam desde a produção de mapas digitais até a análise espacial de fenômenos, a
partir do armazenamento e da recuperação de informações espaciais. Atualmente, a visualização
destas informações em diferentes formatos e através de uma diversidade de dispositivos
eletrônicos – computadores; celulares; palms – estimula a demanda pelo desenvolvimento de
novas aplicações.
Como instrumento de planejamento estratégico e operacional, esses sistemas de
informação possibilitam uma rápida identificação de padrões e de desvios, auxiliando diversas
atividades operacionais relacionadas à tomada de decisão, como, por exemplo, a tarefa de
alocação de recursos. Sempre que o onde aparecer, dentre as questões e problemas que precisam
ser resolvidos por um sistema informatizado, haverá uma oportunidade para considerar a adoção
de um SIG. Além de ser muito utilizado na administração pública de cidades, existem diversas
atividades para aplicações de SIG, dentre elas, destacam-se:
- Saúde pública;
- Turismo;
- Análise de recursos florestais;
- Planejamento urbano;
- Análise e simulação de impactos ambientais;
- Geomarketing.
Dentre as diversas áreas de desenvolvimento em geoprocessamento e SIG, uma das mais
promissoras, provavelmente, é o acesso a esse tipo de sistema via Internet. Nesse tipo de
aplicação, o usuário preenche um formulário indicando as situações em que deseja realizar sua
pesquisa e, de algum modo, indica o tipo de visualização dos resultados (mapas temáticos; mapas
cadastrais; modelos numéricos de terreno; imagens de satélite; etc.).
40
Uma vez terminado o preenchimento, os dados são enviados a um servidor internet. Como
resultado, o usuário obtém as informações na forma de visualização selecionada contendo dados
relativos à consulta realizada.
Mas as aplicações e uso do SIG na atualidade ultrapassam o usual. Em praticamente todos
os segmentos da atividade humana, existe uma lacuna onde esse tipo de sistema se apresenta
como uma das soluções mais eficazes e, o número de usuários comuns cresce aceleradamente.
SIGs são frequentemente usados para agilizar procedimentos de tomada de decisão, diante da
acirrada disputa de mercado na economia mundial.
Há atualmente, teses de mestrado e doutorado em diferentes estágios de desenvolvimento,
dedicadas a modelos e algoritmos nas áreas de localização, distribuição e análise espacial em
geral. O interesse em problemas de localização tem crescido bastante e a literatura
correspondente é bastante vasta. Esses problemas têm atraído crescente atenção de economistas,
geógrafos e profissionais ligados à pesquisa operacional, tornando evidente o impacto das
decisões espaciais, tanto ao nível macro como ao nível de empresa.
Atualmente, é freqüente o uso dos chamados LBS – Location Based Services, em
diversas aplicações, como por exemplo a assistência a emergências – ambulâncias equipadas
com dispositivos GPS – “Global Positioning System” - integrados a sistemas de comunicação
em tempo real, facilitando o monitoramento, rastreamento e direcionamento de viaturas para
os locais de acidentes e ocorrências graves. Nos EUA, o Federal Trade Commission (FTC)
elaborou uma lei (denominada E911Act) destinada a padronizar e aprimorar o serviço de
emergência 911 através de dispositivos móveis. Segundo Deitel (2003), esta lei está em vigor
desde 1999 e seu objetivo é melhorar o tempo de resposta nas chamadas de emergência feitas
por usuários de telefones celulares.
No Brasil, já é possível encontrar aplicativos LBS baseados em soluções para
“handhelds”, como guias de ruas com recursos de voz e GPS. Outra área impulsionada a
partir do uso de serviços de localização é o comércio eletrônico móvel (m-business). Com a
combinação entre os dispositivos móveis e LBS, o “m-business” surge com estratégias de
marketing extremamente poderosas. Por exemplo, é possível que uma pessoa que possui um
aparelho celular receba uma mensagem informando que determinado prestador de serviço,
como um restaurante ou uma farmácia, que está a 500 metros de distância divulgou uma
promoção relâmpago.
41
2.3 Geovisualização
2.3.1-Conceitos e definições
Para os autores MacEachren & Kraak (2001), a Geovisualização integra visualização,
cartografia, análise de imagens, visualização de informações, análise exploratória de dados e
SIG para oferecer teorias, métodos e técnicas para exploração visual, análise, síntese e
apresentação de dados espaciais.
Segundo Tobón (2002), a visualização no contexto da Tecnologia da Informação pode
ser definida da seguinte forma:
“Visualização é uma técnica de análise de dados que conta com a habilidade humana para reconhecer padrões em ambientes computacionais flexíveis que apóiam a exploração interativa de dados em tela. Visualização é particularmente útil e apropriada quando se conhece pouco sobre o conjunto de dados para aprender sobre suas características, fazer descobertas e formar hipóteses sobre relações entre os seus atributos.” (TOBÓN, 2002, p.3)
A visualização esteve presente ao longo de toda a história da humanidade e, portanto,
não é um conceito novo para a ciência. Segundo Ramos (2005), “A visualização cartográfica
é um conceito derivado da visualização científica, e também pode ser definido como
visualização geográfica ou Geovisualização”. (RAMOS, 2005, p.23)
O objetivo da Geovisualização seria oferecer padrões exploratórios e de
relacionamento entre dados para que o usuário crie os mapas que necessita. Estes padrões
baseiam-se em uma linguagem visual e, para TOMLIN (1990), sendo uma linguagem, trata-se
de um sistema formal de símbolos e regras que governam a formação e transformação desses
símbolos, destacando as potencialidades da cartografia digital nos sistemas de informações
geográficas. Um exemplo disso é o projeto “Digital Earth” 3, lançado pelo ex-vice-presidente
dos Estados Unidos, Al Gore, que representa processos de varredura ambiental desenvolvidos
em escalas espaciais de múltiplas resoluções, e representações tridimensionais do planeta
integradas a informações georeferenciadas. O objetivo desse projeto é organizar o potencial
já existente de dados e torná-lo acessível à comunidade mundial.
3 http://www.digitalearth.gov. The Digital Earth: understanding our planet in the 21st Century. Al Gore, 31 de janeiro, 1998. California Science Center, Los Angeles.
42
Com o crescimento do número de usuários não especializados que utilizam SIGs na
“web” com objetivos diversos, como: localizar endereços, gerar rotas, planejar viagens,
encontrar lugares, e assim por diante, estão sendo realizados vários trabalhos voltados para a
visualização de dados espaciais ou Geovisualização.
2.3.2 Visualização
A palavra visualização pode ser definida como a formação de uma imagem mental de
um conceito abstrato. Por conceito abstrato, pode-se entender algo que não seja visível,
portanto, de acordo com Ramos (2005), a visualização é um processo que não envolve ne-
cessariamente a visão. A imagem mental pode ser formada por estímulos sensoriais e não
exclusivamente visuais. Por imagem mental, entende-se a construção mental de conheci-
mento. O processo descrito anteriormente independe, obviamente, da existência de
computadores. Dessa forma, visualização não se relaciona à informática, mas sim à forma
como informações recebidas pelo cérebro humano são transformadas em conhecimento.
2.3.3 Visualização Científica
O conceito de visualização científica tornou-se importante foco de pesquisa. Segundo
Ramos (2005), por visualização científica entende-se o uso de tecnologia com o objetivo de
aumentar a aquisição de informações que possibilitem ao leitor, por meio de sua exploração,
estabelecer suas próprias análises e chegar a um novo conhecimento. A visualização científica
pode ser definida como o uso de recursos computacionais com o propósito de aprimorar a
análise de dados, tornando evidentes informações que não poderiam ser percebidas de outra
forma, ou tornando mais rápido o processo de percepção.
Os avanços tecnológicos favoreceram a capacidade de visualização humana. Como
exemplos existem não apenas os computadores, mas também os microscópios e telescópios
como instrumentos que em diferentes momentos da história revolucionaram a forma de
visualização do Mundo. O uso de computadores, no entanto, não somente oferece novas
perspectivas visuais, como também permite a simulação, manipulação e comunicação de
grandes quantidades de dados em uma pequena fração do tempo. A sociedade atual é
43
dominada por estímulos visuais, e, portanto, estudantes que cresceram em um ambiente com
intensos estímulos visuais tendem a apreender conhecimento com maior facilidade por meio
de estímulos visuais e interatividade. Em cartografia, o termo visualização assume outras
conotações. Diversos autores defendem que os métodos da cartografia temática desenvolvidos
no século XVIII podem ser compreendidos como a origem da visualização geográfica.
2.3.4 Visualização geográfica
Segundo Ramos (2005), visualização geográfica pode ser definida como o uso de
representações visuais concretas - seja em papel seja por meio de computador ou outra mídia -
para tornar contextos e problemas espaciais visíveis, de forma a potencializar o uso das
habilidades humanas para o processamento de informação.
Ainda de acordo com a autora, na visualização cartográfica, interatividade e
exploração são conceitos-chave. Assim, a cartografia digital e os SIG podem ser utilizados
para a elaboração de uma aplicação na linha da visualização cartográfica, mas um mapa em
formato digital não é necessariamente um mapa concebido dentro do conceito da visualização
cartográfica. A visualização não é uma nova abordagem cartográfica e sim uma nova forma
de pensar a aplicação da cartografia como instrumento de pesquisa.
A cartografia, historicamente, tem disponibilizado instrumentos adequados que
atendem de forma satisfatória a representação dos dados espaciais. Com a evolução dos
processos tecnológicos, torna-se necessária a busca por novos aspectos e métodos de
comunicação e de exploração desses dados. Sobre a representação dos dados espaciais, Kraak
afirma: “A representação dos dados espaciais pode ser realizada por intermédio de produtos
cartográficos veiculados através de novos meios de comunicação como a Internet.” (KRAAK,
2001, p. 01).
Dentre as novas mídias emergentes, a Internet passa a ser um excelente meio
veiculador e disseminador de informações, inclusive para dados espaciais. A Internet reúne
através da “World Wide Web”, o som disponibilizado pelo rádio, a imagem proporcionada
pela televisão, à escrita proporcionada pela imprensa e, além disso, a possibilidade de
interação com os usuários. Esse caráter multimídia impõe novos desafios à cartografia e,
principalmente, aos cartógrafos, como por exemplo:
44
− como construir e disponibilizar produtos cartográficos de forma eficiente e a um
baixo custo, que venham atender às exigências e limitações dessas novas mídias
emergentes?
− como possibilitar ao usuário construir seu próprio mapa mantendo os preceitos de
um bom projeto cartográfico?
Essas são algumas questões a serem respondidas. Deve-se pensar o mapa agora como
instrumento de exploração e comunicação dos dados espaciais. E esta nova forma de pensar o
mapa é definida como um processo de visualização cartográfica ou Geovisualização.
Portanto, a Geovisualização para MacEACHREN e KraaK:
“...é uma integração da visualização científica, Cartografia exploratória, análise de imagens, visualização da informação, análise de dados exploratória (EDA) e Sistemas de Informações Geográficas (SIG) para produzir teorias, métodos e ferramentas para a exploração visual, análise, síntese e apresentação de dados geoespaciais” (MacEACHREN e KRAAK, 2001,p. 2).
Animação, Multimídia e Realidade Virtual são as técnicas que segundo
SANDERCOCK (2000), citado por ROBBI (2000, p.34), possibilitam a visualização. A
Animação pode ser descrita como a “técnica de apresentação de vários quadros,
suficientemente rápida, buscando dar a ilusão de movimento. Textos, gráficos, animações,
som e vídeo representam diferentes aspectos da informação.” (ROBBI, 2000, p.34). Esta
técnica pode ser classificada como multimídia Os sistemas de Realidade Virtual, além de
representar tridimensionalmente as características espaciais da informação, permitem ao
usuário interagir com o mundo representado.
No contexto da evolução da tecnologia e do processo de representação cartográfica,
aumentam-se as demandas. A disponibilidade de funções de animação, o aumento da
interação, a escalabilidade e a generalização utilizando-se novas tecnologias de códigos- fonte
abertos disponíveis para a “web” são algumas dessas demandas.
Recentes pesquisas tendem a adotar a terminologia “visualização geográfica” ou
“Geovisualização”, que sugere maiores possibilidades, uma vez que pode incorporar gráficos,
tabelas, imagens e som, além dos mapas. A visualização cartográfica é uma nova forma de
conceber a cartografia digital.
Este trabalho aborda a utilização e adaptação de componentes de código aberto que
podem ser incorporados em um projeto na linha da visualização geográfica. Seja um atlas
45
digital que represente espacialmente as informações de uma determinada área do
conhecimento, seja um site de busca de endereços e geração de rotas ou um serviço de
localização de recursos via internet móvel.
2.3.4.1 Múltiplas escalas e dimensões na visualização geográfica
A necessidade de visualização de dados geográficos em múltiplas escalas possui uma
grande importância, pois alguns elementos estruturais (físicos e sócio-econômicos) que
compõem a paisagem acontecem simultaneamente em diferentes escalas, que segundo
Menezes e Coelho Netto (1999), influenciam no processo de inter-relacionamento,
localização, padrão e na própria escala operacional do conjunto.
Assim, para um determinado estudo tem-se que avaliar uma série de informações
geográficas em diferentes escalas, mas que atuam diretamente na definição de um quadro
ambiental de uma dada realidade de análise. Operacionalizar a visualização destes dados em
um sistema, garantindo a qualidade do produto final, é um desafio da atualidade.
Portanto, é importante a seleção da escala a ser utilizada, a qual, de acordo com
Huggett (1995), tem que ser bem avaliada de acordo com as múltiplas escalas dos dados
geográficos, que são relevantes na explicação da problemática em questão. É igualmente
importante a disponibilidade de informações, pois segundo Spirn (1998), diferentes escalas de
observação resultam em diferentes significados e percepções de uma mesma paisagem.
Quanto às dimensões, os dados geográficos podem possuir diferentes
dimensionalidades. No mundo real, qualquer objeto apresenta-se tridimensionalmente, ou
seja, possui sempre uma coordenada (x, y – para posição horizontal e z – para posição
vertical).
Todavia, no processo de abstração e simplificação da realidade, que ocorre por
limitações da Geovisualização, em um SIG 2D (bidimensional), os dados ficam restritos
apenas a duas coordenadas (latitude, longitude). Isso ocorre porque a maioria dos SIGs
convencionais tem sido desenvolvidos para aplicações em uma variedade de campos, e não
especificamente orientados às necessidades das geociências.
Bonham-Carter (1996) cita como exemplo que um SIG desenvolvido especificamente
para trabalhos de cunho geológico, particularmente para o estudo de extrações minerais e
exploração de petróleo, precisa ser tridimensional (3D).
46
Em um sistema de Geovisualização em 3D, cada objeto passa a ser caracterizado por
sua localização no espaço com três coordenadas (latitude, longitude, altura). Isso permite que
dois ou mais objetos tenham a mesma posição horizontal, contanto que tenham diferentes
coordenadas verticais, porém, em projetos onde os dados de objetos têm uma posição
horizontal e apenas uma posição vertical os sistemas de Geovisualização em 2D são
adequados.
Esta característica pode ser compreendida como uma limitação apresentada por um
SIG 2D na integração de dados físicos como: dados geomorfológicos, dados sócio-
econômicos e dados de renda da população.
Entretanto, podem ser criadas alternativas para este problema, como verificou Silva
(1995) ao avaliar que dados de mesma coordenada horizontal e diferentes posicionamentos
verticais podem ser analisados em SIG 2D, bastando que se criem planos de informação
corretamente georeferenciados.
2.3.4.2 Aplicações de Geovisualização
O avanço científico e cultural vivenciado pela sociedade nos últimos séculos
popularizou e continua difundindo o acesso e o uso de mapas, principalmente através da
Internet.
Ao falar de Internet hoje é impossível não mencionar a Google Inc., mantedora do site
de busca Google, que nos dias atuais é um dos serviços mais conhecidos e utilizados da
“web”. Uma das mais conhecidas aplicações de Geovisualização da atualidade é o Google
Earth - um programa desenvolvido e distribuído pelo Google, cuja função é apresentar um
modelo tridimensional do globo terrestre, construído a partir de imagens de satélite obtidas de
fontes diversas.
O programa pode ser usado simplesmente como um gerador de mapas bidimensionais
e imagens de satélite ou como um simulador das diversas paisagens presentes no planeta
Terra. Com isso, é possível identificar lugares, construções, cidades, paisagens, entre outros
elementos. Este programa é similar, embora mais complexo, a um serviço também oferecido
pelo Google, conhecido como Google Maps.
O Google Earth possui funções relativas à manipulação do modelo global, em geral
relacionadas à recuperação de informações a respeito de localidades específicas, coletadas
pelos seus usuários em todo o mundo. Atualmente, o programa permite girar uma imagem,
47
marcar locais identificados, medir a distância entre dois pontos e até mesmo ter uma visão
tridimensional de uma determinada localidade. No mês de maio de 2006, as imagens de
satélite sofreram uma atualização e, uma grande parte do Brasil já está em alta resolução.
Mesmo pequenas cidades encontram-se disponíveis em detalhes.
É possível realizar uma busca por endereços. Basta digitar o logradouro e o nome da
cidade, e caso existam mais cidades com o mesmo nome as outras opções estarão disponíveis
logo abaixo. Pode-se procurar também pelas coordenadas geográficas (e isso pode ser feito
em dois formatos) ou mesmo pelo CEP (inclusive no Brasil). Estas ferramentas têm
revolucionado o ensino de geografia e a percepção que temos do espaço em que nos
inserimos.
É cada vez mais comum o uso desses aplicativos em laboratórios de informática nas
escolas, como apoio ao processo de aprendizado. Noções de orientação, escala, cartografia,
geopolítica, entre outras, são facilmente tratadas com estes serviços.
O Google Earth está disponível numa versão gratuita para uso privado e em versões
licenciadas para o uso comercial.
48
3. GEOTECNOLOGIA: APLICAÇÕES ATUAIS E TENDÊNCIAS
As tecnologias da informação, a máquina alimentada pelo SOFTWARE, a publicidade
e a mídia passam a ter um papel mais integrador nas práticas culturais.
A produção e reprodução de imagens buscam possibilitar a representação do espaço na
sua totalidade trazendo a sensação do domínio global. A velocidade da informação tenta iludir
o indivíduo da sua capacidade de domínio espacial. Os sistemas de comunicação por satélite
tornam o custo unitário e o tempo de comunicação invariantes com relação à distância. A
televisão de massa gera uma grande quantidade de imagens vindas de espaços distintos e
quase simultâneos. Novos equipamentos, com Comando Numérico Computadorizado (CNC)
e Controle Lógico Programável (CLP) constituem a parte HARDWARE das novas
tecnologias.
Mas a “alma” dos sistemas eletrônicos computadorizados está no SOFTWARE,
tecnologia que, na sua linguagem tem a propriedade de armazenar a informação e de
manifestá-la, em tempos e espaços, determinados por comandos lógicos inseridos nos
programas computacionais.
Através dos sistemas de informação há uma redução da complexidade geográfica do
mundo a uma série de imagens veiculadas via Internet ou pela televisão.
As questões e os problemas que podem ser focalizados sob a perspectiva de tempo e
espaço são muitos, envolvendo aspectos da localização espacial dos artefatos humanos e a
distribuição do uso do tempo.
A Geotecnologia surge nesse contexto como uma das três tendências de maior
desenvolvimento tecnológico na atualidade.
49
3.1 Tendências: Nanotecnologia, Biotecnologia e Geotecnologia
Uma nova base técnica se constitui para dar suporte à expansão espacial da tecnologia
com a transição da eletromecânica para a eletroeletrônica, a automação rígida para a
automação flexível integrada, além da robótica, bem como o uso da tecnologia de ponta da
micro-eletrônica.
Atualmente, o somatório dos esforços de inúmeros setores tem possibilitado a
aproximação entre várias disciplinas relacionadas com a identificação, o registro, a análise e a
apresentação dos fenômenos geográficos, estabelecendo um novo conceito: a Geotecnologia.
Esse conceito tem muito haver com as novas maneiras de captar, manipular, disponibilizar e
analisar as informações espaciais.
O Ministério do Trabalho dos Estados Unidos - “U.S. Department of Labor (DoL)” -
recentemente citou a Geotecnologia como uma das três tecnologias com maior crescimento e
potencial de criação de empregos da década atual (as outras duas tecnologias são a
Biotecnologia e a Nanotecnologia).
O departamento estimou “... em 2004 um mercado promissor, com um crescimento
contínuo para trinta bilhões de dólares em 2005.” (Geospatial Solutions, Junho, 2004).
Embora estes tipos de estimativas de mercado sejam difíceis de validar, a citação do
Ministério do Trabalho norte-americano é interessante por duas razões. Primeiro, é importante
que a Geotecnologia tenha sido mencionada no mesmo contexto que a Biotecnologia e a
Nanotecnologia, que são duas fortes tendências do mercado de trabalho mundial. Em segundo
lugar, examinando várias tecnologias e tendências que vão gerar impacto na indústria
“geoespacial” durante os próximos anos, os números encontrados servem como uma forte
indicação de que a maior parte do crescimento no Mercado de Geotecnologia não vem dos
SIGs tradicionais.
Embora muitas operações específicas possam ser feitas usando dados espaciais, é
possível realizar tais operações em outros tipos de dados também. Muitos tipos de
funcionalidades espaciais comuns, como edição de mapas, geocodificação, roteamento ou
consultas espaciais – que antes necessitavam pacotes de software específicos – são agora
vistos como “commodities” que podem ser integradas em qualquer software.
Essas tendências nos levam a questionar se ainda faz sentido pensar em aplicações de
geoprocessamento como pertencentes a uma disciplina específica de SIG. “Muitos
pesquisadores e organizações estão considerando seriamente a possibilidade de uma crescente
50
diversificação nessa área.” (Geospatial Solutions, Junho, 2004). Organizações com potencial
para crescimento na área de Geotecnologia investem em associações e publicações da
indústria do tratamento da informação espacial. Para estes, o resultado dessas associações
pode impactar significativamente os produtos oferecidos ao mercado, levando em conta a
importância da integração e usabilidade - facilidade de utilização. Para usuários que trabalham
com tecnologia espacial, o resultado poderá afetar suas carreiras e o desenvolvimento de suas
habilidades.
As tendências discutidas neste tópico estão contribuindo para um movimento em
direção à facilidade de uso, implementação e integração da Geotecnologia. Embora o mercado
para aplicações específicas de SIGs ainda permaneça, o uso da tecnologia espacial se tornará
muito mais integrado a outras tecnologias e, a maioria das aplicações que usam tecnologia
espacial não serão tratadas como SIG.
O impacto contínuo da Internet e dos “Web services” (funcionalidades executadas
através de servidores “web”) e o crescente envolvimento das grandes empresas de software –
como Microsoft e Oracle – são os maiores fatores que influenciam o mercado de
Geotecnologia.
51
3.2 Aplicações de Geotecnologia
O impacto da Internet nas aplicações de Geotecnologia, como em todas as áreas de
Tecnologia da Informação (TI), continua a acelerar. Aplicações cada vez mais sofisticadas
podem ser acessadas via “web” em qualquer lugar do mundo, e cada vez mais dados são
acessáveis em tempo real (“on-line”). Quando se trata de Internet, muitas pessoas pensam
inicialmente em aplicações baseadas em “browsers” (Internet Explorer; Mozilla Firefox; etc.),
mas é muito mais do que isso.
Grande parte do impacto da Internet vem das suas capacidades de rede tecnológica,
conectando computadores globalmente. Na indústria do geoprocessamento, o principal
resultado desse impacto é a capacidade de acessar bancos de dados espaciais interativamente,
em qualquer lugar no mundo. Esta capacidade cria muitas oportunidades interessantes, como
a habilidade de utilizar bases de dados externas de vários tipos, como bancos de dados de
edificações (imóveis), rodovias – incluindo informação relevante sobre roteirização, e bases
de dados demográficas para utilização em estratégias de marketing.
A Internet também viabilizou a oportunidade de manutenção de dados de empresas em
qualquer lugar do mundo, trabalhando diretamente as chamadas “live databases” ou bases de
dados “ao vivo”.
3.2.1 Serviços para a “web” (ou “web services”) de geoprocessamento
Os chamados serviços para a “web” – “Web services” – são programas de computador
que proporcionam um mecanismo para empacotar funcionalidade através da Internet. Esta
tecnologia é parte importante da estratégia de crescimento de grandes empresas de software, e
amplamente utilizada em aplicações de diversas áreas.
O primeiro “web service” da Microsoft, por exemplo, fornece funcionalidades de
tratamento da informação espacial, incluindo mapas, direções de trânsito, cálculos de
distância, busca por proximidade e outras funções de localização inteligentes. Muitos desses
serviços são úteis tanto para organizações que já implementaram um SIG interno quanto para
aquelas que ainda não possuem nenhuma aplicação de geoprocessamento.
52
Graças a uma variedade de padrões para “Web services” espaciais e transmissão de
dados, as barreiras para um uso mais amplo são organizacionais e de mercado e não
tecnológicas. Os padrões “OpenGIS”, baseados em linguagem de marcação extensível - XML
(extensible markup language) – obtiveram suporte dos maiores vendedores de SIGs. Esta
tecnologia permite interação com bases de dados remotas em diferentes formatos através da
Internet.
Apesar de ser mais conhecido, o Open GIS Consortium (OGC) não é a única
organização que desenvolveu especificações para compartilhamento de dados. Para muitas
organizações, a integração ainda é um grande desafio em projetos de SIG. O núcleo deste
desafio é o foco na integração entre um sistema espacial e vários sistemas não-espaciais.
Aplicações que integram pequenas quantidades de funcionalidade espacial contidos em
sistemas maiores estão prevalecendo.
Os usuários normalmente não consideram estes sistemas como SIGs, e isso tem
algumas implicações interessantes na indústria geoespacial. Em última instância, o
desenvolvimento de aplicações de rastreamento integradas a grandes bases de dados nos
permitirá, por exemplo, saber onde todos e tudo o que nos interessa está – durante todo o
tempo. Tal capacidade tem um grande potencial, mas também levanta a questão de problemas
de privacidade.
É essencial que políticas apropriadas sejam desenvolvidas em paralelo com os avanços
tecnológicos, de modo a assegurar a privacidade das pessoas e organizações. Sabendo disso,
aplicações para sistemas de posicionamento local e computação sensorial estão sendo
desenvolvidas para áreas como segurança, trabalho, comércio, militar e serviços de
emergência, parques temáticos e observação do comportamento de animais.
Expandindo o alcance da tecnologia nos próximos anos, a combinação de redes sem-
fio e tecnologias de localização e rastreamento de alta precisão vai mudar radicalmente a
indústria geoespacial.
Estas tecnologias vão proporcionar quantidades muito maiores de dados altamente
acurados em tempo real. A habilidade de saber onde itens rastreados se encontram em
qualquer hora proporciona novos tipos de aplicações que reagem ao movimento das pessoas e
objetos automaticamente. Com o crescimento desse tipo de aplicação, os SIG tradicionais
serão apenas um pequeno componente de uma grande indústria de Geotecnologia.
53
3.2.2 Computação Móvel e Sistemas de Informações Geográficas em Tempo Real
De acordo com Zimmerman (1999), computação móvel é “... o uso de dispositivos
computacionais há alguma distância de locais fixos, proporcionando ao usuário criar, acessar,
processar, armazenar e comunicar informações sem a restrição de um único local físico”.
Pode ser considerada a combinação de três importantes propriedades: computação;
comunicação e mobilidade.
A computação inclui os dispositivos computacionais; os sistemas de comunicação
incluem as diversas redes convencionais e sem fio que conectam os dispositivos
computacionais; e a mobilidade é um aspecto comportamental do usuário (LIU, MARLEVI &
MAGUIRE, 1995).
A principal característica da computação móvel é baseada na necessidade de
inteligência no “campo”, com o objetivo de aumentar a produtividade, proporcionando maior
competitividade às empresas.
Segundo Loureiro et al. (2003, p.1), a Computação Móvel representa um novo
paradigma computacional que tem como objetivo principal prover ao usuário acesso
permanente a uma rede fixa ou móvel independente de sua posição física. Trata-se da
capacidade de acessar informações em qualquer lugar e a qualquer momento. A Computação
Móvel está se tornando uma área madura e parece destinada a se tornar uma tecnologia
dominante no futuro. O mercado de dispositivos móveis, genericamente chamados de “hand-
helds”, que englobam telefones celulares, palms, Personal Digital Assistants (PDAs), está
crescendo continuamente, sendo usado em aplicações que envolvem negócios, indústrias,
escolas, hospitais, lazer, enfim, é uma tecnologia já bastante difundida atualmente.
A computação móvel possibilita a flexibilidade de acesso a um SIG em qualquer hora
ou lugar. Aplicações de computação móvel auxiliam na coleta e análise de dados digitais em
tempo real.
Atualmente, profissionais da área de geotecnologia podem acessar e atualizar
informações sem a necessidade de conexões de rede físicas, independente da hora e local onde
se encontram. É necessário um celular ou dispositivo móvel “hand-held” habilitado para
conexão através de pacotes via rádio - “General Packet Radio Service” / “Global System for
Mobile Communications” (GPRS/ GSM) e uma aplicação instalada em um servidor “web”
54
conectado a um sistema gerenciador de banco de dados (SGBD) para o desenvolvimento de
SIGs acessados em tempo real como mostra a figura a seguir:
Figura 1: Comunicação de dados via Celular
Segundo REGGIANI (2003), a previsão dos laboratórios da indústria de celulares é de
que em alguns anos estará implantada uma revolução nos hábitos das pessoas. A idéia é que
com a consolidação da rede 3G (3ª geração de dispositivos móveis), o celular passe a ser
utilizado de várias formas, como por exemplo, acoplado ao carro para detectar falhas,
localizar serviços de manutenção e determinar qual a melhor rota para se chegar ao destino.
55
GPRS/ TCP/IP
GPRS/ TCP/IP
Assim, pretende-se que o acesso móvel seja o canal direto das empresas com o
indivíduo, entregando informações relacionadas ao local e confirmando os serviços baseados
em localização como fator decisivo e indissociável ao sucesso da telefonia celular.
A linguagem de programação Java, que permite implementar o conceito de “máquinas
virtuais” (“Java Virtual Machine”) é a tecnologia mais comum no desenvolvimento de
aplicações para dispositivos móveis. A figura abaixo ilustra este processo.
Figura 2: Expansão da Tecnologia Java (Fonte: http://www.java.com )
A linguagem Java ampliou o seu alcance bem além das máquinas simples dos
computadores pessoais. Desde seu lançamento, em 1995, o panorama mudou
significativamente. A inclusão mais revolucionária na família é a “Micro Edition”, que
objetiva “ferramentas de informação”, variando desde máquinas ligadas à TV habilitadas para
internet até telefones celulares. O Java tem as vantagens de ser livre, ou seja, não tem um
“preço” a ser custeado. É portável, pois permite “levar” os aplicativos para outros
dispositivos. Além de ser um dos padrões de linguagem de programação atualmente.
56
A figura abaixo destaca a plataforma de desenvolvimento para micro-dispositivos
(J2ME), que será descrita a seguir.
Figura 3: Edições Java (Fonte: http://www.java.com )
O J2ME é destinado diretamente aos dispositivos eletrônicos com poder limitado.
Muitos desses aparelhos (por exemplo, celular ou Pager), têm recursos bastante limitados e
não tem suporte ao J2SE, por exemplo, por não suportar o mesmo tipo de aplicação (memória,
vídeo, etc...). Por isso a “Micro Edition” do Java foi introduzida para tratar das necessidades
especiais dos dispositivos móveis para o consumidor.
Com o J2ME é possível desenvolver diversos tipos de aplicações para dispositivos
móveis diferentes, desde uma calculadora básica ou científica, um software para reprodução
de músicas ou de fotos (com possibilidades de edição básica das mesmas), até aplicativos
mais completos e complexos, como por exemplo, um leitor de código de barras 2D através da
câmera do aparelho celular. Normalmente, esses aplicativos são feitos de acordo com a
demanda. Algumas aplicações são desenvolvidas para uma distribuição em massa, pelo
próprio fabricante e também pelas operadoras de telefonia móvel, pois não possuem
características específicas de empresas ou organizações públicas e privadas.
57
Nesse cenário, emergem diversas possibilidades de desenvolvimento em J2ME com
conectividade através da rede GSM/GPRS. A integração das duas tecnologias possibilita o
desenvolvimento de um grupo maior de aplicações móveis em áreas que precisam de mais
mobilidade na execução das atividades diárias.
A explicação da importância dessa mobilidade na Geotecnologia está na própria
característica associada ao SIG na atualidade, que trabalha com informações dinâmicas e que
precisam ser atualizadas a todo o momento. Alguns exemplos:
a) Um SIG que orienta o melhor caminho ou rota a ser tomada: varia de acordo com o
horário do dia (de acordo com o trânsito local).
b) Um SIG para rastreamento de veículos, que monitora a posição de um carro:
atualiza dinamicamente de acordo com a posição obtida a partir de um receptor GPS.
c) Um SIG de previsão do tempo varia de acordo com o clima da localidade.
d) Um SIG de incidência de uma certa doença, varia de acordo com o ciclo de vida
dessa doença e também em relação aos fatores de risco.
De acordo com ASPROTH V., HAKANSSON A. e REVAY P. (1995), do ponto de
vista temporal, informações podem ser classificadas em estáticas e dinâmicas. Geralmente,
fenômenos do mundo real são dinâmicos, e os objetos como mapas cartográficos, rodovias,
instalações e construções são estáticos, pois não mudam em um período pequeno de tempo.
Por outro lado, as informações de objetos geo-espaciais que mudam em um pequeno período
de tempo são dinâmicas. Os aspectos da informação espacial a serem considerados são os
seguintes:
− Transformações geométricas de características com o tempo (expansão urbana em
um município)
− Mudança de posição de características com o tempo (movimento de um carro)
− Mudança de atributos de uma característica com o tempo (volume de tráfico)
− Qualquer combinação das mudanças acima.
De acordo com a extensão do tempo decorrido, pode-se interpretar informações
dinâmicas como sendo dados de tempo real. Ou seja, dados geográficos de tempo real são
coletados e importados em um SIG assim que um evento ocorre.
58
Alguns exemplos práticos de SIG que atendem esses requisitos são o AUTODESK
ONSITE e o ARCPAD que permitem acesso de informações via celular e via PDA de
qualquer lugar.
O capítulo 5 desta tese apresenta um estudo de caso com o desenvolvimento de um
protótipo de aplicação com funcionalidades de tempo real integradas a algumas
funcionalidades de Geovisualização.
59
3.2.3. API’s – “Application Programming Interface” - de Geovisualização
Application Programming Interface ou Interface de Programação de Aplicativos
(API) é um conjunto de rotinas e padrões estabelecidos por um software para utilização de
suas funcionalidades por programas aplicativos -- isto é: programas que não querem envolver-
se em detalhes da implementação do software, mas apenas usar seus serviços.
De modo geral, a API é composta por uma série de funções acessíveis somente por
programação, e que permitem utilizar características do software menos evidentes ao usuário
tradicional. Mais recentemente o uso de APIs tem se generalizado nos chamados plug-ins,
acessórios que complementam a funcionalidade de um programa.
Os autores do programa principal fornecem uma API específica para que outros
autores criem plug-ins, estendendo as funcionalidades do programa para os usuários comuns.
A utilização dessas APIs permite que as organizações representem e monitorem a localização
de seus recursos de maneira fácil e rápida, proporcionando funcionalidades para o controle
visual de dados georeferenciados e alterando a forma que as empresas desenvolvem Sistemas
de Informações Geográficas, garantindo a competitividade.
Com o objetivo de exemplificar e demonstrar o uso de APIs em Geovisualização,
segue abaixo uma breve descrição com exemplos de aplicação de duas APIs utilizadas na
atualidade:
− Google Maps API - desenvolvida e disponibilizada pela Google;
− Plataforma Virtual Earth – desenvolvida e disponibilizada pela Microsoft.
60
3.2.3.1 Google Maps API
O Google Maps é um serviço de pesquisa e visualização de mapas e fotos de satélite
da Terra gratuito na web fornecido pela empresa Google. Atualmente, o serviço disponibiliza
serviços de visualização de mapas e fotos via satélite com possibilidade de pesquisa e
navegação para todo o planeta. Outras funcionalidades como ampliação (zoom) e geração de
rotas em algumas cidades (capitais e grandes cidades) também são disponibilizadas. A API
do Google Maps permite que desenvolvedores projetem sistemas que possuam mapas
fornecidos pelo Google Maps, incluindo todas as funcionalidades disponíveis no site oficial
do Google (http://maps.google.com). O desenvolvedor pode, por exemplo, incorporar em sua
aplicação mapas para serem visualizados, busca por endereços, rotas, entre outras
funcionalidades. Tudo isso é disponibilizado através de uma API bastante simples de ser
utilizada e entendida, com exemplos de código-fonte que ajudam a ter uma idéia clara de
como montar uma aplicação com grande facilidade, adaptando-os às necessidades do usuário.
Para ilustrar a diversidade de recursos visuais disponíveis e a facilidade de uso, segue
abaixo alguns exemplos demonstrando as interfaces de visualização de mapas digitais
(Figura4), imagens de satélite (Figura 5) e fotos aéreas disponíveis no Google Maps (Figura
6).
61
No exemplo a seguir, utiliza-se o serviço www.google.com/maps informando o
seguinte endereço para a busca: BETIM, MG, BRASIL.
Na figura seguinte, o endereço informado para a busca é: PUC MINAS BETIM, MG,
BRASIL
62
Figura 4: Exemplo de visualização através de mapas digitais: opção ”Mapa” (Fonte:
http://www.google.com.br/maps )
Figura 5: Exemplo de visualização através de imagens de satélite: opção “Híbrido” (Fonte: http://www.google.com.br/maps )
Integrando aplicações da API Google Maps com fotografias digitais em tempo real, o
Google lançou o serviço de visualização de ruas, que atualmente pode ser acessado apenas
para alguns locais nos Estados Unidos da América.
Não há como deixar de analisar o impacto a ser causado por aplicações como esta. A
possibilidade de entrelaçamento de eventos e relações sociais à distância com contextos
locais.
As imagens visuais em tempo real permitem a comunicação instantânea na redução de
tempo e espaço. Com a geração de Sistemas de Geovisualização abstratos, a disponibilidade
da informação é facilitada desde que o usuário tenha recursos, tempo e energia para adquiri-
la, evidentemente, sob condições de controle pela ética.
63
Figura 6: Exemplo de visualização de ruas (disponível apenas para alguns locais nos EUA)
Fonte: http://www.google.com.br/maps
As imagens (7 e 8), a seguir, demonstram a facilidade de integração e adaptação do
Google Maps em “websites” e aplicações que necessitem de localização geográfica e
visualização de dados espaciais. Segue abaixo dois exemplos de aplicação em sistemas
“Web”.
Exemplo de Aplicação no Sistema Integrado de Cooperação Internacional –
Departamento de Relações Internacionais da PUC Minas:
O exemplo acima foi utilizado para facilitar a localização e representar a distribuição
geográfica dos países membros de acordos de cooperação internacional cadastrados no
Sistema Integrado de Cooperação Internacional do departamento de Relações Internacionais
da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC- Minas) . Trata-se de um sistema
de gestão da informação acerca da cooperação internacional para o desenvolvimento,
estruturado em torno de diretórios responsáveis pela indexação das informações acerca dos
atores internacionais, nacionais e sub-nacionais (estados ou regiões) implicados nos processos
de cooperação técnica. O Sistema Integrado da Cooperação internacional constitui-se assim
no mecanismo com o qual os membros da rede de cooperação poderão adquirir informações e
64
Figura 7: Localização de países membros de acordos de cooperação internacional – Departamento
de Relações Internacionais da PUC Minas - Fonte: Dados da Pesquisa
processá-las em seus próprios “frameworks” (infra-estruturas), transformando dados em
conhecimentos que deverão orientar suas operações. O sistema permite o georeferenciamento
e recuperação dos seguintes elementos:
• Diretório de organismos e agências internacionais: indexação dos organismos e
agências internacionais de caráter bi-lateral ou multilateral que atuam no território
nacional, contendo a identificação de suas linhas de atuação e seus projetos
exemplares desenvolvidos no Brasil e, em especial, em Minas Gerais;
• Diretório de projetos internacionais: indexação dos projetos de cooperação
internacional desenvolvidos em Minas Gerais, bem como de projetos exemplares
desenvolvidos no Brasil e no exterior identificando: órgão executor, órgãos
intervenientes, organismo ou agência internacional parceira, objetivos e resultados
alcançados;
• Diretório de práticas de cooperação internacional: identificação de programas,
projetos e redes de cooperação internacional do interesse do Estado de Minas
Gerais.
65
Um outro exemplo, muito usado em “websites” é a aplicação em sistemas de empresas
administradoras de imóveis – ou imobiliárias. O exemplo abaixo foi desenvolvido com o
objetivo de demonstrar duas funcionalidades básicas de Geovisualização:
o A localização geográfica dos imóveis disponíveis para venda e locação em
uma imobiliária e o cadastro de pontos de referência como escolas,
supermercados, farmácias, hospitais, igrejas, etc.
o A identificação de imóveis próximos de um determinado ponto de referência.
Por exemplo, imóveis para aluguel a um raio de 1 km de escolas em um
determinado município.
66
Figura 8: Sistema GeoIMOB de localização de Imóveis utilizando o Google Maps
Fonte: http://www.geoimob.com
As figuras (9 e 10) a seguir ilustram algumas funcionalidades que utilizam as rotinas
da API Google Maps integradas ao sistema GeoIMOB, desenvolvido em linguagem HTML –
“HyperText Markup Language”, e PHP: “Hypertext Preprocessor” .
Na funcionalidade representada abaixo, o usuário cadastra pontos de referência em um
município. Esses pontos são subdivididos em categorias como, por exemplo: escolas; órgãos
públicos; igrejas; “shopping centers”; etc.
Se necessário, o usuário pode excluir pontos de referência cadastrados ou alterar as
informações de cada ponto.
67
Figura 9: Localização de Pontos de Referência em um município
Fonte: http://www.geocod.com/geoimob
A figura 10 que segue abaixo representa a localização de imóveis a um raio de 5 km
de um determinado ponto de referência (no caso ilustrado o ponto de referência é um
supermercado). É possível visualizar a localização exata de cada imóvel contido no raio
especificado.
Neste exemplo específico, a API Google Maps fornece a interface para o desenho dos
círculos e o posicionamento dos imóveis e pontos de referência, mas as funcionalidades de
identificação de pontos contidos no raio e geocodificação de imóveis foram desenvolvidos em
linguagem de scripts (PHP) e armazenados em um banco de dados relacional (MySQL).
68
Figura 10: Localização de Imóveis próximos a Pontos de Referência Fonte: http://www.geocod.com/geoimob
3.2.3.2 “Microsoft Virtual Earth”
O “Virtual Earth”, ou Terra Virtual, é um conjunto integrado de serviços de busca e
localização geográfica lançado pela Microsoft, combinando mapas digitais, fotos de satélites e
imagens geradas em 3D. O programa permite que usuário localize empresas, serviços, órgãos
governamentais ou até mesmo rotas de tráfego com alguma precisão. Essa eficácia advém de
tecnologias de mapeamento feito por satélite, que oferecem até mesmo um panorama
detalhado da localização dos recursos. O controle para exibição de mapas do “Virtual Earth” é
acionado através de um “script” que pode ser usado diretamente em qualquer
“website” (disponível para acesso no link http://dev.virtualearth.net/ ) e, a cada nova versão
lançada, apresenta novas funcionalidades, com possibilidades de integração com dados dos
usuários, e flexibilidade na criação de novos ambientes para disponibilizar informações
georeferenciadas em tempo real. Alguns exemplos de aplicações do “Virtual Earth” com suas
diversas formas de visualização e funcionalidades disponíveis para a utilização em “websites”
através de funções de código-aberto (em tecnologia Javascript e XML) podem ser
visualizados na seqüência de figuras (11, 12 e 13) que seguem abaixo.
69
Figura 11: Exemplo de visualização através de mapas digitais (opção:”Road” 2D)
Fonte: http://dev.virtualearth.net/
A plataforma tecnológica do Virtual Earth possui ainda a possibilidade de visualização
denominada “Bird's eye”, que são camadas contendo imagens em 3D (3 dimensões) que
podem ser usadas para aplicações de empresas como imobiliárias e construtoras.
70
Figura 12: Exemplo de visualização através de imagens de satélite (opção:”Hybrid” 2D)
Fonte: http://dev.virtualearth.net/
Figura 13: Exemplo de visualização através de fotos aéreas (opção “Birds eye”)
Fonte: http://dev.virtualearth.net/
Para a demonstração da facilidade de uso e integração da API Virtual Earth em
deferentes situações e necessidades, foram utilizadas duas aplicações de negócio locais. Uma
primeira aplicação apresenta a geração de rotas intermunicipais para uso na captação de leite
de uma empresa brasileira, situada no estado de Minas Gerais.
As figuras (14, 15 e 16) a seguir ilustram o uso da aplicação na empresa. O nome da
empresa será omitido por questões de segurança. São demonstradas duas funcionalidades
básicas: a delimitação de regiões (polígonos) sobre o mapa base da API; e o cálculo e geração
de rotas entre dois pontos.
− Delimitação da região de captação de leite da empresa em Minas Gerais:
71
Figura 14: Delimitação da região de captação de leite, MG- Brasil
Fonte: http://www.geocod.com/
“Empresa X”
− Cálculo e geração de rotas inter-municipais:
Outra aplicação desenvolvida a partir da API “Virtual Earth” é a visualização de rotas
entre os municípios da chamada “Estrada Real” no estado de Minas Gerais. O termo “Estrada
72
Figura 16: Roteiro com distâncias calculadas entre Lagoa da Prata - MG e Abaeté – MG
Fonte: http://www.geocod.com/
Figura 15: Visualização de rota entre Lagoa da Prata - MG e Abaeté – MG
Fonte: http://www.geocod.com
“Empresa X”
Real” se refere aos caminhos trilhados pelos colonizadores desde a descoberta do ouro em
Minas Gerais até o período de sua exaustão. Entre os séculos XVII e XIX um conjunto de vias
terrestres – muitas delas simples re-apropriações de antigas trilhas indígenas, aproximou
diferentes regiões do território brasileiro.
As figuras (17 e 18) que seguem ilustram o uso dessa aplicação:
O Projeto Estrada Real foi formulado em 2001 pelo Instituto Estrada Real4. O
conceito do projeto baseia-se no aproveitamento da rota e dos antigos caminhos que
conduziam do litoral do Rio de Janeiro para o interior, em especial para as Minas Gerais.
4 Instituto Estrada Real, sociedade civil, sem fins lucrativos, criada pela Federação das Indústrias de Minas Gerais (FIEMG) com a finalidade de valorizar o patrimônio histórico-cultural, estimular o turismo, a preservação e revitalização do entorno das antigas Estradas Reais. Acesso via http://www.estradareal.org.br
73
Figura 17: Delimitação dos municípios pertencentes à Estrada Real em Minas Gerais
Fonte: http://www.geocod.com/estradareal
Segue abaixo o exemplo de uma rota inter-municipal gerada através da aplicação
protótipo, disponível.
Entretanto, na maior parte dos casos, ao serem utilizadas comercialmente nas
organizações, algumas API’s implicam no uso de soluções proprietárias, como é o caso da
API “Virtual Earth” da Microsoft, que depende da aquisição de recursos de software da
empresa (Sistema Operacional, etc.).
Como alternativa, as empresas estão adotando interfaces padronizadas, definidas a partir
do padrão OpenGIS por exemplo, que definiu, para o caso de dados vetoriais, um conjunto de
tipos de dados espaciais e um conjunto de funções para acesso e manipulação. O ambiente
proposto no próximo capítulo é estruturado a partir de um repositório de componentes “web”
para armazenamento, acesso e manipulação de dados espaciais. Esse repositório não obriga ou
direciona para aquisição de outras soluções comerciais por utilizar componentes de código-
aberto padronizados.
74
Figura 18: Visualização de rota entre São João Del-Rei e Ouro PretoFonte: http://www.geocod.com/estradareal
h
4.AMBIENTE DE COMPONENTES “WEB” GENÉRICOS
PARA O DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS DE
GEOVISUALIZAÇÃO
O ambiente de componentes de software proposto foi desenvolvido a partir de um
banco de dados que armazena algumas informações técnicas sobre os componentes, como: as
classes utilizadas, hierarquia, métodos, propriedades e eventos; algumas informações
analíticas como: a função do componente, qual o seu contexto, abrangência; além dos
códigos-fonte e suas versões.
São utilizados métodos simples de pesquisa e ordenação para a busca e seleção de
componentes, objetivando a reutilização em projetos de sistemas e adaptação para uso em
Sistemas de Informação na Internet. Adicionalmente, modelos de software baseados em
componentes aceleram o processo de desenvolvimento, pois além da possibilidade de reuso de
código, vários grupos podem trabalhar em partes diferentes da aplicação simultaneamente.
4.1 Programação genérica em Geovisualização
A programação genérica é baseada na idéia de que existem regras fundamentais que
governam o comportamento de componentes de software e propõe o projeto de módulos
baseados nessas regras. Esse paradigma resultou em ambientes de programação tais como a
Standard Template Library, parte do padrão ISO C++ disponível em Austern (1999).
A STL fornece um conjunto de estruturas de dados genéricas (tais como list, set e
map) e algoritmos (tais como sort e search) cujo comportamento é independente da estrutura
à qual se aplica. A programação genérica tem grande relevância para o desenvolvimento de
software, especialmente quando inserida em um contexto de aplicações como os sistemas de
geoprocessamento.
Kraak (2001) destaca que os produtos cartográficos na “web” são influenciados por
quatro grandes atores:
- os usuários;
- os provedores de dados;
75
- o ambiente de concepção dos produtos cartográficos, e
- o conteúdo dos produtos cartográficos.
Um documento na “web” é composto por uma mistura de dados e metadados. "Meta"
é um prefixo de auto- referência, de forma que "metadados" sejam "dados sobre dados".
Os metadados em documentos na “web” têm a função de especificar características
dos dados que descrevem a forma com que serão utilizados, exibidos, ou mesmo seu
significado em um contexto.
A linguagem ainda utilizada atualmente para a construção da maioria das páginas
“web” é o HTML, ou HyperText Markup Language (linguagem de marcação em hipertexto).
Segundo Berners-Lee et al (2001), a linguagem HTML é derivada do padrão SGML
(Standard Generalized Markup Language), que é, na verdade, uma metalinguagem, ou seja,
uma linguagem para descrever outras linguagens. O padrão SGML é baseado na idéia de que
documentos contêm estrutura e outros elementos semânticos que podem ser descritos sem que
se faça referência à forma com que estes elementos serão exibidos. O conjunto de todas as
tags – marcações sintáticas que descrevem os dados e comandos para manipulação de um
documento – passíveis de serem utilizadas por uma linguagem derivada do SGML é chamado
de DTD, ou “Document Type Definition”.
A linguagem HTML é um conjunto definido de “tags”, ou um DTD específico do
SGML, e foi criada tendo em mente a necessidade de construção de documentos para serem
exibidos em computadores conectados à internet. Daí sua vocação para tratar do formato que
os dados contidos no documento vão assumir ao serem exibidos. Um navegador ou browser,
ao ler um documento HTML, interpreta as tags que este documento contém para decidir como
serão exibidos os dados também contidos.
Os navegadores atuais interpretam o HTML porque o DTD para definição do HTML é
fixo, e é conhecido a priori pelo interpretador do navegador. Assim mesmo, podemos ter
navegadores diferentes interpretando definições de exibição de forma particular, com
resultados distintos no dispositivo de saída. A estrutura do HTML é rígida, não existindo a
possibilidade de adição de novos comandos de marcação (tags), sem que haja uma redefinição
do DTD da linguagem e conseqüente atualização dos navegadores para que interpretem estas
novas tags. A última especificação do HTML lançada pela organização padronizadora - W3C,
foi a versão 4.0, e desde então a linguagem não tem sofrido mais modificações.
76
A partir das limitações do HTML e das necessidades de uma linguagem que pudesse
descrever o conteúdo semântico e os significados contextuais, além da estrutura e forma de
exibição de documentos, foi criado o XML (eXtensible Markup Language). “O XML é uma
recomendação formal do W3C e, em determinados aspectos, assemelha-se ao
HTML” (BERNERS-LEE et al., 2001, p.29).
Enquanto o HTML tem como objetivo controlar a forma com que os dados serão
exibidos, o XML se concentra na descrição dos dados que o documento contém. Além disso,
o XML é flexível no sentido de que podem ser acrescentadas novas tags à medida que forem
necessárias, bastando para isso que estejam descritas em um DTD específico; ou seja,
qualquer comunidade de desenvolvedores pode criar suas marcações (tags) específicas que
sirvam aos propósitos de descrição de seus dados. Isto possibilita que os dados sejam
descritos com mais significado, abrindo caminho para embutir semântica em documentos da
World Wide “web” e nas intranets..
Os dados contidos nos documentos XML podem ser exibidos em uma infinidade de
maneiras, dependendo do dispositivo em que serão manuseados (telas de computador,
celulares, PDAs etc.). Os documentos XML não contêm, em si, as diretivas para exibição dos
dados, e, para cada dispositivo-destino específico, podemos realizar uma transformação do
documento originalmente em XML para um documento passível de ser exibido ao usuário ou
entendido e utilizado por outro dispositivo tecnológico. Esta transformação é realizada
utilizando-se a linguagem XSL (eXtensible Stylesheet Language), e cada arquivo XSL
contém as definições de exibição ou leitura de um ou vários dispositivos específicos (tela do
computador, tela do celular, impressora, coletores de dados, outros sistemas de informação
etc.), no formato que melhor convier (tabelas, gráficos, seqüência de caracteres etc.). “O
arquivo XML passa por uma transformação definida pelo XSL, e o resultado é um arquivo
muito semelhante a um documento HTML comum” (MARCHIORI, 1998, p.3).
Desta forma, o trio XML, seu DTD específico e o XSL se apresentam como um
conjunto de padrões que possibilitam o armazenamento, descrição significativa, intercâmbio e
exibição dos dados de forma personalizada.
77
O exemplo abaixo ilustra a utilização de um arquivo XML em um protótipo de um
sistema de Geovisualização apresentado no capítulo anterior. O XML define as camadas
(arquivos no formato ESRI Shape); atributos para classificação e formas de visualização
gráfica dos dados (cores; preenchimento; estilos de linha; etc.).
<?xml version="1.0"?><project name=":: Empresa X" backcolor="255:255:255" lang="pt" zoomunits="km" zmin="1" zmax="1000" ><domain full="yes" name="Captacao"/> <map name="Captação de leite" index="m1"/> <layer name="Periodicidade"> <dataset url="produtores.shp" >
<metadata> <meta id="51" xml:lang="pt" content="NOME_PRODU"/> </metadata>
</dataset> <renderer type="gradcolor" equal="yes" field="PERIODICID" map="m1"> <symbol style = "1" val="24" fill="255:255:0" size="20" outline="0:0:0"/>
<symbol style = "1" val="48" fill="0:255:255" size="20" outline="0:0:0"/> </renderer></layer> <layer name="Volume por dia"> <dataset url="produtores.shp" >
</dataset> <renderer type="gradcolor" equal="no" field="VOLUME_DIA" map="m1"> <symbol val="800" fill="255:0:0" size="5" outline="0:0:0"/>
<symbol val="1500" fill="255:0:0" size="10" outline="0:0:0"/> <symbol val="2500" fill="255:0:0" size="20" outline="0:0:0"/> <symbol val="4000" fill="255:0:0" size="30" outline="0:0:0"/>
</renderer></layer><layer name="Produtores por Municipio"> <dataset url="captacao.shp" full="yes">
<metadata> <meta id="51" xml:lang="pt" content="MUNICIPIO"/> </metadata>
</dataset> <renderer type="gradcolor" equal="no" field="QTDFORNECE" map="m1"> <symbol val="20" fill="255:255:200" outline="0:0:0"/>
<symbol val="60" fill="255:255:0" outline="0:0:0"/> <symbol val="100" fill="128:64:0" outline="0:0:0"/> <symbol val="120" fill="64:64:0" outline="0:0:0" /> </renderer></layer></project>
78
A figura 19 abaixo ilustra a aplicação do arquivo XML apresentado anteriormente e
demonstra a utilização de mapas temáticos na Internet para representar dados de captação de
leite de uma determinada empresa, como: volume captado por dia; periodicidade da coleta; e
teor de gordura do leite, agregados por município.
79
Figura 19: Exemplo de Mapa Temático definido através de arquivos XMLFonte: Dados da Pesquisa
Empresa X
O padrão XML é aceito como o padrão emergente para troca de dados na Web. Muitas
empresas estão migrando seus bancos de dados e bases de documentos para padrões
compatíveis com XML e SGML, de forma a possibilitar a interoperabilidade entre sistemas
internos e externos à organização.
Um ambiente contendo um repositório de componentes de software genéricos de
Geovisualização foi desenvolvido a partir da observação dos atores citados (usuários;
provedores de dados; ambiente de concepção de produtos cartográficos, e conteúdo dos
produtos cartográficos) e seus requisitos, utilizando estruturas de dados definidas em padrão
XML que identificam conceitos particulares a dados espaciais e espaço-temporais. Para isso
foram seguidos os passos abaixo:
1) Caracterização dos dados geográficos manipulados por SIGs em um nível de abstração
que permita a independência quanto às estruturas de dados computacionais usadas
para representá-los;
2) Determinação das similaridades nos algoritmos de tratamento de dados espaciais,
levantando os requisitos que esses demandam das estruturas de dados sobre as quais
serão aplicadas;
3) Formalização e classificação dos requisitos; implementando mecanismos que os
materializem e descrevam algoritmos em termos desses requisitos;
4) Implementação do ambiente a partir dos mecanismos criados.
80
4.2-Requisitos de usabilidade
Slocum et al. (2001, p. 61) acreditam que os novos métodos para visualização de
dados espaciais, oriundos da engenharia de software e hardware, serão de pouca utilidade se
não forem desenvolvidos em um “framework”, ou repositório, baseado em teoria cognitiva e
iterativamente testado usando-se os princípios da engenharia de usabilidade.
Os autores argumentam que questões relativas à cognição e à usabilidade devem ser
consideradas no contexto de seis principais temas de pesquisa relacionados à
Geovisualização:
1) ambientes virtuais geoespaciais;
2) representações dinâmicas, incluindo animações e mapas interativos;
3) metáforas no design de interfaces com usuário;
4) diferenças individuais e de grupos;
5) Geovisualização colaborativa e;
6) avaliação da eficiência dos métodos de visualização.
Os autores reconhecem que “... aplicar a engenharia de usabilidade à Geovisualização
pode ser problemático devido à dificuldade em se definir a natureza dos usuários e as suas
tarefas” (SLOCUM et al., 2001, p. 66) pois a Geovisualização tem um caráter essencialmente
exploratório e interativo.
Tobón (2002) faz um estudo de usabilidade de um sistema interativo de exploração
visual e dinâmica de dados para dar apoio à tomada de decisão. O foco central do teste
realizado é verificar a flexibilidade e a eficiência do sistema de visualização para explorar
dados espaciais. O referido estudo também tem como objetivo compreender como os usuários
investigam informações georeferenciadas, formulando um modelo que possa explicar o
desenvolvimento do processo. Esse modelo sugere que o processo de exploração visual ocorra
sistematicamente, onde os usuários aprimoram seus entendimentos sobre o conjunto de dados
visualizados.
Em Traynor & Williams (2000) é apresentado um estudo comparativo da usabilidade
de representações textuais e visuais em consultas para SIGs. Foram analisadas as diferenças
de precisão na interpretação das consultas, o número de consultas interpretadas dentro de um
tempo permitido, bem como a classificação das preferências subjetivas.
81
O estudo indicou que usuários não especialistas interpretaram as consultas mais
rapidamente e com mais precisão quando a representação é visual ao invés de textual.
O ambiente de componentes desenvolvido neste trabalho segue requisitos básicos de
usabilidade de sistemas “web”, implementando princípios tradicionais de usabilidade.
Foram consideradas características específicas de ambientes virtuais como, por
exemplo, o design de técnicas de navegação, seleção e manipulação de objetos.
O próximo tópico apresenta a estrutura, organização e o desenvolvimento do ambiente
proposto.
4.3 Organização e desenvolvimento do ambiente de componentes “WEB”
As principais atividades realizadas para o desenvolvimento do repositório de
componentes foram as seguintes:
• Levantamento das informações: pesquisa e identificação de bibliotecas e padrões
código aberto em aplicações de Geovisualização para a “web”;
• Modelagem do problema: especificação e desenvolvimento de um modelo de
repositório aplicável ao armazenamento e recuperação de componentes de código-
aberto, possibilitando a otimização de recursos e maior eficiência na geração de
Sistemas de Geovisualização a partir desses componentes;
• Desenvolvimento do projeto tecnológico: esta fase foi sub-dividida em outras duas:
projeto de arquitetura e projeto detalhado. O projeto da arquitetura é o projeto de alto
nível, onde os pacotes (subsistemas) e hierarquia de classes são definidos, incluindo
as dependências e mecanismos de comunicação entre eles.
O objetivo foi criar uma arquitetura simples e clara, com poucas dependências. O projeto
detalhado expõe o conteúdo dos pacotes, onde as classes são descritas. Modelos estáticos e
dinâmicos da UML foram usados para representar a hierarquia e as estruturas das classes
usadas e como os objetos se comportam em diferentes situações.
Para a documentação e organização do processo desenvolvido, foram selecionados os
seguintes documentos da UML: Diagrama de Caso de Uso; Diagrama de Classes; Diagrama
de Componentes; Diagrama de Depuração; além dos diagramas de interação de objetos
(diagrama de seqüência e diagrama de colaboração) para os casos de uso mais complexos.
82
A partir da UML é possível representar as definições de negócio em um padrão de
modelagem reconhecido mundialmente e expor relacionamentos semânticos entre os objetos
de negócio.
No caso específico do ambiente proposto, foi utilizado um padrão de projeto em três
camadas – "Model-View-Controller" (MVC), integrando componentes de visão (interfaces
com o usuário e visualização das informações), controle (processos e regras de negócio) e
modelo (bases de dados geo-referenciadas).
Neste trabalho, o destaque será dado aos componentes de visão. Os diagramas UML
foram desenvolvidos em ferramenta "Computer Aided Software Engineering" (CASE) e o
código dos componentes genéricos foi registrado no repositório a partir das definições da
UML.
4.3.1Arquitetura física e especificações tecnológicas
Com o objetivo de organizar e desenvolver o ambiente de componentes genéricos que
possibilite o desenvolvimento de Sistemas de Geovisualização, partiu-se de um modelo de
arquitetura cliente-servidor, utilizando tecnologia J2EE (Java 2 Enterprise Environment),
Javascript, “PHP: Hypertext Preprocessor”, e servidor de aplicações “Apache TOMCAT”. O
modelo de desenvolvimento é padronizado de acordo com as especificações OpenGIS (OGC,
2003).
O ambiente proposto deverá estar organizado a partir de uma arquitetura cliente-
servidor, que funcionará da seguinte forma:
− Do lado do cliente:
Usuário utilizando navegador internet, executa uma aplicação, e por meio desta
aplicação, pode fazer manipulações na forma de exibição dos dados geográficos apresentados,
numa menor interatividade (funções como arrastar, ampliar, reduzir).
Uma camada intermediária é necessária para receber as requisições feitas quando o
usuário executa uma ação.
83
Estas requisições chegam à camada intermediária na forma de uma mensagem de texto
e o servidor de internet é quem vai analisá-las e repassá-las para uma aplicação que
funcionará como servidor de mapas.
− Do lado do servidor:
Servidor é o equipamento responsável por hospedar a aplicação na Internet.
Normalmente contém uma aplicação que se conecta à base de dados onde se localizam as
informações textuais. Neste caso, esta aplicação também gera e manipula uma base de dados
espaciais (arquivos em formato padrão ESRI - Shapefiles). A arquitetura básica deste sistema
pode ser representada de acordo com os agrupamentos de componentes descritos baixo:
• Componentes da Interface do Usuário: Contém as classes para a criação da
interface do usuário, para possibilitar que estes acessem e entrem com novos dados
no sistema. Este pacote coopera com o pacote de objetos do sistema, que contém as
classes onde os dados estão guardados. O pacote de interface chama operações no
pacote de objetos do sistema para consultar e inserir novos dados;
• Componentes de Manipulação de Mapas Digitais: Este pacote de componentes
inclui classes básicas, ou seja, classes que foram desenvolvidas exatamente para
tornar o sistema funcional. Estas classes serão especificadas em detalhes
posteriormente. O pacote de objetos deve interagir com o de banco de dados para
manipular as informações selecionadas.
• Componentes de Banco de Dados Geográficos: Estes componentes
disponibilizam serviços para as classes de manipulação de mapas digitais fazendo
com que os dados armazenados no sistema original (alfa-numérico) sejam gravados
sob a forma de arquivos geo-referenciados (Shapefile);
• Componentes de Utilidades (componentes gráficos): tais componentes contém
serviços que são usados por todos os outros pacotes do sistema; utilitários para
Sistemas de Informações Geográficas em geral (funcionalidades como zoom;
arrastar mapas; medidas de distância na tela; etc.)
84
Os componentes utilizados neste trabalho são adaptados de bibliotecas de classes de
código aberto para a “web”. Em sua maioria, desenvolvidos em linguagem Java, padrão
OpenGIS (OPENGIS, 1999).
4.3.2Repositório de Componentes
O repositório contém algumas informações para facilitar a visualização da
funcionalidade de cada componente, permitindo a rápida recuperação e garantindo uma boa
manutenção dos mesmos.
Segundo GAMMA (1995), as principais características acerca de componentes são as
seguintes:
- Contexto: Procura dar uma idéia geral do contexto em que se aplicam;
- Problema: Expõe informações sobre o problema que se propõe a resolver;
- Solução: Sintetiza a solução implementada para o problema exposto.
O acesso aos componentes e às suas informações é protegido e pode ser realizado
através do endereço eletrônico: http://www.geocod.com conforme a imagem (20) apresentada
a seguir.
85
Através de um ambiente estruturado é possível pesquisar e recuperar os componentes
desejados, com informações básicas acerca de cada um. Segue abaixo uma figura da página
principal do ambiente desenvolvido:
86
Figura 20: Endereço de acesso ao ambiente de componentes genéricos: Fonte: http://www.geocod.com
Figura 21: Página principal do ambiente de componentes “web” propostoFonte: http://www.geocod.com
Além das características básicas do componente, são também armazenadas no
repositório algumas informações técnicas relevantes, úteis para manutenções e análise dos
componentes como: nome do componente, nome do arquivo, local, tamanho, classificação,
criador, data de inclusão. Além destas informações, o repositório também disponibiliza qual o
status do componente e a data da sua última alteração.
Para ilustrar a facilidade de utilização do ambiente proposto, segue abaixo a figura
(22) que demonstra o processo de definição de uma subcategoria (Internacional) pertencente à
categoria de Mapas Digitais:
Foram incluídas ainda, algumas informações estruturais dos componentes como:
métodos de acesso e propriedades (atributos), além de suas dependências (relação de arquivos
utilizados pelo componente). Tais propriedades provêm da análise do componente efetuada
durante a sua inclusão ou atualizações no repositório.
87
Figura 22: Definição de categorias e sub-categorias.Fonte: http://www.geocod.com/admin
4.3.3Hierarquia e acesso aos componentes
Para facilitar o acesso e controle aos componentes, estes serão organizados dentro de
uma hierarquia composta pelos seguintes níveis: Tipo, Categoria, Subcategoria, e Item (o
próprio Componente Padrão). Esta hierarquia é chamada no sistema de Classificação.
Todo componente padrão recebe um identificador interno ou código que contém uma
sigla representando cada um dos níveis da hierarquia a que ele pertence, seguido por um
número de 0 a 999, que será seqüencial dentro do item a que ele pertence. Este identificador
facilita a percepção do ponto em que o padrão se encontra na hierarquia.
Cada um dos níveis da hierarquia, incluindo-se o próprio componente padrão, poderá
ser configurado no que se refere à permissão de acesso do padrão no sistema a ser
implementado (permissão de acesso a nível de usuário; grupos de usuários e pública).
Ao se configurar um elemento da hierarquia, as regras serão aplicadas a todos os
elementos de níveis inferiores ligados a ele. Um nível inferior, no entanto, poderá refazer esta
configuração, passando a criar novas regras para ele e seus elementos inferiores.
4.3.3.1Consulta de Componentes
A tela de consulta a componentes deve permitir a listagem de dos todos os
componentes. Vale ressaltar que o componente padrão a ser aberto estará no formato
“.java” (código-fonte Java) ou “.jar” (agrupamento de arquivos Java) e protegido para que o
acesso seja apenas para leitura.
O ambiente possui filtros, que serão aplicados à lista de componentes. A primeira
consulta, o acesso a componentes padrão exibe os filtros de tipo: categoria, subcategoria e
item de forma hierárquica. Ao selecionar um nível, o nível inferior é automaticamente
filtrado.
Alternativamente, pode-se listar os últimos componentes abertos pelo usuário. A
consulta permitirá a listagem de qualquer componente padrão. Deverá ser utilizado um filtro
de título e um de código do padrão permitindo a inclusão de caracteres “coringas”.
88
A aplicação mostra uma lista dos padrões que foram filtrados. Ao selecionar o título
ou o código, será aberta uma página de documentação do componente em formato texto -
Html (Hyper text markup language) exibindo parâmetros de entrada/saída e a opção para
download do componente em uma nova janela. A lista exibe também a data da última revisão
e o número da revisão com algumas informações adicionais (resumo e origem). Se o
componente padrão ou a sua revisão forem novos, ele deve vir destacado dos demais, como
uma novidade.O principal método utilizado para a busca e recuperação de componentes é a
utilização de palavras-chave associadas a cada componente como ilustra a figura (23) a
seguir:
89
Figura 23: Destaque para as Consultas por Categorias e por Palavras-chaveFonte:
http://www.geocod.com
A figura acima destaca as consultas por hierarquia de categorias e por palavras-chave.
O uso de palavras-chave propõe que cada componente de software possua um campo para
conter dados que representem as suas características, finalidades, etc. A vantagem deste
método é a alta velocidade com que a pesquisa é efetuada, uma vez que domínio da mesma
fica restrito às palavras entradas pelo usuário, e que através de índices podem rapidamente ser
localizadas e/ou filtradas.
E para facilitar a compreensão das funcionalidades dos componentes por parte dos
desenvolvedores, foi criada a propriedade exemplo de utilização, onde o autor do componente
pode descrever um exemplo de utilização do componente desenvolvido.
Para cada versão, atual ou obsoleta, do componente no repositório, armazenam-se os
arquivos do componente, sendo somente de caráter observatório e de documentação, ou seja,
não são informações funcionais do componente.
Seu armazenamento se torna necessário para que seja possível a atualização dos
componentes nas máquinas dos desenvolvedores e também para que seja possível restaurar
versões antigas.
90
4.3.3.2Classificação dos componentes no repositório
Para configurar a hierarquia dos componentes padrões, utilizou-se a opção de
Classificação no módulo principal do ambiente. À esquerda, será exibida a hierarquia na
forma de árvore, do nível Tipo ao nível Item. Ao selecionar algum elemento, o sistema exibe,
à direita, as suas configurações.
Para se criar um novo tipo, pressiona-se o botão Nova Categoria e a parte da direita
será substituída por uma tela com as configurações deste tipo. Ao serem salvas estas
configurações, o novo tipo aparecerá na árvore.
Isto também se aplica aos outros níveis da hierarquia. Porém, para chamar a tela de um
novo elemento diferente de tipo, deve-se pressionar o botão Novo XXX existente nas
configurações de seu nó superior. Exemplo: Para se criar uma subcategoria para a categoria
“Mapas Digitais”, seleciona-se este grupo e pressiona-se o botão Nova Subcategoria que
aparecerá à direita da tela.
Cada elemento da hierarquia possuirá as seguintes configurações:
• um código para identificá-lo;
• uma descrição;
• uma lista de usuários para os quais ele possui permissão de acesso;
• a opção de fazer com que estas permissões de acesso sejam do tipo exclusiva;
Uma boa forma para organizar a base de pesquisa foi separar os componentes
conforme o tipo de funções a que ele se destina. Dessa forma, inicialmente pode-se identificar
alguns padrões, conforme citado anteriormente: componentes de mapas digitais; de banco de
dados geográfico; de interface com o usuário; componentes de domínio do problema e
utilitários. Contudo, para não restringir a classificação dos componentes às citadas acima, o
sistema permite um cadastro de novas classificações.
Um fator importante a ser destacado é a relação de dependência que pode ocorrer entre
os componentes, o que implica em demonstrar ao desenvolvedor – usuário do repositório,
quais os componentes que podem afetar o seu funcionamento, e também quais podem ser
afetadas por utilizarem-no, prevenindo eventuais mudanças que afetem o funcionamento do
Sistema de Geovisualização a ser construído.
91
Os documentos – diagramas; esquemas; e arquivos gerados no projeto de arquitetura e
no projeto detalhado do ambiente de componentes genéricos encontram-se disponíveis no
APÊNDICE A deste trabalho.
Os códigos-fonte da estrutura desenvolvida foram adaptados de códigos-abertos
disponíveis para uso na internet e estão disponíveis para download no próprio “website” do
repositório (disponível em http://www.geocod.com/downloads ).
92
5. ALGUNS ESTUDOS DE CASO
Com o objetivo de explorar as potencialidades disponíveis na Internet, foram
elaborados alguns protótipos de “WebGIS” interativo utilizando código-fonte abertos em
linguagem Java e as tecnologias citadas anteriormente, tais como: arquivos eXtensible
Markup Language (XML), o padrão Document Object Model (DOM) e linguagens de script
como JavaScript e "PHP: Hypertext Preprocessor", bem como um Sistema Gerenciador de
Banco de Dados aberto, o MySQL.
Para demonstrar o potencial dos aplicativos desenvolvidos foram elaborados 4 estudos
de caso de gestão nas áreas privada, pública e política, a saber:
- Geovisualização aplicada ao geomarketing
- Aplicações na análise e planejamento Eleitoral
- “SAC GIS” - Um estudo de caso na administração pública municipal de Belo
Horizonte/MG
- “Fotomóvel” – Uma aplicação de Geovisualização em tempo real
93
5.1- Geovisualização aplicada ao geomarketing
Segundo Philip Kotler (1998), recentemente o marketing ganhou uma ascendência
inimaginável, tornando-se quase o valor supremo na área empresarial. Com a globalização o
marketing se tornou uma das principais armas das empresas na competição mundial.
E o território geográfico possui variáveis que podem ser determinantes na estratégia de
marketing de uma empresa. Onde localizar? Onde investir? Onde estão os potenciais clientes?
Onde se encontram as oportunidades para uma melhor penetração no mercado? Essas são
perguntas feitas diariamente por empresários e administradores públicos.
5.1.1 Alguns conceitos de geomarketing
O Marketing, "palavra inglesa que designa o conjunto de ações e técnicas que tem por
objetivo a implantação de uma estratégia comercial nos seus diferentes aspectos, desde o
estudo do mercado e suas tendências até à venda propriamente dita e ao apoio técnico após a
venda" (CHURCHILL, 2000, p. 499).
O termo geomarketing é utilizado no meio empresarial quando procura-se associar a
localização geográfica a informações como: população, potencial de consumo, pontos de
venda e concorrentes. Aplicações de geomarketing utilizam a análise espacial como suporte às
atividades do marketing, influenciando no processo de tomada de decisão e planejamento
estratégico de uma empresa.
A geocodificação de elementos - atribuição de coordenadas (latitude e longitude) a um
ponto - com os seus atributos, permite a realização de análises tendo em conta características
e conceitos próprios da geografia, tais como áreas de influência e distâncias.
Os resultados obtidos são direcionados para as mais diversas necessidades de negócio:
• Onde atuar ? Onde fazer propaganda ?
• Para onde direcionar esforços comerciais, recursos humanos e materiais?
94
De acordo com Rodrigues (2002), a filosofia de marketing de relacionamento, por
exemplo, era praticada num passado recente em que o pequeno comércio atendia de forma
personalizada às pessoas. Quase sempre o próprio dono do negocio conhecia seus clientes
pelo nome bem como seus hábitos e preferências de compras. O crescimento natural das
empresas e conseqüente ganhos de escala adquiridos com a massificação da produção
mudaram o foco do cliente e qualidade do atendimento para o produto e sua quantidade. A
lucratividade foi vista em termos de vendas em curto prazo e preço. O propósito das empresas
que se apóiam em um sistema de relacionamento com o cliente (CRM – “Customer
Relationship Management”) é, primeiramente, conhecer seus clientes. A partir de então,
conquistar a fidelidade do consumidor e partindo disso, aumentar a lucratividade e maximizar
seu valor.
O geomarketing surge, assim, como um conceito de análises e aplicações usadas como
instrumento de gestão, planejamento estratégico e análise de mercado e possibilitando uma
otimização de recursos e esforços humanos e materiais em função das características
intrínsecas dos mesmos em cada território, permitindo uma concentração e direcionamento de
esforços. O geomarketing introduz no marketing o conceito espaço, ocupando-se de estudos
dinâmicos, de ocorrências voláteis no tempo e de situações que assumem constantemente
novos contornos.
Neste contexto, os “Sistemas de Geovisualização” são os recursos de análise espacial
que melhor se enquadram neste tipo de estudo, ao permitirem a análise de variáveis
alfanuméricas, a respectiva associação e representação no espaço, com a possibilidade de
atualização das mesmas.
Assim, a informação cartográfica de base, sobre a qual incide a análise das variáveis
alfanuméricas, deverá corresponder às necessidades específicas do estudo, em termos de
espaço e de tempo, ser permanentemente atualizada e, consequentemente, economicamente
competitiva.
95
5.1.2 Desenvolvimento de uma aplicação a partir do Ambiente de Componentes de
Software Genéricos
A aplicação proposta neste estudo de caso é um protótipo composto de dois módulos
distintos, que se integram formando um único produto. Este produto utiliza componentes
“web” genéricos e pode ser classificado como um instrumento de WEBGIS, ou SIG para a
Internet, disponível para acesso através do endereço www.geocod.com/geomarketing .
Neste protótipo, as informações contidas em um banco de dados alfa-numérico são
geo-referenciadas para posterior utilização. As informações manipuladas são divididas em
dois grupos distintos:
• Informações do ambiente interno da organização - informações de localização
de concorrentes; pontos de venda; endereço de clientes e a caracterização dos
mesmos, são armazenados em uma base de dados. Em uma outra base de dados
são armazenadas informações geográficas cadastrais, como cep, segmentos de
logradouro, faixa de numeração de imóveis, entre outras. Um algoritmo de
geocodificação processa as informações da primeira base de dados, relacionando-
as com a segunda base de dados para gerar os dados geo-referenciados. Utilizamos
os componentes de bancos de dados geográficos para realizar o processo de
geocodificação.
• Informações do ambiente externo à organização – são dados de fontes como o
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, referentes a pesquisas
como a POF – Pesquisa de Orçamento Familiar e o Censo Demográfico.
96
Conforme descrito no capítulo 2 deste trabalho, um SIG, como sistema independente,
é um sistema com as funções básicas de coletar, gerenciar, analisar e exportar dados
geográficos. Porém, quando integrado aos dados da organização, a informação
georeferenciada torna-se uma ferramenta de suporte à tomada de decisões. O modelo de
negócio da organização é adaptado com a adição das funções necessárias para extrair, depurar
e consolidar os dados georeferenciados. O esquema abaixo ilustra este processo.
Figura 24: Esquema de processos para a análise geo-demográficaFonte: (Xavier, 2002), adaptado pelo autor.
97
Dados Georeferenciados
RESULTADOS
A visualização dos resultados pode ser realizada sob a forma de mapas temáticos,
utilizando um componente de software que implementa diversos métodos de agrupamento
(média móvel; intervalos iguais; etc.). As figuras (25) e (26) que seguem apresentam um
exemplo de interação do protótipo, representando a seqüência de telas para a geração de
interfaces de Geovisualização a partir de dados do ambiente externo.
98
Figura 25: Exemplo de interação do protótipo: seleção de dados do ambiente externoFonte: http://www.geocod.com/geomarketing
O primeiro passo em qualquer estudo espacial é a definição do delineamento
experimental, que envolve, entre outros procedimentos, a escolha da técnica de coleta de
amostras e também da malha de amostragem.
Para o protótipo desenvolvido foram utilizadas informações do IBGE relativas ao
estado de Minas Gerais, especificamente da Pesquisa de Orçamento Familiar
(POF-2002/2003) e do CENSO (2000). Para calcular um índice de consumo (coeficiente de
consumo) para cada classe de renda foram utilizados os seguintes dados:
• o número de famílias de cada região;
• rendimento médio do chefe de domicílio ;
• percentual da renda comprometido com o tipo de despesa selecionado;
• tamanho médio da família por setor censitário.
A formulação do coeficiente de consumo, seleção de variáveis e delimitação dos dados
da amostra foi realizada pelo economista e professor Leonardo Pontes Guerra.
A partir do coeficiente calculado, foi identificado o potencial de consumo mínimo de
cada região (município ou bairro) de acordo com a seleção do usuário.
99
Figura 26: Opção de visualização: “Gerar Mapa”Fonte: http://www.geocod.com/geomarketing
No protótipo desenvolvido, os dados também podem ser apresentados sob a forma de relatórios, através da opção “Gerar Relatório”, o sistema classifica os valores e apresenta uma lista em ordem decrescente de potencial de consumo (mensal e anual).
A figura (27) abaixo ilustra um relatório gerado.
100
Figura 27: Opção de visualização: “Gerar Relatório”Fonte: http://www.geocod.com/geomarketing
Finalmente, são acoplados os componentes de interface do usuário que apresentam
esses arquivos sob a forma de mapas vetoriais, representando as informações internas ou
externas à organização dispostas em camadas (“layers”).
A figura exposta na próxima página apresenta a distribuição de lojas próprias e
concorrentes de uma determinada organização. As camadas “Bairros” e “Malha Viária” são
arquivos “default” da aplicação, adaptada para o município de Juiz de Fora do estado de
Minas Gerais. As camadas “Lojas Próprias” e “Concorrente X” (identificadas na lista à
esquerda da tela) representam arquivos geo-referenciados anteriormente a partir do
componente de geocodificação.
101
Figura 28: Opção “Geocodificação”: georeferenciamento de endereços ponto a ponto - “Geocodificar Local” ou importar vários endereços de um arquivo – “Carregar Arquivo”
Fonte: http://www.geocod.com/geomarketing
O protótipo apresentado pode ser adaptado para se adequar a qualquer organização
que necessite localizar geograficamente seus recursos e realizar análises espaciais a partir das
informações georeferenciadas, como:
- a identificação da distribuição espacial de clientes;
- análise de agrupamentos a partir dos mapas temáticos visualizados;
- medição da associação espacial entre duas ou mais variáveis, como por exemplo, a
correlação entre a localização de lojas próprias da empresa com pontos onde estão
localizados os concorrentes.
Com o intuito de atender aos preceitos de um bom projeto cartográfico para a “web”,
procurou-se obedecer às regras da tradução gráfica e implementar diferentes funcionalidades
de interação, dentre as quais destacam-se as legendas interativas e a simbolização.
102
Figura 29: Opção de Visualização de “Mapas”: o sistema permite a disposição das informações sob a forma de camadas sobrepostas
Fonte: http://www.geocod.com/geomarketing
5.1.3 Análise dos resultados
A utilização do sistema de Geomarketing apresentado proporciona uma facilidade na
segmentação de mercado, permitindo uma maior personalização e orientação nas campanhas
de marketing, possibilitando que as organizações identifiquem e alcancem os seus
consumidores, onde vivem, seus deslocamentos, seu perfil e potencial de compras.
As análises espaciais podem ser facilmente adaptadas a sistemas de CRM – “Customer
Relationship Management”, que com capacidades de georeferenciamento poderão, através de
dados históricos, dados temporais e dados demográficos, prever a propensão para a compra
dos consumidores enquanto se movem em uma determinada região.
Essa adaptação vai permitir a segmentação individual georeferenciada, enriquecendo a
função analítica e possibilitando o desenvolvimento de modelos inteligentes que possibilitem
antecipar o comportamento de clientes. Trata-se de conhecer o cliente, suas expectativas,
preferências e hábitos, proporcionando às organizações um aumento da sua competitividade.
A identificação de endereços de residência dos clientes, locais de trabalho,
proximidade de locais de lazer e atividades sociais são decisões que envolvem seleção de
pontos para usufruir das regalias e disponibilidades sociais e para distribuir convenientemente
o uso do tempo diário nas diversas atividades. Os recursos individuais e familiares (renda, uso
de carro etc.) criam condições que liberam as pessoas para agir numa porção maior do espaço
e para executar tarefas mais diversificadas.
As atividades produtivas e as características das classes sócio-econômicas são
importantes em uma análise têmporo-espacial, por isso, a utilização dos dados do CENSO –
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE).
São significativas, por exemplo, as diferenças no uso do tempo entre as populações
urbanas e as rurais. Um outro aspecto a ser analisado a partir das bases de dados utilizadas
relaciona-se com o valor do tempo gasto. As pessoas de baixo nível social e cultural executam
tarefas de baixo rendimento, pois o seu tempo é barato. Já as pessoas de alto nível social e
cultural apresentam valor do tempo muito mais elevado, cujo gasto não é destinado à
execução de tarefas simples e rotineiras.
Assim, pode-se tirar uma série de conclusões importantes para a área de marketing
organização a partir da aplicação prática do protótipo gerado.
O objetivo deste trabalho é cumprido na medida em que a aplicação, que foi
implementada a partir de componentes “web” genéricos de Geovisualização, substitui a
103
utilização de SIGs mais complexos e completos, reduzindo os custos e facilitando o acesso
dos profissionais de marketing da empresa.
Uma observação importante é que este protótipo em particular foi utilizado em um
projeto piloto de uma empresa de serviços de telefonia móvel de nível nacional.
A documentação referente ao protótipo desenvolvido e ao projeto piloto aplicado neste
estudo de caso encontra-se disponível no APÊNDICE B deste trabalho.
104
5.2- Aplicações na Análise Eleitoral
Este estudo de caso aborda a utilização de métodos de análise espacial aplicados ao
marketing político a partir de informações de eleições passadas, extraídas através dos dados
fornecidos pelo Tribunal Regional Eleitoral de Minas Gerais (TRE/MG) e dados relacionados
à região estudada, obtidos do censo demográfico do IBGE. Todos os exemplos apresentados
na seção 5.2.2.1 utilizam dados reais de eleições no estado de Minas Gerais.
A aplicação protótipo foi gerada a partir do ambiente de componentes de software
apresentado no capítulo 4 e pode ser acessada através do endereço
www.geocod.com/eleicoes .
O objetivo final deste projeto é gerar uma aplicação totalmente automatizada, que
permita ao usuário a avaliação do desempenho dos candidatos, partidos e principalmente o
planejamento de ações estratégicas a serem tomadas durante o período pré-eleitoral.
5.2.1 Análise Espacial de Dados Eleitorais
O marketing político é um poderoso instrumento para o direcionamento de esforços,
reduzindo custos e aumentando a eficácia das ações durante o período pré-eleitoral. Para Luiz
Carlos Tomazeli:
"O marketing político se apresenta como um conjunto de técnicas voltadas para a constituição de sistemas coerentes ao desenvolvimento da prática política em ambientes democráticos, instrumentalizando partidos, candidatos e governos com mecanismos de planejamento, coordenação e controle de ações voltadas ao desenvolvimento econômico e social.” (TOMAZELI, 1988, p. 04).
No Brasil, segundo Rubens Figueiredo (FIGUEIREDO,1994), o marketing político é
geralmente associado à propaganda propriamente dita (horário gratuito na TV), sendo o
marketing político profissional um fenômeno recente. Portanto, a análise espacial de
informações relacionadas a eleições proporciona uma nova maneira de avaliar a situação de
um candidato com relação a seus concorrentes e até mesmo sua evolução no tempo (eleições
anteriores). Essa análise espacial pode ser realizada em qualquer nível – federal, estadual ou
municipal.
105
5.2.2 Interfaces de Geovisualização
A aplicação desenvolvida permite a Geovisualização dos dados eleitorais a partir da
informação do local de votação, zona e seção eleitoral. Seguem abaixo ilustrações do
desempenho de alguns candidatos, apresentados em diferentes níveis e formas de
visualização.
5.2.2.1 Análise Espacial: Nível Estadual
a) Desempenho do Candidato
Os mapas abaixo ilustram um exemplo de consulta para um candidato no ano de 2002,
apresentando a distribuição por município, utilizando o percentual de votos do candidato
selecionado sobre os demais candidatos.
Figura 30: Distribuição da votação do candidato por % de votos (Minas Gerais, 2002)Fonte: http://www.geocod.com/eleicoes
106
Candidato X XYZ
b) Desempenho do Partido
Os mapas abaixo ilustram um exemplo de consulta para um determinado cargo, de um
determinado partido XYZ qualquer, no ano de 2002, em Minas Gerais, apresentando a
distribuição por meso-região geográfica do IBGE e por município utilizando o percentual de
votos no partido selecionado sobre os demais:
107
Figura 2a: Mapa de % de votos do PT por Meso-Região (Minas Gerais/ 2002)
Figura 31: Mapa de % de votos do partido XYZ por município (Minas Gerais/ 2002)Fonte: http://www.geocod.com/eleicoes
XYZ
XYZ
Existe também a possibilidade de exibição de informações sob a forma de gráficos, como por exemplo:
Figura 32: Gráfico do percentual de Votos do Candidato e do Partido com relação aos demais (Minas Gerais/ 2002)
Fonte: http://www.geocod.com/eleicoes
Os relatórios possibilitam uma visão mais detalhada das informações do candidato
selecionado. Logo abaixo, por exemplo, está apresentado o relatório de total de votos de um
determinado candidato por município de Minas Gerais (classificado em ordem decrescente):
Figura 4a: Relatório de Votos do Candidato e % em relação aos demais (Minas Gerais/ 2002)
Observação: o relatório acima apresenta somente os municípios onde o candidato obteve mais de 1500 votos.
5.2.2.2 Análise Espacial: Nível Municipal
O exemplo abaixo ilustra uma consulta ao desempenho do candidato X (eleições de
2002), no município de Belo Horizonte desagregado por regionais administrativas. Para o
caso específico do candidato selecionado, podemos notar um melhor desempenho na região
da Pampulha (Regional Pampulha):
Figura 33- Relatório de total de votos de um determinado candidato de Minas Gerais
Fonte: http://www.geocod.com/eleicoes
108
Candidato X
XYZ
Candidato X X
Além do relatório, há também o mapa de porcentagem de votos do candidato por
regional:
Figura 34: Mapa de % de votos do candidato por regional (Belo Horizonte - MG/ 2002)Fonte: http://www.geocod.com/eleicoes
A análise dos resultados só pode ser realizada após o geo-referenciamento dos locais
de votação do município e obtenção das informações referentes à eleição – quantidade de
votos por local de votação, cargo, candidato e partido, no período desejado ano desejado. Tais
informações foram obtidas junto ao Tribunal Regional Eleitoral de Minas Gerais (TRE/MG).
O sistema utilizado permite ainda uma visualização mais detalhada, demonstrando a
distribuição dos votos por local de votação, possibilitando ainda a sobreposição de
informações, como por exemplo, dados de renda do chefe da família por setor censitário
(Fonte: IBGE/Censo 2000).
A sobreposição de informações em Sistemas de Informações Geográficas é uma
técnica muito utilizada para análise espacial e identificação de tendências em grandes bases de
dados.
109
Candidato X XYZ
O exemplo a seguir apresenta o desempenho de um candidato em Belo Horizonte por
local de votação, sobreposto ao mapa de classificação de Renda do município (IBGE/Censo
2000). As classes de renda utilizadas são:
• A: Renda do chefe acima de R$ 2.500,00
• B: Renda do chefe de R$ 1.000,00 a R$ 2.500,00
• C: Renda do chefe de R$ 600,00 a R$ 1.000,00
• D: Renda do chefe de R$ 300,00 a R$ 600,00
• E: Renda do chefe abaixo de R$ 300,00
Os critérios utilizados na elaboração dos intervalos acima foram definidos pelo
professor e economista Leonardo Pontes Guerra, cuja participação neste trabalho é grata e
bem vinda.
A camada de distribuição de renda foi utilizada apenas como exemplo ilustrativo das
diversas possibilidades de composição de camadas, com o objetivo de realizar análises
110
Figura 35: Mapa de votos do candidato por local de votação- BH-MG /2002 Fonte: http://www.geocod.com/eleicoes
Candidato X XYZ
espaciais. Ao invés do mapa de distribuição de renda, poderiam ter sido utilizados outros
temas como, por exemplo:
• densidade demográfica;
• população por faixa etária;
• população por grau de instrução.
O protótipo desenvolvido possui ainda, a opção de emitir relatórios dinâmicos
contendo a relação dos votos do candidato por local de votação para o município selecionado.
5.2.2.2 Análise Comparativa
A partir das informações geradas torna-se fácil a realização de análises comparativas
de dados entre candidatos e partidos nos diversos níveis espaciais estudados. Como por
exemplo, listagens de quantidade de votos comparativas entre o candidato e seus concorrentes
e entre partidos aliados ou concorrentes.
Alguns exemplos de análises através de mapas e consultas que podem ser gerados.
a) Candidato X Partido
b) Candidato X Concorrente Direto
c) Candidato X Outros Concorrentes
Os mapas e gráficos que seguem na página 113 ilustram análises comparativas de
dados de votos do candidato por município.
111
Figura 36: Mapa e gráficos comparativos de votos do candidato por município - MG/ 2002Fonte: http://www.geocod.com/eleicoes
A partir da utilização do protótipo denominado “SIG Eleitoral” um candidato pode
realizar uma análise comparativa e histórica selecionando o ano da eleição e gerando mapas
da distribuição dos votos dos seus concorrentes, diretos ou indiretos, possibilitando uma
análise mais complexa da distribuição dos votos na amostra selecionada (neste caso,
municípios do estado de Minas Gerais).
112
Candidato X XYZ
5.3- SAC GIS - Um estudo de caso na administração pública municipal de Belo
Horizonte
Este tópico descreve um estudo de caso aplicado na administração pública municipal
de Belo Horizonte: o desenvolvimento de uma aplicação de Geovisualização a partir do
ambiente de componentes de software genérico descrito no capítulo 4.
Trata-se de um “Web GIS” (termo utilizado para se referir a SIG na Web) para o
georeferenciamento e visualização de serviços realizados pela Prefeitura Municipal de Belo
Horizonte (PBH). O produto gerado está integrado ao Sistema de Atendimento ao Cidadão
(SAC), responsável por armazenar dados sobre as solicitações de serviço feitas pelos cidadãos
de Belo Horizonte, como por exemplo: poda de árvore; limpeza de lotes; tapa-buraco; pedido
de alvará de localização; etc.
Para isso, utilizaram-se dados do ano de 2004, fornecidos pela Prefeitura Municipal de
Belo Horizonte – Minas Gerais. Servindo-se do paradigma computacional Cliente/Servidor,
de três camadas, projetou-se o protótipo de um Webmapa com tecnologia Java, de forma a
permitir que o usuário possa visualizar mapas digitais sem a necessidade de instalar um
programa de computador específico, a não ser a máquina virtual já disponível para utilização
nos Sistemas Operacionais dos computadores pessoais, a Java Virtual Machine (JVM), que é
executada a partir do próprio navegador.
5.3.1 Desenvolvimento de um SIG na “web” para a administração pública
Iniciativas de código aberto internacionais de alta qualidade na área de
geoprocessamento via “web” já estão disponíveis no mercado atualmente, mas tais aplicações
ainda estão sub-utilizadas, principalmente na administração pública.
O objetivo do estudo de caso aqui explicitado é aplicar essas tecnologias na construção
de um produto que divulgue a utilidade da tecnologia SIG via “web” aplicada a processos da
administração pública municipal.
113
A partir do desenvolvimento de uma aplicação prática para a prefeitura de Belo
Horizonte, será avaliada a real necessidade de aplicações “Web GIS” para a análise e
visualização de informações distribuídas espacialmente.
A aplicação desenvolvida no estudo de caso em questão também possui dois módulos
integrados. Esses módulos podem ser definidos de acordo com a especificação abaixo:
• Módulo I: Geo-codificação/ Georeferenciamento de dados
Neste módulo, as informações contidas no banco de dados alfa-numérico são geo-
referenciados, para posterior utilização. As informações sobre os serviços atendidos pela
prefeitura, bem como a quantidade de serviços prestados e a situação dos mesmos são
informações relevantes, armazenadas na base de dados do Sistema de Atendimento ao
Cidadão (SAC). Em uma outra base de dados são armazenadas informações cadastrais como:
cep, segmentos, faixa de numeração, entre outras. O algoritmo de geo-codificação processa as
informações cadastrais para gerar os dados georeferenciados.
A figura abaixo mostra o diagrama do processo de geocodificação:
Figura 37: Processo de geocodificação da base de dados
114
As atividades realizadas nesta etapa foram as seguintes:
1. Identificação e importação da base de dados geográficos da Prefeitura de Belo
Horizonte (PBH/ PRODABEL).
2. Importação das tabelas necessárias para o banco de dados do sistema SAC Web:
- Logradouros
- Segmentos de Logradouros
- Pontos por Segmento
3. Adaptação do componente de GEOCODIFICAÇÃO para execução no banco de
dados de atendimentos aos cidadãos. A geocodificação é realizada a partir de
informações específicas para cada segmento de logradouro da base de dados do
cadastro municipal.
Por exemplo, para o segmento abaixo temos os seguintes dados armazenados na tabela
de segmentos:
Codigo_Logradouro 13018Segmento 71504Nome_Logradouro R BELA CINTRAFrom_Left 1983To_Left 2117From_Right 1992To_Right 2124Cep_Left 01415Cep_Right 01415
115
segmento
Figura 38: Detalhe de segmento de logradouroFonte: Dados da Pesquisa
Tabela 3: Estrutura da tabela de segmentos
4. Padronização e adequação do modelo e formato dos dados para manipulação de
dados georeferenciados, ou seja:
- Criação de três colunas (CoordX, CoordY, CodUP) na tabela de ATENDIMENTOS
do SAC.
• Módulo II: Visualização e Análise Espacial
Este módulo contém a interface de visualização e o processamento das informações
contidas no banco de dados geo-referenciado. Utilizou-se o ambiente de componentes de
software genérico, onde o algoritmo de negócio (componente de controle) consulta o banco de
dados geo-referenciado (componente de modelo) e gera um arquivo intermediário, que
contém informações textuais contendo posições geográficas. Em seguida os arquivos
intermediários são transformados em mapas vetoriais e finalmente são enviados para os
"applets" (componentes visuais), que apresentam esses arquivos (visão).
A interface da aplicação desenvolvida neste estudo de caso permite ao usuário a
identificação georeferenciada das solicitações de serviços à Prefeitura de Belo Horizonte. O
produto também permite a verificação da situação dos serviços solicitados à prefeitura. Para
realizar a consulta o usuário deve:
− Selecionar uma regional (ou todo o município);
− Escolher um (ou mais) serviço(s) prestados pela prefeitura;
− E selecionar a situação do(s) serviço(s).
Os tipos de situação disponíveis são:
− Em andamento;
− Concluído – programado;
− Concluído – indeferido;
− Concluído – executado.
O usuário pode ainda escolher um período de tempo para aquela solicitação de serviço.
A aplicação possibilita a geração de três tipos de mapas para visualização das informações:
− Mapa de pontos;
116
− Mapa temático;
− Mapa temático com gráfico.
Cada tipo de visualização apresenta os mesmos dados, mas de formas diferentes, que
vão ser utilizados de acordo com as necessidades do gestor. Seguem abaixo descrições e
exemplos de telas geradas para cada uma dessas formas.
- Mapa de pontos: representa cada atendimento ao cidadão (cadastrado no banco de dados)
como um ponto sobre o mapa. O mapa de pontos mostra um mapa da região escolhida com os
pontos de localização dos atendimentos de acordo com os parâmetros da consulta gerada.
Abaixo é apresentada a tela gerada a partir de uma consulta de mapa de pontos:
Figura 39: Mapa de Pontos Fonte: SAC WebGIS - PBH/ 2004
117
- Mapa Temático: representa um mapa de regiões (Administração Regional ou
Unidade de Planejamento) agrupadas e classificadas de acordo com a quantidade de
atendimentos registrados. O mapa temático mostra a quantidade de ocorrências do tipo de
atendimento por região.
Por exemplo, o mapa abaixo representa a quantidade de pedidos de ALVARÁ DE
LOCALIZAÇÃO distribuídos por Administração Regional, no período de 01/06/2004 a
27/07/2004:
Figura 40: Mapa TemáticoFonte: SAC WebGIS - PBH/ 2004
118
- Mapa Temático com Gráfico: representa um mapa de regiões (Administração
Regional ou Unidade de Planejamento) agrupadas e classificadas de acordo com a quantidade
de atendimentos registrados e um gráfico representando a distribuição dos dados apresentados
no mapa por situação de ocorrência dos serviços.
Por exemplo, o mapa abaixo apresenta a quantidade de pedidos de ALVARÁ DE
LOCALIZAÇÃO distribuídos por Unidade de Planejamento da Administração Regional
CENTRO-SUL, no período de 01/06/2004 a 27/07/2004:
Figura 41: Mapa Temático com GráficoFonte: SAC WebGIS - PBH/ 2004
119
5.3.2 Análise dos Resultados
Neste estudo de caso, mostrou-se que SIGs na internet podem se tornar uma
alternativa viável e de baixo custo para a tomada de decisão na administração pública, não só
municipal, mas também a nível estadual e federal.
Aplicações de “Web GIS” como esta podem e devem ser desenvolvidas para atender a
administração pública em diversas áreas (saúde; educação; transporte; etc.), proporcionando
ao tomador de decisão uma representação lógica e gráfica de informações geograficamente
referenciadas e reduzindo o custo com tecnologia em organizações públicas, pois trata-se de
uma aplicação totalmente desenvolvida a partir de componentes genéricos gratuitos,
disponíveis para acesso através do repositório descrito no capítulo 4 deste trabalho.
120
5.4-“Fotomóvel” – Uma aplicação de Geovisualização em tempo real
O último estudo de caso aborda a utilização de uma aplicação de Geovisualização em
tempo real desenvolvida em linguagem Java. O armazenamento de dados é realizado através
do gerenciador de banco de dados (SGBD) MySQL.
A aplicação protótipo foi gerada a partir de componentes “web” contidos no ambiente
de componentes de software genérico, apresentado no capítulo 4 e da “API Google Maps”. O
protótipo permite a conexão a um dispositivo receptor de GPS (Global Positioning System)
através da tecnologia “Bluetooth” 5 e pode ser instalado em dispositivos móveis (aparelhos
celulares; etc.) através do endereço www.geocod.com/fotomóvel .
5.4.1 Descrição do protótipo
O objetivo final deste projeto é gerar uma aplicação colaborativa, em tempo real, que
permita aos usuários a troca de mensagens on-line, e em movimento, a partir de qualquer
lugar com cobertura de comunicação móvel (rede GSM/ GPRS). O protótipo permite o envio
de imagens fotografadas a partir de dispositivos móveis. É possível também, o envio da
posição geográfica ou endereço do portador do dispositivo móvel.
O potencial dessa aplicação é muito grande, uma vez que pode ser usada tanto para o
lazer quanto para fins comerciais:
− Lazer/ Entretenimento - troca de mensagens e visualização de fotos em álbuns
on-line (através do endereço www.geocod.com/album )
− Trabalho – envio de fotos e informações de localização de clientes, produtos ou
recursos da organização em tempo real. Pode ser usado para monitoramento de
recursos e avaliação do desempenho dos funcionários por exemplo.
5 Bluetooth é uma tecnologia de baixo custo para a comunicação sem fio entre dispositivos eletrônicos a pequenas distâncias. Com o Bluetooth o usuário pode detectar e conectar o seu aparelho de forma rápida a outros dispositivos que tenham a mesma tecnologia.
121
5.4.2 Modo de Funcionamento
A figura abaixo ilustra o processo de funcionamento da aplicação.
Figura 42: Processo de funcionamento do Protótipo “Fotomóvel”Fonte: Dados da Pesquisa
O usuário “A” acessa o “Fotomóvel” em um dispositivo móvel, enviando fotos
e informações provenientes de um receptor GPS (latitude, longitude, etc.). Essas
informações são transmitidas através de uma antena de celular GSM conectada a um
servidor internet, que por sua vez hospeda as páginas de acesso em um banco de dados
para armazenamento das informações e imagens (fotos). Usuários “B” podem acessar
o site para visualizar as informações e fotos em tempo real (através do endereço http://
www.geocod.com/album ).
122
GPS
“B”
“A”
O esquema abaixo ilustra o fluxo dos dados durante a utilização da aplicação, até o seu
destino – servidor “web” e de banco de dados.
Figura 43: Fluxo dos dados durante a utilização do Protótipo
Fonte: Dados da Pesquisa
Uma das vantagens da utilização de aplicativos J2ME em celulares é ter a
possibilidade de conectar-se à internet, através do GPRS, para requisitar alguma informação
ou dado, enviar ou receber, ou ainda ambos. Nesse exemplo, será utilizado um aplicativo
desenvolvido em J2ME. O aplicativo, terá como recurso uma função para o usuário cadastrar
um nome para o ponto, que seria o nome da empresa (ou uma mensagem qualquer), o
logradouro com número e bairro, mais um campo de cidade e um outro campo de estado.
Deve-se enviar esses dados pelo comando do aplicativo, que já está configurado para ser
enviado à um servidor que irá tratar desses dados, de forma que receba e armazene no banco
de dados.
123
A seqüência de figuras abaixo representa a execução do “Fotomóvel” em um
emulador (aplicativo que simula a execução em um aparelho celular). Existem diversos
emuladores, de diferentes formas, modelos e marcas. O próprio kit de aplicativos “Wireless”
da empresa Sun Microsystems possui incluso o modelo utilizado neste exemplo:
DefaultColorPhone (disponível para acesso em http://www.sun.com ).
Figura 44: Acesso ao aplicativo via celular (emulador)
Fonte: Resultados da Pesquisa
Após a digitação das informações o usuário volta para a tela de menu e pode tirar fotos
(opção: Câmera) e enviar para o servidor. Os dados são transmitidos via rede GPRS/GSM e
protocolo de internet (TCP/IP).
124
O “Fotomóvel” pode ser instalado em dispositivos móveis compatíveis. A lista dos
aparelhos compatíveis está disponível para acesso através do endereço
http://www.geocod.com/fotomovel . A figura (41) na próxima página demonstra a tela inicial
do protótipo desenvolvido.
Figura 45: Tela de abertura do Protótipo “Fotomóvel”Fonte: www.geocod.com/fotomovel
Após realizar o “download” da aplicação e instalar no aparelho celular, o usuário pode
fotografar e enviar fotos, mensagens e o endereço do local onde foi retirada a foto para
visualização através do álbum de fotos disponível em www.geocod.com/album .
125
As figuras (46 e 47) apresentadas a seguir, ilustram algumas fotos e mensagens
enviadas e a demonstração da localização geográfica de um evento em tempo real.
Figura 46: Apresentação das fotos e mensagens enviadas através do “Fotomóvel”Fonte: www.geocod.com/album
126
Ao clicar sobre o ícone de globo (em destaque na figura 43), a seguinte janela é apresentada:
Figura 47: Apresentação da foto posicionada sobre a localização do usuário no momento do envioFonte: http://www.geocod.com/album
5.4.2 Análise dos resultados
As possibilidades mais promissoras para o “Fotomóvel” são o monitoramento, a
vigilância e o mapeamento de recursos e infra-estruturas críticas em qualquer área que possua
cobertura da empresa de telecomunicações móvel utilizada. Permite o georeferenciamento
automatizado de imagens e verificação dos resultados em tempo real.
O campo de trabalho para aplicações como o “Fotomóvel” na área de Geotecnologia é
promissor e atualmente em fase de crescimento, conforme descrito no capítulo 3 deste
trabalho. A aplicação utiliza Sistemas de Geovisualização, computação móvel e sistemas de
navegação e posicionamento.
127
6-CONCLUSÕES
6.1- Análise dos Resultados
Sistemas de Geovisualização via internet tem se tornado uma alternativa viável e de
baixo custo para a tomada de decisão na administração privada e pública, não só municipal,
mas também a nível estadual e federal.
Entretanto, a não uniformidade ambiental e organizacional dificulta a definição de
modelos fechados, o que não exclui a definição de uma linha padronizada de produtos, que na
atualidade não é bem marcada, assim como os procedimentos empregados para a integração
de dados geográficos (físicos e sócio-econômicos).
Em qualquer projeto deve se ter em mente que os resultados são frutos de uma série de
abstrações e simplificações, e por mais coerência que exista, tais resultados nunca transmitem
a realidade integral de uma paisagem.
Neste contexto, a aplicabilidade de componentes “web” genéricos foi comprovada a
partir da sua utilização em sistemas de “web” GIS como os protótipos apresentados. Tais
componentes podem e devem ser desenvolvidos e adaptados para atender as organizações em
diversas áreas (saúde; educação; transporte; etc.), proporcionando ao tomador de decisão uma
representação lógica e gráfica de informações geograficamente referenciadas em tempo real e
reduzindo custos com tecnologia.
Berners-Lee (2001) imagina um mundo em que programas e dispositivos
especializados e personalizados, chamados agentes, possam interagir por meio da infra-
estrutura de dados da Internet trocando informações entre si, de forma a automatizar tarefas
rotineiras dos usuários.
Atualmente, as organizações incentivam a implantação de padrões tecnológicos que
estabeleçam formas de compartilhamento e visualização mais significativas de dados
espaciais entre diversos dispositivos e sistemas de informação de uma maneira geral. Para
atingir tal propósito, é necessária uma padronização de tecnologias, de linguagens e de meta-
dados descritivos, de forma que todos os usuários da “web” obedeçam a determinadas regras
comuns e compartilhadas sobre como armazenar e recuperar dados geo-referenciados e como
128
descrever a informação armazenada para que esta possa ser facilmente "consumida" ou
visualizada por outros usuários.
Os resultados deste trabalho demonstram que, a utilização de componentes genéricos
padronizados torna-se cada vez mais necessária e útil ao desenvolvimento de sistemas de
Geovisualização aplicáveis a diversas áreas do conhecimento.
O uso de componentes permite uma flexibilidade maior na personalização da interface
e das funcionalidades. No entanto, o que os fabricantes estão oferecendo são objetos simples,
com funções de consulta e apresentação, o que limita o escopo do uso da tecnologia de
Geovisualização.
Portanto, a alternativa viável é oferecer uma biblioteca de rotinas genéricas, num
ambiente “web” acessível, como demonstrado nas adaptações para os estudos de caso do
capítulo 5. A partir das tendências apresentadas neste trabalho, percebe-se o amadurecimento
da geotecnologia, possibilitando ao usuário construir soluções do tamanho de suas
necessidades. Adicionalmente, o mercado de serviços de localização demanda tecnologias que
têm como princípio a simplicidade, pois estes serviços são largamente utilizados por
dispositivos móveis.
O uso de componentes “web” no desenvolvimento de soluções para análise e
visualização de dados espaciais visa atender estes requisitos, uma vez que eles permitem que
sistemas executados em diferentes ambientes se comuniquem via XML ou outros padrões da
“web” .
Outros benefícios da utilização da tecnologia de componentes para o desenvolvimento
de Sistemas de Geovisualização são:
− Distribuição: é mais fácil distribuir dados espaciais através de várias plataformas,
sistemas operacionais e linguagens de programação;
− Integração : facilita a integração de funcionalidades e dados geográficos;
− Infra-estrutura: há uma quantidade enorme de infra-estrutura sendo desenvolvida
com o objetivo de disponibilizar serviços via Internet, tais como ferramentas de
desenvolvimento, servidores de aplicação, protocolos de mensagens e infra-
estrutura de segurança.
129
Pode-se concluir que é altamente recomendada a utilização de novas tecnologias de
componentes genéricos em projetos de mapas interativos via Internet.
Entende-se que, com a adoção de tecnologias código-fonte abertos pelas organizações
públicas e privadas, serão ampliadas as possibilidades de desenvolvimento tecnológico e,
conseqüentemente, reduzidos os gastos na aquisição de equipamentos e softwares, além de
impulsionar o desenvolvimento de aplicativos computacionais que venham a atender
demandas e necessidades específicas.
A caracterização espacial demonstrou também a importância das representações
gráficas no tratamento da dinâmica das organizações espaciais, reforçando a função de síntese
desempenhada pela Geovisualização na representação e comunicação da informação espacial.
A partir dos resultados alcançados, surgem, naturalmente, necessidades e projetos para
desenvolvimento posterior, no sentido de se atualizar a metodologia,incorporando novos
componentes de código-aberto e novas funcionalidades ao repositório desenvolvido.
130
6.2- Sistemas de Geovisualização: teoria e prática
Se o geógrafo, ou qualquer profissional que precisa lidar com a geotecnologia, coleta
diversos dados e informações e os analisa através do computador, sem ter noção clara do
problema a pesquisar, e também não dispuser de base teórica e conceitual que lhe permita
interpretar os resultados obtidos adequadamente, estará apenas fazendo trabalho de
mecanização, mas nunca um trabalho científico em Geografia.
Normalmente, geógrafos e profissionais que lidam com a geotecnologia são
profissionais multidisciplinares, que trabalham sempre recorrendo a outras ciências e outros
profissionais. É neste contexto que emerge a necessidade de retomar a teoria e o enfoque na
análise e nos modelos associados.
As diversas correntes e tendências dos estudos geográficos orientam as características
e os rumos para a Geografia. Essas perspectivas enriquecem-na conceitualmente e promovem
o seu dinamismo científico e utilitário.
Ao geógrafo profissional, cabe fazer a Geografia, tornando-se adepto de uma ou outra
perspectiva, analisando o conjunto global ou as categorias setoriais dos fenômenos. Compete
ao geógrafo - e ao usuário de Sistemas de Geovisualização em geral - conhecer as várias
tendências, avaliar seus pontos positivos e negativos, identificando as suas vantagens e
desvantagens.
É com essa perspectiva que o profissional deve compreender e aplicar conceitos da
Geografia “Teorético-quantitativa” como a classificação, a distribuição e hierarquia das
cidades, os sistemas de cidades e os padrões espaciais; modelos de localização e modelos de
interação espacial. A partir do conhecimento e compreensão das bases evolui-se para a
utilização e o desenvolvimento dos Sistemas de Geovisualização via internet.
131
6.3-Considerações finais
A ciência e a tecnologia são construções históricas datadas em domínios espaciais e
temporais por contínua metamorfose no coletivo, com a ação cooperada dos indivíduos a
buscar mapeamentos e trilhas a percorrer.
No passado, com recursos reduzidos de processamento da informação e expansão
espacial, as mudanças aconteciam em grandes intervalos de tempo, pois eram provocadas por
acontecimentos significativos, principalmente, pelas descobertas geográficas.
Na atualidade novos parâmetros são definidores da temporalidade e “provisoriedade”
de processos, produtos e fenômenos. Uma dinâmica a ser estabelecida pela propriedade do
descarte, do efêmero, da inovação em busca constante de espaços diferenciados em tempo
real.
Hoje, as transformações e inovações se fazem em intervalos cada vez menores,
suportadas pela aceleração da ciência aplicada na construção de novos aparelhos e
instrumentos embarcados crescentemente com tecnologia. Numa simbiose convivem a
tecnologia e a ciência, pois dos inventos científicos advêm os produtos tecnológicos, que
também servem de recurso para geração da ciência.
132
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138
APÊNDICE A
DOCUMENTAÇÃO UML – UNIFIED MODELLING LANGUAGE,
DO REPOSITÓRIO DE COMPONENTES GENÉRICOS (capítulo 4)
1. Especificação de Requisitos Funcionais
A especificação de requisitos do ambiente proposto é composta de diagramas de caso de
uso, especificações dos casos de uso e protótipos de tela para exemplificar o funcionamento
de cada caso de uso.
1.1. Casos de Uso
a) Caso de Uso: Validação do Usuário
139
• Especificação:
o Pré-condições:
− O usuário deve estar previamente cadastrado no sistema;
o Pós-condições:
− Gravação do número do acesso; data e hora
o Fluxo de Eventos:
− Sistema solicita a digitação de Login e Senha. Usuário digita o Login e a
Senha;
− Sistema valida o Login e a Senha, permitindo o acesso ao sistema.
• Protótipo de Tela:
140
APÊNDICE B
DOCUMENTAÇÃO UML – UNIFIED MODELLING LANGUAGE,
DO PROTÓTIPO DE GEOMARKETING DESENVOLVIDO (capítulo 5)
1. Especificação de Requisitos Funcionais
A especificação de requisitos do protótipo gerado é composta de diagramas de caso de
uso, especificações dos casos de uso e protótipos de tela para exemplificar o funcionamento
de cada caso de uso. Foram utilizadas as telas do primeiro estudo de caso como exemplos de
protótipos de tela.
• Casos de Uso
a) Caso de Uso: Gerar Mapa Temático
141
Gerar Mapa Temático
Consultar Base de Dados
• Especificação:
o Pré-condições:
− Validação do usuário;
o Pós-condições:
− Apresentar resultados da pesquisa sob a forma de mapa temático;
o Fluxo de Eventos:
− Informar par6ametros do sistema, como: UF; Município; população: Ao clicar em “Gerar Mapa”
− Consultar informações no Banco de Dados de acordo com os parâmetros selecionados;
− Gerar arquivo DBF com resultado da consulta;− Montar Mapa Temático a partir do arquivo gerado;− Exibir Mapa Temático;
Fonte dos dados de exemplos: POF/ IBGE, 2002-2003
• Protótipos de Tela:
- Tela 1 : Selecionando a opção: IBGE
142
Parâmetros da consulta:
Estado: Minas Gerais
Município: Todos os municípios
População: Por Chefes de Domicílio
Classes de Consumo: A, B
Tipo de despesa: Energia Elétrica
- Tela 1.1: Ao clicar em “Gerar Mapa”
Observação:
No exemplo acima, utilizamos informações do IBGE (Pesquisa de Orçamento
Familiar: POF 2002/2003 e CENSO 2000) para calcular um índice de consumo (coeficiente
de consumo) para cada classe de renda a partir de dados como:
- o número de famílias de cada região;
- rendimentos;
- percentual da renda comprometido com o tipo de despesa selecionado;
143
- tamanho médio da família por setor censitário.
E, a partir deste coeficiente, identificamos o potencial de consumo mínimo de cada
região (município ou bairro), de acordo com a escolha do usuário.
b) Caso de Uso: Geocodificação de endereços
• Especificação:
o Pré-condições:− Validação do usuário
o Pós-condições:− Confirmação de pontos geocodificados no banco de dados
o Fluxo de Eventos:− Se opção = Adicionar Ponto
Informar a descrição do Ponto; Informar nome do Logradouro; Informar Número do Imóvel; Selecionar tabela para armazenar ponto (latitude/ longitude)− Validar Ponto;
Verifica se existe o ponto na tabela. Se existir, apresentar mensagem de erro;
Geocodificar Ponto; Se existir mais de um Logradouro com o mesmo nome
Apresentar uma lista com os bairros para a seleção do usuário Inserir os dados (latitude e longitude) do ponto no Banco de Dados;
− Se opção = Importar Arquivo− Buscar Arquivo no disco ;
144
− Selecionar tipo de dados no Arquivo;− Validar Arquivo;
Verifica se existe o Arquivo. Se não existir, apresentar mensagem de erro;
Geocodificar os dados do Arquivo; Inserir os dados do Arquivo no Banco de Dados; Gravar arquivo de “LOG” contendo informações sobre registros
geocodificados e registros NÃO localizados
− Protótipos de Tela:
− Tela 2: Ao clicar em “Geocodificação” (seleção de logradouro)
145
− Tela 2.1: Exibição do ponto geocodificado
− Tela 1.2: Exibição do ponto com Zoom
146
c) Caso de Uso: Manipulação de Camadas de Mapas
• Especificação:
o Pré-condições:− Validação do usuário
o Pós-condições:− Apresentar mapas para a visualização;
o Fluxo de Eventos:
− O usuário pode selecionar qualquer uma das opções abaixo:
Selecionar objeto no mapa Ampliar ou reduzir qualquer parte do mapa Movimentar o mapa na janela Escolher camadas a serem visualizadas Localizar objetos de mapa a partir de atributos dos dados
147
• Protótipos de Tela:
148
2. Especificação de Desenho “Design”: Arquitetura Lógica e modelagem da estrutura do ambiente
2.1 Modelo da Análise
A documentação do modelo lógico do protótipo é apresentada a partir de um
diagrama de pacotes. Para cada pacote, apresenta-se um diagrama de classes com todas as
classes e relações de dependência, instâncias e heranças. Não é objetivo desta documentação
apresentar todos os atributos e métodos de todas as classes.
• Diagrama de Pacotes: Principais componentes genéricos
Para cada pacote apresentado, tem-se um diagrama das classes contidas.
149
− Diagrama de Classes: pacote banco de dados
− Diagrama de Classes: pacote configurações
150
− Diagrama de Classes: pacote geocodificação
− Diagrama de Classes: pacote geraMAPA.MapadePontos
− Diagrama de Classes: pacote geraMAPA.MapaTematico
151
− Diagrama de Classes: pacote geraRelatórios
152
− Diagrama de Classes: pacote úteis.log
− Diagrama de Classes: pacote úteis.zip
153
- Diagrama de Classes: pacote úteis.funcoesbasicas
154
− Diagrama de Pacotes: Bibliotecas de Terceiros
(Biblioteca de acesso a Mapas: ALOV – Disponível em http://www.geocod.com/alov )
155
