Capítulo 5 INTERNET E NOVAS TECNOLOGIAS - PDF
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Isaac Bennert Madureira
1 Capítulo 5 INTERNET E NOVAS TECNOLOGIAS GEOPROCESSAMENTO E INTERNET BIBLIOTECAS DIGITAIS Introdução Natureza dos Dados Geográficos Apresentação dos Dados Exemplo de Aplicação...8
2 5.1 - Geoprocessamento e Internet Um dos aspectos adicionais relevantes no desenvolvimento de um plano diretor de Geoprocessamento é a disponibilidade de soluções para difusão da geo-informação através da Internet. Por sua natureza gráfica e bidimensional, o ambiente WWW ("World Wide Web") oferece uma mídia adequada para a difusão da geoinformação. No caso brasileiro, onde temos uma enorme carência de dados básicos, o uso de meios eletrônicos é uma maneira eficiente de permitir o uso do Geoprocessamento pelas empresas e instituições brasileiras. No caso de instituições públicas como o ITESP, a difusão de suas informações através da Internet permite atender vários objetivos: Garantia de uma maior visibilidade na atuação do Poder Público. Ampliar a difusão e a divulgação dos resultados obtidos pela instituição. Ser uma forma eficiente de disseminação de informações dentro do próprio ITESP e demais instituições do Poder Público (Governo do Estado, Ministério Público, INCRA). A arquitetura de uso da Internet para difusão da geo-informação segue, em linhas gerais, o esquema mostrado na Figura 2.9 Navegador + plug-ins Servidor WWW Geograf. Geração Dados Figura Visão Geral do Processo da Difusão de Geo-Informação na Internet. Na figura 2.9, dois caminhos são mostrados para a difusão da informação espacial. A primeira alternativa é a difusão de arquivos de dados que são distribuídos em formatos acessíveis pelo usuário (mostrado na parte inferior da figura). Neste caso, o usuário deverá dispor de software capaz de extrair, converter e visualizar os dados publicados. Tratase de uma forma tradicional e estabelecida de difusão de informação. No caso de mapas básicos, o caminho mais simples é colocar a informação nas webpages na forma de arquivos compactados, a exemplo do que faz o consórcio GeoMinas ( Como ainda não temos um formato padrão de intercâmbio da geoinformação no Brasil, a instituição deve ter o cuidado de fornecer os dados em diferentes padrões de intercâmbio (como MIF para dados MAP-INFO, GEN para ARC/INFO e ASCII-INPE para o SPRING). 2 BANCO DE DADOS GEOGRÁFICO
3 A parte superior da figura ilustra o processo de difusão através de um servidor de dados geográficos. Neste caso, o usuário não necessita de um software SIG, mas apenas de ferramentas de navegação geográfica para acesso ao banco de dados remoto. Neste caso, será necessário utilizar um servidor de mapas geográfico. Esta alternativa é recomendada no caso de grandes bancos de dados (onde se deseja permitir apenas consultas parciais), de informações com grande conteúdo dinâmico, ou de casos onde uma parcela significativa dos usuários não tem conhecimento específico de Geoprocessamento e deseja apenas consultar informações espaciais já disponíveis. No caso da solução de servidor de WWW geográfico, temos três grandes alternativas tecnológicas: (a) Servidores de Mapas que transmitem informações em formato matricial (raster) de tamanho fixo, em formatos como GIF ou JPEG. O usuário deverá dispor de um programa de navegação que interprete estas imagens e seja capaz de solicitar novas consultas. Esta solução permite configurar o servidor para responder a diferentes tipos de consulta, sem requerer que todos os dados a serem transmitidos sejam pre-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. Dependo da velocidade de acesso, esta estratégia pode resultar em longos e sucessivos períodos de espera. (b) Servidores de Mapas que transmitem informações em formato vetorial, em formatos gráficos como CGM e DWF, que podem ser visualizados por meio de programas adicionais ("plugins") acoplados a "browsers" como o Netscape ou o Explorer. Esta estratégia permite uma maior flexibilidade do lado do cliente, que pode realizar operações locais de visualização e consulta sob os dados transferidos. Note-se que, nestes casos, os dados serão de livre uso posterior pelo usuário, que poderá salvá-los em disco. O tempo de acesso inicial para transferência é maior que no caso anterior, mas muitas das operações posteriores serão realizadas localmente, o que resulta num tempo de resposta médio melhor. (c) Servidores de Mapas que funcionam acoplados a programas Java ("applets"), que são transmitidos para o usuário quando do acesso à pagina. Os dados são transmitidos no formato vetorial, o que permite a manipulação, pelo usuário, do resultado da consulta e o programa em Java permite a execução de consultas sobre os dados transmitidos. Também neste caso, o tempo inicial de transferência é maior, mas o acesso posterior aos dados é feito localmente. Os diversos fabricantes de SIG vem desenvolvendo tecnologias para servidores de mapas, que se enquadram numa das alternativas descritas acima. Exemplo da alternativa (a) é o "Internet Map Server", da ESRI (fabricante do ARC/INFO e ARC/VIEW), que permite o desenvolvimento de aplicações que, respondendo a pedidos remotos, enviam uma imagem (matriz) de tamanho fixo nos formato GIF ou JPEG. O navegador de dados a ser utilizado pelo usuário ("Arc Explorer") está disponível de forma gratuita na Internet. Para mais informações, deve-se consultar Os produtos "Geomedia Web Map" (INTERGRAPH) e "Map Guide" (AUTODESK) adotaram como solução a alternativa (b), transmissão de dados no formato vetorial. Os respectivos "plug-ins" podem ser obtidos a partir da webpage do fabricante. Descrição adicional destes produtos pode ser obtida em (GeoMedia) e (Map Guide). A equipe de desenvolvimento do INPE optou pela alternativa (C), que baseia-se no uso de uma descrição dos dados em um formato aberto (ASCII), acoplado a um INPE - 3
4 programa na linguagem Java, que é executado pelo cliente. Para uma descrição do formato, veja-se Uma aplicação essencialmente dinâmica, para a qual o uso da tecnologia Java vem se mostrando muito adequada, é o monitoramento de queimadas na Amazônia, acessível através da página Neste caso, os mapas de queimadas são atualizados diariamente, a partir de imagens de satélite Bibliotecas Digitais Introdução O crescimento exponencial da Internet, e a massificação de dados tem provocado um crescimento no número de acervos de dados disponíveis na rede na forma de Bibliotecas Digitais (DLs). Dados espaciais são componentes fundamentais na comunicação entre indivíduos e organizações. As DLs provém acesso e troca de informações via uma rede de computadores. Entre os requisitos básicos para a implantação de uma biblioteca digital geográfica podemos citar: Utilização de tecnologia amplamente disponível (HTML/HTTP/CGI/JAVA); Facilidade de implantação. Fator principal para o crescimento do uso da Internet. Qualquer um pode acessar um página e qualquer um pode criar uma página. O mesmo deve ocorrer para implantar as DLs; Interatividade. A natureza e o volume dos dados geográficos exigem formas interativas de acesso. Atuais aplicações possuem baixa capacidade de interação frustando os usuários. Integração de dados obtidos em múltiplas fontes; Facilidade de integração ou acoplamento a GIS existentes Natureza dos Dados Geográficos As informações espaciais são geralmente modeladas utilizando-se os conceitos de campos e objetos vistos no capítulo 2. Um campo é uma função matemática que representa a distribuição espacial contínua de um atributo geográfico. Exemplos destes tipos de informações são mapa de solos, altimetria, imagem de satélite, e outros. Objetos correspondem a entidades individualizáveis do mundo real possuindo localização geográfica definida, múltiplas representações gráficas e atributos descritivos. Exemplos de objetos geográficos são estradas, rios, fazendas, municípios, e outros. Um mapa de objetos é um conjunto de representações gráficas na forma de pontos, linhas, e polígonos. 4 BANCO DE DADOS GEOGRÁFICO
5 Apresentação dos Dados Uma biblioteca digital deve permitir a visualização dos dados geográficos. Exemplos de visualização de campos: gráfico sobre o domínio da função na forma de imagem, fatiamento (particionamento) ou isolinhas. Fatiamento (Choropleth) Isolinhas Imagem No caso de objetos geográficos, a visualização é feita representando os objetos como regiões, linhas ou pontos. Prefeitura Via Dutra SaoJosedosCampos ( hab.) INPE - 5
6 Janela de Visualização de Mapas Um dos componentes de um DL é a presença de uma janela de visualização de dados. Esta janela de apresentação deve: Possibilitar a apresentação de imagens e mapas vetoriais; Permitir a visualização de textos e símbolos; Recursos de zoom e vôo; Permitir seleção de objetos por apontamento; Mostrar coordenadas geográficas. DPedroII Policlin Central Janela de Apresentação de Atributos Além da visualização dos dados, uma DLs dever permitir a visualização dos atributos dos objetos geográficos: Apresentação de atributos convencionais na forma de tabelas; Janela de visualização móvel (scrolled bars); Múltiplas tabelas; Omissão de campos; Seleção de registros; Hiper-links (URL); Interação com o mapa visualizado, ou seja realce elementos da tela de visualização e da tabela em sincronismo. 6 BANCO DE DADOS GEOGRÁFICO
7 Janelas de Seleção de Dados Além da visualização gráfica e dos atributos, uma DL deve permitir a seleção das informações. O conteúdo da base de dados (metadado) pode estar disponível ao usuário na forma de listas ou elementos em árvores hierarquicamente organizados. INPE - 7
8 Exemplo de Aplicação Programa de Monitoramento, Prevenção e Controle de de Incêndios Florestais na Amazônia ( Desde Julho de 1998 o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE do Ministério da Ciência e Tecnologia e o Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis- IBAMA do Ministério do Meio Ambiente, Recursos Hídricos e Amazônia Legal, estão disponibilizando um sistema para detecção, monitoramento e controle de queimadas e incêndios florestais na região do Arco do Desflorestamento da Amazônia. Diariamente imagens do satélite NOAA 12 e 14 são recebidas e processadas pela Divisão de Satélites Ambientais (DSA) do INPE, que extrai os focos de calor e suas respectivas coordenadas geográficas. Os dados dos focos de calor são incorporados a informações pluviométricas e climatológicas, produzidas pelo Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) do INPE. Este conjunto de dados diários são manipilados em um Sistema de Informações Geográficas (SIG) onde já existe uma base de dados integrada por mapas de vegetação, divisão política municipal e estadual, rede hidrográfica, malha rodoviária e mosaico de imagens do satélite LandSat TM, constituindo um grande banco de dados geográficos. O SIG utilizado é o SPRING - Sistema de Processamento Informações Georeferenciadas, desenvolvido pela Divisão de Procesamento de Imagens (DPI) do INPE. Como resultado do trabalho, diariamente são produzidos mapas contendo os focos de calor imageados em três horários distintos (aproximadamente 03hrs, 06hrs e 19hs), associados a outras informações como: estado, município e vegetação atingida pelo foco, precipitação acumulada nos últimos 10 dias, quantidade de dias sem ocorrência de chuva na região, verificação de focos nos dias anteriores etc. A disponibilização das informações produzidas diariamente, são feitas através da Internet, utilizando-se do SPRING WEB também desenvolvido pela DPI/INPE. O SPRING WEB é um aplicativo escrito em Java que permite a visualização e análise de dados geográficos armazenados em um servidor remoto. A transferência dos dados é realizada pela Internet e a sua visualização é feita por um navegador (browser), sem a necessidade de programas específicos. 8 BANCO DE DADOS GEOGRÁFICO