Imagem em PDF

UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE – UNESC
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO
RAFAEL PIAZZA
O SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA, COMO FERRAMENTA
PARA MONITORAMENTO DA CULTURA DE ARROZ NA REGIÃO SUL
DE SANTA CATARINA
CRICIÚMA, OUTUBRO DE 2005
RAFAEL PIAZZA
O SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA, COMO FERRAMENTA
PARA MONITORAMENTO DA CULTURA DE ARROZ NA REGIÃO SUL
DE SANTA CATARINA
Projeto de pesquisa apresentado à Diretoria de PósGraduação da Universidade do Extremo Sul
Catarinense – UNESC, para obtenção do título de
especialista em MBA e Banco de Dados.
Orientador: Profº. M.Sc. Paracelso de Oliveira Caldas.
CRICIÚMA, OUTUBRO DE 2005
RAFAEL PIAZZA
O SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA, COMO FERRAMENTA
PARA MONITORAMENTO DA CULTURA DE ARROZ NA REGIÃO SUL
DE SANTA CATARINA
Projeto de pesquisa apresentado à Diretoria de PósGraduação da Universidade do Extremo Sul
Catarinense – UNESC, para obtenção do título de
especialista em MBA e Banco de Dados.
Criciúma, 26 de outubro de 2005.
___________________________________________
Orientador: Profº. M.Sc. Paracelso de Oliveira Caldas.
Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC
RESUMO
A cultura de arroz é uma das principais fontes de recursos na economia do Extremo
Sul Catarinense. A situação atual em que se encontram muitas regiões de cultura
arrozeira, são: o desmatamento, a extração de água fluvial, entre outras, sendo que
para isto não são observados os mínimos cuidados com o Meio Ambiente, além de
não serem realizados controles efetivos da produção. Para resolver esses problemas
foi criado um Sistema de Informação Geográfica (SIG). O benefício imediato do uso
do SIG no gerenciamento dos recursos é baseado em: ganho de produtividade, redução
de custos e execução de tarefas que proporcionam maior qualidade e agilidade. Com
as informações gravadas no banco de dados e a visualização nos mapas, a ferramenta
possibilita o cruzamento das informações geográficas com as descritivas, ou seja,
informação acerca das fases do plantio, bem como localização das terras, distâncias
dos mananciais de água, fornecendo uma vasta estrutura de relatórios e consultas
necessários a rizicultura como: controle de pragas, previsão de tempo, entre outras
necessidades oriundos de agriculturas arrozeiras. As informações geradas fornecem
uma base da situação em que vivem os agricultores e a sociedade, referente aos
recursos naturais explorados.
Palavras-chave: Arroz, Banco de dados, Sistema de Informação Georgrafico (SIG).
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Representação de uma Entidade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Figura 2 – Representação dos Atributos de uma Entidade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Figura 3 – Representação de um Relacionamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Figura 4 – Cardinalidade Um-Para-Um. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Figura 5 – Cardinalidade Um-Para-Vários. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Figura 6 – Cardinalidade Vários-Para-Vários. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Figura 7 – Representação do Diagrama de Caso de Uso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Figura 8 – Representação de uma Classe para o diagrama de Classe. . . . . . . . . . . . . . 52
Figura 9 – Representação da Generalização para os Diagramas da UML. . . . . . . . . . . 53
Figura 10 – Representação da Associação para os Diagramas da UML. . . . . . . . . . . . 54
Figura 11 – Representação da Agregação para os Diagramas da UML. . . . . . . . . . . . . 54
Figura 12 – Representação do Diagrama de Estado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Figura 13 – Representação do Diagrama de Seqüência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Figura 14 – Representação do Diagrama de Colaboração. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Figura 15 – Representação do Diagrama de Atividade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Figura 16 – Representação das Classes Geográficas para o Geo-Campo. . . . . . . . . . 63
Figura 17 – Representação das Classes Geográficas para o Geo-Objeto. . . . . . . . . . . 64
Figura 18 – Caso de Uso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Figura 19 – Diagrama de Classes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Figura 20 – Apresenta a inclusão do Produtor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Figura 21 – Incluir Informações Geográficas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Figura 22 – Representação de terras do produtor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Figura 23 – Cadastro de Hidrografia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Figura 24 – Cadastro de Produtor... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...82
Figura 25 – Cadastro de Terras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Figura 26 – Cadastro de Pontos de Coleta de água......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 09
1.1 Objetivo geral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2 Objetivos específicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.3 Justificativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2 ARROZ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1 Arroz no Sul do Brasil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2 Arroz em Santa Catarina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3 Importância social e econômica do arroz irrigado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.4 O processo de cultivo do arroz irrigado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.5 A importância e uso da água em arroz irrigado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.6 O cultivo do arroz irrigado e os problemas ambientais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3 BANCO DE DADOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.1 Sistemas de Gerenciamento de Bancos de Dados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1.1 Visão dos dados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1.2 Modelos de dados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2 Modelo Entidade-Relacionamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.3 Normalização. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.4 Banco de dados relacional. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.5 SQL – Structured Query Language (Linguagem de Consulta Estruturada). . . . . . 35
4 SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRAFICO – SIG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.1 Fontes de dados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.2 Estrutura de Representação de Dados Espaciais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.2.1 Estrutura Raster. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.2.2 Estrutura Vetorial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.3 O uso do Sistema de Informação Geográfica na agricultura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
5 UML – LINGUAGEM UNIFICADA DE MODELAGEM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5.1 Diagrama caso de uso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5.2 Diagrama de classes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
5.3 Diagrama de Objetos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.4 Diagrama de Estado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.5 Diagrama de Seqüência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.6 Diagrama de Colaboração. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.7 Diagrama de Atividade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.8 Diagrama de Componente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.9 Diagrama de Execução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.10 Modelo GEO-OMT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.10.1 Geo-Campo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.10.2 Geo-Objeto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.10.3 Relacionamentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6 TRABALHOS CORRELATOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.1 Gás natural encanado (Dutos). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.2 Recursos naturais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.3 Área urbana. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
6.4 Rizicultura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
7 DESENVOLVIMENTO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
7.1 Diagrama de caso de uso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
7.2 Diagrama de Classes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
7.3 Diagrama de Atividade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
7.4 Sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
CONSIDERAÇÕES FINAIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
REFERÊNCIAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
APÊNDICE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
9
1 INTRODUÇÃO
As novas tecnologias transformam o dia-a-dia das empresas, e essas
precisam estar atentas às novas informações, sob pena de não acompanharem a
competitividade.
Atualmente, uma das grandes preocupações das empresas e organizações
refere-se aos gastos e aos cumprimentos de normas, sendo mais significativos os
gastos provenientes da produção. Pensando dessa forma, as empresas precisam
rever novas formas de produção para diminuir custos e aumentar os lucros.
Portanto, várias decisões precisam ser tomadas para se alcançar esses
objetivos, envolvendo, assim, um número considerável de informações, análises,
cálculos, elementos necessários para a geração de estimativas e metas oportunizando
um possível investimento em pesquisa.
O estudo ora apresentado diz respeito a contrução de um Sistema de
Informação Geográfica (SIG), que usa duas metodologias diferentes em uma única
abordagem: a primeira, e mais importante, refere-se aos dados armazenados, e a
outra um sistema de informação que analisa e processa os resultados. Existem
diversas formas de caracterizar os SIGs, para cada tipo de definição são priorizados
aspectos diferentes, que refletem, as muitas formas de visões dessa tecnologia e
apontam para uma perspectiva interdisciplinar de sua utilização.
Vários são os casos de sucesso obtidos nos diversos campos de
utlilização de SIG’s. Agricultores utilizam SIG’s para diminuir custos, obtendo
informações adequadas para melhor manejo das terras, aumentando, assim, o
número de grãos colhidos e com maior qualidade.
10
No sul do Estado de Santa Catarina, a cultura de arroz ganhou nos
últimos anos força, impulsionada pelo preço e pelas facilidades de cultivo. Devido a
isso, outras culturas enfraqueceram na região, como: o feijão, o fumo e o milho.
Assim, os agricultores produziram cada vez mais, e com isso, as áreas de plantio se
multiplicaram desordenadamente e sem controle. Resultando, por conseguinte, em
perdas e danos. Maior prejudicado o meio ambiente, que vem perdendo parte vital
de sua vegetação, ano após ano, cedendo espaço para as áreas de cultivo de arroz
por meio do desmatamento e do preparo das terras com a terraplenagem.
A água é fator indispensável para a produção do arroz, é ela que participa
desde o processo de preparo da terra, plantio, germinação, adubação até o controle
de pragas. Portanto, é preciso analisar com mais variáveis a influência da água para
o cultivo do arroz. Entre os pontos mais importantes podem ser abordados:
ƒ
A origem da água utilizada;
ƒ
A forma de obtenção dessa água;
ƒ
A quantidade de agrotóxicos usados na água;
ƒ
O destino da água após o seu uso.
As questões levantadas acima, dão um destaque para entender a situação
encontrada na região.
Os Sistemas de Informação Geográfica surgem como ferramenta para monitorar
a área, sob a forma de mapas digitais. E, sua abrangência vai muito além, pois ao mesmo
tempo podemos arquivar informações alfanuméricas, obtendo uma maior profundidade no
estudo e no levantamento do problema, e como também,
projetando um possível
entendimento da real situação. O benefício imediato do uso do SIG no gerenciamento dos
recursos são baseados em: ganho de produtividade, redução de custos e na execução de
tarefas que proporcionam maior qualidade e agilidade.
11
O propósito deste trabalho é desenvolver uma ferramenta que permita
otimizar e racionalizar o planejamento, viabilizar novos investimentos e atualizar a
maneira de administrar os recursos naturais. O modelo de SIG proposto, faz uso das
informações sobre solo, vegetação, hidrografia e produtores de arroz, da região. Com as
informações gravadas no banco de dados, a ferramenta possibilitará o cruzamento
das informações geográficas com as descritivas, ou seja, informação acerca das
fases do plantio, bem como localização das terras, distâncias dos mananciais de
água, fornecendo uma vasta estrutura de relatórios e consultas. As informações
geradas fornecem uma base real da situação em que vivem os agricultorese a
sociedade, referente aos recursos naturais explorados. Tal estudo será um ponto de
investigação sobre todas as influências diretas e indiretas na plantação, viabilizando
o crescimento da Região Sul de Santa Catarina.
1.1 Objetivo geral
Desenvolver um Sistema de Informação Geográfica – SIG para a cultura
de arroz irrigado, na Região Sul de Santa Catarina, com base na vegetação e
hidrográfia. Para atingir esse objetivo é necessário a obtenção de informações,
figuras e fotos digitais dos mapas da região, que serão armazenadas em uma base
de dados.
1.2 Objetivos específicos
ƒ
Construir o modelo do banco de dados geográfico;
ƒ
Construir um sistema de informação geográfica;
12
ƒ
Implementar relatórios para proporcionar a redução de custos para a produção da
safra;
ƒ
Criar ferramentas para controlar a distribuição e reaproveitamento da água para
as lavouras;
ƒ
Criar ferramentas para proporcionar o mapeamento de áreas de plantio de arroz
irrigado e pontos de coleta de água da região.
1.3 Justificativa
A tecnologia vem, sucessivamente sendo aplicada nas diversas atividades
da sociedade. Entre os últimos 15 a 20 anos, precenciou-se muitas cenas diferentes
das de hoje, por exemplo, na área da agricultura, a forma de plantio de arroz
enfrentou mudancas como: as máquinas começaram a substituir os animais;
surgiram novas formas de cultivo; houve aumento das áreas de plantio e de
produção; tais mudanças afetaram a vida e transformaram a paisagem da região.
Uma dessas modificações significativas no plantio do arroz foi a introdução da água,
desde a germinação até a colheita. Todas essas mudanças trouxeram desequilíbrio
à natureza, como: desmatamento, diminuição dos níveis de água dos rios, poluição
pelos agrotóxicos utilizados para controle de pragas.
O foco principal desse trabalho é proporcionar o mapeamento das áreas
de plantio de arroz irrigado e pontos de coleta de água da região. Nesse contexto,
faz-se necessário o desenvolvimento de um aplicação específica, um Sistema de
Informação Geográfica – SIG. O emprego da tecnologia nesse aspecto além, de
introduzir um grande avanço e inovação para processar essas informações, permite
gerar mapas digitais vinculados a um banco de dados de atributos.
13
Assim, pode-se afirmar que um Sistema de Informação Geográfico – SIG
possibilita também, a localização rápida dos prováveis indícios de pontos de coleta
de água, manejo dos agrotóxicos, desmatamentos ou ainda, estimar a produção e
classificar as áreas de plantio, além de, subsidiar o planejamento de ações
estratégicas, fornecendo à sociedade um estudo mais aprofundado da região.
Diante dessa visão, o Sistema se torna uma alternativa de apoio aos
produtores de arroz, ao governo e as organizações, para assim encontrarem formas
de manejo adequadas para as áreas de plantio, rios e vegetação. Cabe, portanto, a
todos empreender e inovar, lançando mão de novas tecnologias e ações, para
contribuir com o desenvolvimento qualitativo da ação do homem sobre o espaço
geográfico.
14
2 ARROZ
O consumo de arroz, nos últimos anos, apresentou um crescimento muito
elevado, em todos os continentes. E, mesmo com o volume mundial de produção em
ascensão, ele não é o suficiente para atender toda a demanda. Dados revelam que,
no mundo, o consumo médio é de 64 quilos/ano por pessoa, enquanto, apenas, no
Brasil esse número atinge os 74 quilos/ano. Ainda, nossa preferência é pelo arroz
tipo longo, o qual a oferta tem sido completada pelas importações.
Conforme, publicações feitas pela Embrapa, o sudeste da Ásia é apontado como
o precursor do arroz pelo mundo. As províncias de Bengala e Assam, Mianmar na Índia, têm
sido referidas como centros de origem dessa espécie. Duas formas silvestres são apontadas
na literatura como precursoras do arroz cultivado: a espécie Oryza rufipogon, procedente da
Ásia, originando a Oryza Sativa; e a Oryza barthii (Oryza breviligulata), derivada da África
Ocidental, dando origem à Oryza glaberrima. O gênero Oryza é o mais rico e importante da
tribo Oryzeae e engloba cerca de 23 espécies, dispersas espontaneamente nas regiões
tropicais da Ásia, África e Américas. A espécie Oryza Sativa é considerada polifilética,
resultante do cruzamento de formas espontâneas variadas.
O arroz foi, provavelmente, o principal alimento e a primeira planta cultivada na
Ásia. As mais antigas referências ao arroz são encontradas na literatura chinesa, há cerca de
5000 anos. O uso do arroz é muito antigo na Índia, sendo citado em todas as escrituras
hindus. Certas diferenças entre as formas de arroz cultivada na Índia e sua classificação em
grupos, de acordo com o ciclo, exigência hídrica e valor nutritivo, foram mencionados cerca
de 1000 a.C. Da Índia, essa cultura, provavelmente, estendeu-se à China e à Pérsia,
difundindo-se, mais tarde, para o sul e o leste, passando pelo Arquipélago Malaio e
15
alcançando a Indonésia, em torno de 1500 a.C. A cultura é muito antiga nas Filipinas, e, no
Japão foi introduzida pelos chineses cerca de 100 anos a.C. Até sua introdução pelos
árabes no Delta do Nilo, o arroz não era conhecido nos países do Mediterrâneo. Os
sarracenos levaram-no à Espanha e os espanhóis, por sua vez, à Itália. Os turcos,
introduziram esse cereal no sudeste da Europa, donde alcançou os Balçans. Na Europa, o
arroz começou a ser cultivado nos séculos VII e VIII, com a entrada dos árabes na
Península Ibérica. Foram, provavelmente, os portugueses que introduziram esse cereal na
África Ocidental, e os espanhóis, os responsáveis pela sua disseminação nas Américas.
Alguns autores apontam o Brasil como o primeiro país a cultivar o arroz no
continente americano. Era o "milho d'água" abati-uaupé)
(
que os tupis, muito antes de
conhecerem os portugueses, já colhiam nos alagados próximos ao litoral. Consta que
integrantes da expedição de Pedro Álvares Cabral, após uma peregrinação, de 5 Km, em
solo brasileiro, traziam consigo amostras de arroz, confirmando registros de Américo
Vespúcio que trazem referência a esse cereal em grandes áreas alagadas do Amazonas.
Em 1587, lavouras arrozeiras já ocupavam terras na Bahia e, por volta de 1745, no
Maranhão. Em 1766, a coroa portuguesa autorizou a instalação da primeira descascadora
de arroz no Brasil, na cidade do Rio de Janeiro. A prática de orizicultura no Brasil, de forma
organizada e racional, aconteceu em meados do século XVIII e até a metade do século
XIX, momento em que o país foi um grande expositor de arroz.
2.1 Arroz no Sul do Brasil
A imigração do povo italiano para a Região Sul do Brasil, 1877 a 1892,
encontrou condições favoráveis, deu-se início o cultivo do arroz. De forma especial em
Santa Catarina, quando em 1899, já exportava o produto para demais estados.
16
Os imigrantes cultivavam o arroz na água, momento em que a ocupação
das várzeas para a cultura de forma irrigada ocorreu em 1940, quando os canais
foram abertos de forma braçal e todo o preparo das áreas era rústico,
proporcioanando uma irrigação irregular. O método convencional, com as taipas em
curvas de nível, marcado com aparelhos ou mangueiras d’água, surgiram em 1960.
O sistema de inundação ou por gravidade usado até 1981, se utilizava de
uma lâmina irregular da água, ocasionando prejuísos para a cultura e o
apareceimento de plantas daninhas. Ocorria nesse período duas grandes
preocupações: a má qualidade do arroz produzido, que para poder ser beneficiado
era, muitas vezes, misturado com arroz de outras partes da região; e, ainda, o
fornecimento de água feito por companhias particulares que exploravam mananciais
d’água, distribuindo-a nas lavouras, mediante pagamento de 10% da produção obtida.
Entretanto, essas companhias não contemplavam a manutenção e limpeza dos canais
acarretando em possíveis atrasos e o comprometimento da colheita.
Em 1980, segundo Salvaro (2004) 15,8% dos produtores de arroz da
Região Sul utilizavam sementes selecionadas, devido a falta de variedade e
qualidade dessas. A falta do arroz vermelho não incentivava o uso de sementes
melhores. Tudo isso, desencadeava em preço baixos do produto no mercado e
muitos agricultores abandonaram o cultivo do arroz. Com o programa de
aproveitamento de várzeas –PROVÀRZEAS –, em 1981 que empregou técnicas
corrigindo os problemas, a produção de arroz aumentou de 2500 – 3000 Kg/ha para
5000 – 5500 Kg/ha em 10 anos. Esse sistema foi criado no estado de Minas Gerais
em parceria com a cooperação técnica da Alemanha Ocidental (GZT).
Esse programa utilizava tecnologia onde a sistematização do terreno era
fundamental. O preparo da área e a semeadura era realizada em solo alagado,
17
diminuindo assim a ocorrência do arroz vermelho (Oryza Sativa). As sementes eram
pré germinadas e fiscalizadas, denominando as novas cultivares de “Modernas” , que
passaram a ter folhas eretas, propiciando melhor radiação solar. Ao contrário, do que
ocorria anteriormente, quando as cultivares eram de porte alto e folhas pendentes
sombreando as folhas inferiores, prejudicando a fotossíntese, e em conseqüencia, a
produtividade.
2.2 Arroz em Santa Catarina
Em Santa Catarina, o cultivo do arroz que prevalece é o irrigado, que se
subdivide no sistema tradicional – semeadura em solo seco para depois a irrigação –
e no sistema moderno – cultivo de sementes pré-germinadas em solo inundado.
Para Salvaro (2004) a produtividade catarinense é de 5659 Kg/ha, com a
estimativa de produção na safra de 1999-2000, de 820209 toneladas. A área de
arroz irrigado no Estado é 125.508 hectares, e participa com 33% da área plantada
no país.
De acordo com Gaidizinski (2001), os anos de 1976,1986 e 1996
representaram fases distintas de níveis tecnologicos para o cultivo do arroz na
Região Sul do Estado. Em 1976 iniciaram os trabalhos de pesquisa agropecuária;
em 1986, a sistematização das lavouras e a implementação de semeadura com
sementes pré-germinadas, em 1996 a produtividade média das lavouras fica entre
6000 e 7000 Kg/ha.
Em conseqüência aos avanços tecnológicos, municípios tiveram
crescimento econômico e os produtores de arroz aumentaram seu poder de
18
aquisição, organizando e estruturando o uso da água, armazenagem e na
comercialização.
De acordo com Salvaro (2004) cerca de 70% da produção de arroz irrigado, do
estado está na Região Sul de Santa Catarina. No vale do Rio do Peixe e no Planalto de
Canoinhas, Oeste do Estado, constam os plantios de arroz de sequeiro.
2.3 Importância social e econômica do arroz irrigado
Segundo, dados do Congresso Sul-Brasileiro de Arroz Irrigado (2003), a
cultura do arroz irrigado tem grande importância social e econômica para os Estados
do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Na safra 2002/03, mais de um milhão e
noventa mil hectares foram cultivados nos dois estados, envolvendo cerca de 25 mil
famílias de agricultores. Nessa safra, a produção de arroz foi superior a 45,708
milhões de toneladas e o valor bruto da produção estimada em 3,9 bilhões de reais.
O desempenho da lavoura está associado ao desenvolvimento de tecnologias de
produção pela pesquisa agropecuária, repassadas aos produtores pela assistência técnica.
Entre as tecnologias desenvolvidas destacam-se os novos cultivos, o manejo adequado de
plantas daninhas e pragas, uso de adubação e a melhoria nos sistemas de cultivo utilizado.
Merece destaque também, o dedicado trabalho dos produtores que conseguem
extrair o máximo de produção.
2.4 O processo de cultivo do arroz irrigado
A época para o plantio do arroz na Região Sul de Santa Catarina ocorre nos
meses de outubro e novembro. No cultivo de arroz, a preparação do solo é a primeira etapa.
19
Nesta etapa ocorre a eliminação de plantas daninhas, a incorporação de resíduos
da cultura anterior, para serem convertidos em nutrientes e a formatação de uma camada
para receber as sementes, permitindo uma germinação rápida e uniforme. No preparo do
solo, primeiro, ocorre o “afrouxamento” da camada supeficial para formação do lameiro, logo
após, realiza-se o renivelamentro e alisamento.
O solo precisa conter os minerais necessários para que ocorra uma boa
cultura do arroz. Mas, na ausência desses, a adubação química repõe a carência.
Para o arroz irrigado os principais nutrientes são:
ƒ
Cálcio (Ca) e Magnésio (Mg) – necessários para a floração, polinização, fertilização
e formação de grãos;
ƒ
Fósfato (F) – responde pela formação do grão;
ƒ
Potássio (K) – responsável pela resistênsia ao acamamento, ao tombamento da
planata às doenças e às pragas;
ƒ
Nitrogênio (N) – estimula o crescimentro das folhas, do caule e das raízes,
aumenta o nº de folhas, o tamanho e o peso do grão.
Ainda, constam Silício (Si), Enxofre (S) e Ferro (Fe), que associados
aos nutrientes já citados contribuem para uma alta produtividade e qualidade do
produto.
A adubação química ocorre antes da semeadura. Apenas a adubação
nitrogenada deve ser feita na cobertura, a lanço em uma lâmina de água de tempo
inferior a 72 horas, e em caso de rebaixamento, terá que ser reposta.
A semeadura é feita a lanço manual, ou por máquinas, numa lâmina de
água de 5 a 10 cm, permanecendo assim por três a cinco dias. Após, drena-se a
área. À medida que as plantas se desenvolvem o nível de água é de 10 a 15 cm,
mantendo-se assim 10 a 20 dias.
20
A cultura do arroz, assim como em outras, exige do agricultor cuidados,
persistência e disciplina. A colheita é realizada nos meses de março, abril e maio,
através de máquinas colheitadeiras e encaminhada às indústrias de beneficiamento
da região.
O cultivo desse cereal sofre também com as plantas invasoras: o arroz
vermelho (Oryzia Sativa), Cominho (Fimbristylis Miliacea), aguapé (Heteranthera
reniformes).
O uso de produtos químicos é adotado pelos agricultores para o controle
das doenças, pragas e ervas daninhas nas culturas de arroz.
2.5 A importância e uso da água em arroz irrigado
Segundo, dados, também, do Congresso Sul-Brasileiro de Arroz Irrigado
(2003), a água é um insumo primordial para o cultivo do arroz irrigado, tanto no
sistema pré-germinado como em sistemas que contemplam a semeadura em solo
seco. Sua importância está relacionada: ao seu uso para o preparo do solo no
sistema pré-germinado; ao suprimento da necessidade de água da planta de arroz;
ao controle das plantas daninhas, doenças e de alguns insetos-praga; e ao aumento
da disponibilidade de nutrientes.
A água utilizada nas lavouras é oriunda de rios, riachos, lagoas, barragens
e de açudes, sendo conduzida para as lavouras por gravidade ou por bombeamento,
de maneira eficiente para que não ocorra erosão e com perdas mínimas por
evaporação e infiltração. Estudos realizados pela Epagri (Empresa de Pesquisa
Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina S.A.), IRGA (Instituto
Riograndense de Arroz) e Universidade Federal de Santa Maria, mostram que o uso
21
da água nas lavouras é de, aproximadamente, 8 mil metros cúbicos por hectare,
considerando todo o período de cultivo, que é de 4 a 5 meses, desde o preparo
inicial do solo no sistema pré-germinado até a colheita. Desse valor, deve ser
descontada a precipitação pluvial que corresponde de 20 a 40% daquele total.
Ainda, segundo o Congresso Sul-Brasileiro de Arroz Irrigado (2003), a
manutenção da água na lavoura após a semeadura do arroz reduz: o uso de água
pela cultura; as perdas de solo e de nutrientes; e a infestação de plantas daninhas,
especialmente do arroz-vermelho. O perfeito nivelamento da área é condição
indispensável para realizar esse manejo de irrigação. Essa prática deve ser
executada com cuidado nas áreas sujeitas a ventos, pois pode acarretar amontoa de
sementes após a semeadura no sistema pré-germinado. Nos demais sistemas de
cultivo, a irrigação deve iniciar o mais cedo possível e a lâmina de água ser mantida
baixa. A manutenção da lâmina de água na lavoura por um período mínimo de 30
dias após a aplicação de agrotóxicos é de fundamental importância para minimizar
os riscos de contaminação dos mananciais hídricos. Durante esse período, o
produtor deve manter as saídas de água fechadas e efetuar apenas a reposição para
a manutenção da lâmina de água.
2.6 O cultivo do arroz irrigado e os problemas ambientais
São vários os problemas ambientais causados pela cultura do arroz.
Podemos citar a compactação e erosão de sedimentos e a poluição por agrotóxicos.
A compactação do solo contribui com o progresso erosivo, pois nos dias
de cheias, a água não consegue penetrar, levando a camada compactada e as
substâncias nutritivas do solo, empobrecendo-o. No lameiro, o mau manejo d’água
22
acarreta na sedimentação dos sólidos, assoriando rios, canais e açudes
comprometendo a água para vários fins de uso.
O carreamento de sedimentos, associados à falta de mata ciliar,
observada em muitos locais ao longo dos principais rios agravam os problemas de
degradação das bacias hidrográficas.
A poluição por agrotóxicos, revela que 100% das áreas cultivadas com
arroz irrigado utilizam agrotóxicos, especialmente os herbicidas. E são aplicados
antes da semeadura e depois da germinação tanto o arroz como das plantas
daninhas, através de pulverizadores ou em lâmina de água, prática também
conhecida por benzedura.
Uma vez aplicados, esses agrotóxicos se depositarão nas plantas,
podendo ser absorvidos pela cutícula foliar, ou permanecendo na superfície,
comprometendo seriamente a saúde dos consumidores.
As principais vias de dispersão dos agrotóxicos, no ambiente, são a
volatilização e os fluxos de água. Durante a aplicação do produto ou depois
de depositados na folha, os agrotóxicos podem se volatizar, contaminando o
ar.
As correntes de ar podem transportar praguicidas, em forma de
densas nuvens a distâncias e essas nuvens, formadas por finas partículas de
aerossol, podem ser trazidas novamente ao solo pela chuva ou neve.
A persistência de um agrotóxico no solo, corresponde à velocidade
de degradação do produto ao longo do tempo da natureza química do
produto, do tipo de solo e das condições meteorológicas, principalmente da
temperatura e da umidade. Os inseticidas clorados orgânicos permanencem
no solo por longos períodos, que variam de alguns anos a alguns decênios.
23
O aumento da temperatura do solo acelera a degradação dos praguicidas,
principalmente por volatização e por decomposição química e bacteriológica. Por sua
vez os solos argilosos e com muita matéria orgânica tendem a reter resíduos por
maios tempo.
As repetidas aplicações de pesticidas têm desenvolvido resistências
genéticas em diferentes espécies de pragas; levando ao aumento das dosagens dos
agrotóxicos aplicados. Entretanto, se as pragas têm ficado mais resistentes, o
mesmo não acontece com outras espécies inofencivas às culturas, como os
mamíferos, aves e peixes, que se vêem ameaçados de extinção.
Os resíduos dos herbicidas podem ainda passar para as criações de
animais, contaminando a carne, o leite e os diversos produtos alimentícios, deles
derivados. E nesse sentido podemos analisar a questão ambiental, como uma
questão sanitária, uma vez que os efeitos produzidos pela atuação do homem na
natureza recaem sobre ele próprio. Acarretando, portanto, problemas de saúde, que
podem se manifestar deposi de anos. Câncer, lesões hepáticas e renais, máformação congênita, alterações do sistema imunológico, são alguns dos efeitos
decorrentes do uso desequilibrados dos agrotóxicos.
24
3 BANCO DE DADOS
Nos últimos anos a maior atenção da sociedade tem sido para as
informações geradas por ela. Informações que, por longo período, foram descartadas
ou arquivadas sem maiores cuidados. Um exemplo, são os arquivos em papel, que
com o passar do tempo eram esquecidos ou extraviados. No decorrer desse tempo,
o desenvolvimento ascendente da tecnologia proporcionou a criação de bancos de
dados, que é uma forma de arquivar e recuperar informações com velocidade e
segurança.
Na década de 70, surgiram os sistemas de gerência de banco de dados
com o intuito de facilitar a sua manipulação e programação. Mas, na época os custos
de toda tecnologia eram muito altos e para sua operacionalização, requeria
especialistas. Nesse mesmo período investimentos foram feitos em pesquisas que
resultaram na criação de SGBD’s relacionais.
Na década de 80, o preço razoável do Hardware/Software fez com que
SGBD’s relacionais tomassem conta do mercado mundial. Atualmente, os
desenvolvimentos de sistemas de informação são baseados exclusivamente em
SGBD’s relacionais. Houve, pois um maior aprofundamento nas técnicas para
construção de projetos de banco de dados, que inicialmente eram feitos por alguns
especialistas com técnicas empíricas. Hoje a técnica é feita com auxílio de softwares
denominadas de Ferramentas Case.
Em termos gerais, um banco de dados pode ser entendido como um
instrumento ordenado de dados. As tabelas poderão estar ordenadas em: ordem
numérica, alfabética, cronológica, ou outras. Conforme Microsoft Press (1993), um
25
banco de dados é “qualquer conjunto de dados com grande volume de informações”.
Aquela fonte esclarece ainda que, o termo inglês “data base” também é traduzido
como banco de dados, embora apresente significado diferente. Em termos gerais
seria, também, “qualquer conjunto de dados,” porém, em âmbito mais específico
significaria um arquivo ou tabela formado por uma série de registros, cada qual
subdividido em colunas de determinados tipos.
Os bancos de dados juntamente com um elenco de operações facilitam a
pesquisa, a classificação, a reorganização de dados e outras atividades similares.
Em termos de utilização de meios digitais, podem ser entendidos como um conjunto
de tabelas interrelacionadas, com capacidade de controle e manipulação dos dados
ali armazenados. A utilização destes em grande escala tornoram os sistemas de
bancos de dados robustos.
O sistema de bancos de dados é um sistema computacional que serve
para arquivamento de linhas e colunas em seqüências de dados, e poderão ser
acessados e manipulados mediante rotinas de controle e segurança previamente
estabelecidas. Em termos conceituais, a denominação de “sistema de banco de
dados” em geral, se confunde com a denominação “banco de dados”, uma vez que
atualmente na imensa maioria dos casos, a manipulação de dados não pode
prescindir de um sistema de controle.
3.1 Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados
Segundo Korth e Silberschatz (1994), um Sistema Gerenciador de Banco
de Dados (SGBD) é constituído por um conjunto de dados associados a um conjunto
de programas para acesso a esses dados. Eles definem ainda que, o objetivo do
26
Sistema Gerenciador de Banco Dados (SGBD) é proporcionar um ambiente tanto
conveniente quanto eficiente para recuperação e armazenamento das informações.
Os sistemas computadorizados de informações têm evoluído para uma abrangência
cada vez maior, aumentando em consequência o grau de complexidade para sua
construção e manutenção. Inicialmente, as aplicações eram feitas para um universo
limitado ao âmbito de um departamento ou de um grupo de usuários. Dessa forma,
cada empresa possuía diversos sistemas, que levava a ocorrência de duplicidade
dos dados. A grande dificuldade era em administrar as informações fragmentadas
em seus diversos sistemas como em consultas ou atualização de dados por vários
usuários. Assim, um dos principais objetivos do sistema de gerenciamento de banco
de dados é permitir a independência entre dados e programas aplicativos. O sistema
gerenciador de banco de dados é responsável pela leitura dos comandos da linguagem
de consulta, sua análise e execução, se colocando entre os dados e o usuário.
3.1.1 Visão dos dados
O banco de dados proporciona aos usuários uma visão abstrata dos
dados, ele esconde detalhes de como e onde estão esses dados armazenados. Para
isso, o banco de dados utiliza três níveis:
ƒ
Nível Físico – Apresenta detalhes dos dados armazenados e suas estruturas.
Nível mais baixo de banco de dados, detalhamento completo dos dados e os
caminhos de acesso.
ƒ
Nível Lógico – Apresenta a estrutura de todo o banco de dados e esconde os
detalhes das estruturas de armazenamento físico do banco. Esse nível dá mais
ênfase na descrição de entidades, tipos de dados, relacionamentos de operações
27
de usuários e restrições. Representa o modelo de dados de mais alto nível ou
modelo de dados de implementação.
ƒ
Nível de Visão – Apresenta os dados para os usuários de diversas formas sem
alterar seus valores. Representa o modelo de dados de mais alto nível ou modelo
de dados de implementação.
3.1.2 Modelos de dados
Modelo de banco de dados é a forma de organizar os dados e de estruturar
fisicamente as informações. Segundo Korth e Silberschatz (1994), são um conjunto de
ferramentas conceituadas, usadas para descrição de dados, relacionamento entre
eles, sua semântica e regras de consistência. Os modelos se classificam em três grupos:
ƒ
Modelo lógico com base em objetos – São pertencentes ao nível lógico e de visão,
caracterizados pelos recursos de estruturação e viabilidade das restrições dos dados.
ƒ
Modelo lógico com base em registros – São pertencentes ao nível lógico e de
visão caracterizados para especificar a estrutura lógica do banco de dados ou
implementar uma descrição de alto nível.
ƒ
Modelo físico de dados – São pertencentes ao nível físico caracterizados para
descrever os dados do banco.
3.2 Modelo Entidade-Relacionamento
Numa analogia entre banco de dados e uma casa, pode-se concluir que
ambos possuem uma fase de projeto para estruturar as regras e os limites. No caso
de Banco de Dados esse projeto é formado pela modelagem do mundo real ou pelas
28
regras de negócios que se deseja informatizar, essa modelagem é conhecida como
Modelo Entidade-Relacionamentro (E-R). Segundo Korth e Silberschatz (1994), o
modelo Entidade-Relacionamento tem por base a percepção de que o mundo real é
formado por um conjunto de objetos chamados Entidades e pelo conjunto dos
relacionamentos entre esses objetos. São Elementos do Modelo EntidadeRelacionamento:
Entidade – descreve os objetos do mundo real que armazena
informações no banco de dados. Uma Entidade pode ser concreta, como uma caneta
ou uma pessoa, ou abstrata, como um conceito ou uma sensação. Para um banco
de dados de uma escola, por exemplo, são entidades: Funcionários, Diciplinas,
Alunos, etc. Cada Entidade representa objetos com as mesmas características.
Portanto, um banco de dados compreende uma coleção de conjuntos de Entidades
do mesmo tipo. O símbolo usado para representar uma Entidade é o retângulo como
mostrado na figura 1, com o nome da entidade descrita no seu interior.
Representação:
Funcionários
Figura 1 – Representação de uma Entidade
Atributos – são características que identificam as entidades. Uma
entidade é representada por uma conjunto de atributos. Cada atributo de uma
entidade é associado a um domínio de valores que podem ser formados por um
conjunto de números, cadeia de caracteres ou qualquer outro tipo de valores.
29
Os atributos são divididos em tipos: Simples – não possui qualquer
característica especial; Composto – o seu conteúdo é formado por itens menores;
Multivalorado – o seu conteúdo pode ser formado por mais de uma informação; e
Determinante – é aquele que define, univocamente, as instâncias de uma entidade,
ou seja, é único para as instâncias de uma entidade.
Na figura 2, temos como exemplo a representação de um atributo simples,
feita apenas pelo seu nome ligado à entidade por uma linha reta.
Funcionários
Nome
Figura 2 – Representação dos Atributos de uma Entidade
Relacionamento – é o conjunto de associações entre entidades. No
modelo Entidade-Relacionamento além do relacionamento normal, pode ser
encontrados os seguintes tipos: Dois Relacionamentos – uma entidade pode ter mais
de um relacionamento com outra Entidade; Relacionamento Ternário – alguns
relacionamentos precisam ligar três entidades; Auto-relacionamento – uma Entidade
pode se relacionar com ela mesma; Entidade Dependente – uma Entidade pode ter
sua existência vinculada à existência de outra entidade; Relacionamento É-Um
(Generalização/Especialização) – ocorre quando uma Entidade com seus atributos
engloba Entidades especializadas com seus atributos específicos, e Agregação – é
utilizada quando necessitamos relacionar não uma Entidade a outra, mas sim um
relacionamento a uma Entidade. Na figura 3 é mostrado o losango, a representação
do relacionamento.
30
Representação:
Pertence
Figura 3 – Representação de um Relacionamento
Cardinalidade de Relacionamento – serve para definir o número máximo
de ocorrências em um relacionamento. Segundo Harrington (1993), há três tipos de
relacionamentos básicos que podem ser encontradas na modelagem de um banco
de dados, são eles:
Um-Para-Um – para duas instâncias de duas entidades (A e B) chamadas
Ai e Bi, existe um relacionamento de um-para-um, se Ai não estiver relacionada com
nenhuma instância de e B ou uma instância de entidade A. Ou seja, é quando uma
Entidade de A se relaciona com uma Entidade de B. Na Figura 4 é mostrada a
representação da cardinalidade Um-Para-Um.
Representação:
A
B
1
1
2
2
3
3
Figura 4 – Cardinalidade Um-Para-Um
31
Um-Para-Vários – para instâncias de duas entidades (A e B), existe
um relacionamento de um-para muitos entre duas instâncias (Ai e Bi) se Ai
estiver relacionada com zero, uma ou mais instâncias da entidade B e Bi está
relacionada com zero ou uma instância da entidade de A. Ou seja, é quando
cada Entidade de A pode se relacionar com uma ou mais Entidades de B. Na
Figura 5 é mostrada a representação da cardinalidade Um-Para-Vários.
Representação:
A
1
2
3
B
1
2
3
4
5
6
Figura 5 – Cardinalidade Um-Para-Vários
Vários-Para-Vários – um relacionamento de muitos-para-muitos
existe entre as entidades A e B se para duas instâncias dessa entidade (Ai e
Bi), Ai estão relacionadas com zero, uma ou mais instâncias da entidade B e
Bi estar relacionado com zero, uma ou mais instâncias de A. Ou seja, é
quando vários (N) Entidades de A se relacionam com vários (M) Entidades de
B. Na Figura 6 é mostrada a representação da cardinalidade Vários-ParaVários.
32
Representação:
A
B
1
1
2
3
2
3
4
5
6
Figura 6 – Cardinalidade Vários-Para-Vários
3.3 Normalização
No modelo relacional, algumas regras de organização das tabelas devem
ser seguidas, para que a estrutura desse modelo seja simples e para que o gerenciamento
seja além de simples, eficiente e seguro. Por meio das tabelas minimizam-se as perdas
e a repetição de informações. As regras são chamadas de Formas Normais.
ƒ
Primeira Forma Normal – uma tabela está na primeira forma normal se estiver
no domínio de seus atributos, isto é, na interseção de uma linha com uma coluna
só existem valores atômicos. Tomemos como exemplo, a entidade Aluno que
possui o domínio Endereço com subdomínios Cidade, Rua, Número. Para
normalizar é necessário separar os subdomínios em domínios.
ƒ
Segunda Forma Normal – uma tabela está na segunda forma normal se ela
estiver na primeira forma normal e se cada coluna não-chave depender
totalmente da coluna chave. No exemplo da entidade Estoque o telefone do
depósito depende somente do depósito. Para isso se faz-se necessário a
separação em uma nova entidade.
33
ƒ
Terceira Forma Normal – uma tabela está na terceira forma normal se ela
estiver na segunda forma normal, e se nenhuma coluna não chave depender de
outra coluna não chave.
ƒ
Forma Normal de Boyce-Codd – supõe-se um modelo em que, na tabela Nota
Fiscal, tem a seguinte definição: duas chaves candidatas compostas, levando em
consideração que dois produtos não podem ter a mesma descrição e que a
tabela armazena os itens das notas fiscais. A terceira forma normal diz que não
se pode ter um atributo não-chave que dependa de outra coluna que não a
chave. Nesse exemplo, há um atributo (Descrição), que faz parte de uma chave
(Candidata), que depende de outro atributo (Código-Produto), que faz parte de
outra chave candidata. A forma normal de Boyce-Codd prevê esta situação: uma
tabela que possui duas chaves compostas (têm mais de uma coluna), que se
superpõem (têm pelo menos uma coluna em comum).
ƒ
Quarta Forma Normal – uma tabela está na quarta forma normal se ela estiver
na terceira e se não contiver mais de um fato multivalorado sobre a Entidade que
ela descreve.
ƒ
Quinta Forma Normal – uma tabela está na quinta forma normal se
estiver na quarta forma normal e se, seu conteúdo não puder ser
reconstruído por meio de tabelas menores com chaves diferentes, isto é, a
partir de tipos de registro que tenham uma quantidade menor de campos
do que a do registro original. Por exemplo, a tabela Nota Fiscal armazena
o número da nota, o código do vendedor, o código do produto e o código
do fornecedor. Sempre que um campo puder ser encontrado por meio de
outras relações, ele não deve ser incluído, pois isso implica redundâcia de
dados.
34
3.4 Banco de dados relacional
Trata-se de uma coleção ordenada de tabelas ou arquivos que
representam objetos, suas propriedades e as relações entre esses objetos. Num
banco de dados relacional, as tabelas possuem linhas, cada linha tem uma série de
colunas (também chamada “campo” ou "valor do atributo"), cada coluna possui um
nome (também chamado de "nome do campo" ou "atributo"). Para se identificar cada
linha dentro das tabelas ou estabelecer relação entre tabelas o banco utiliza o
conceito de Chave.
Chave Primária – é uma coluna ou um conjunto de colunas cujos, valores
sejam únicos e que façam distinção das demais linhas da tabela.
Chave Estrangeira – é uma coluna ou um conjunto de colunas, cujos
valores estejam presentes em outra tabela, onde sua coluna seja chave primária.
Essa chave implementa o relacionamento do banco de dados.
Chave Alternativa – é uma coluna ou um conjunto de colunas, cujos
valores podem servir para distinguir uma linha das demais. Depois de determinar
as chaves primárias na tabela, as demais colunas podem servir de chave
alternativa.
Os bancos de dados relacionais têm ganho grande popularidade por
simular de modo muito parecido a forma como se trabalharia com os dados em meio
analógico. Dessa maneira, sendo de mais fácil assimilação e utilização. Permitem
ainda, a seus projetistas a utilização de teorias de conjuntos, já conhecidas e bem
consolidadas.
Conforme Microsoft (1993), os bancos de dados relacionais utilizam a
comparação de valores de duas tabelas para associar as informações que elas
35
contêm. A maioria dos softwares de banco de dados possui características
relacionais.
Tabelas – num banco de dados relacional, cada tabela contém um
conjunto de informações acerca de um tipo de objeto ou entidade. Cada entidade
individual é representada por uma linha e seus atributos correspondem a colunas.
Assim, na construção de um modelo relacional, é necessário identificar as entidades,
seus atributos e determinar a relação entre eles.
Entidades – correspondem as linhas nas tabelas. Sob essa denominação,
no trabalho com bancos de dados se consideram pessoas, lugares ou objetos. Esses
atributos estarão armazenados numa tabela ou num conjunto de tabelas interrelacionadas. Normalmente, a estrutura das tabelas está baseada nas propriedades
das entidades.
Atributos – são as colunas nas tabelas. Após a identificação das
entidades, deve ser verificado que atributos ou informações são necessárias a
respeito de cada entidade. Eventualmente, é interessante a elaboração de uma
relação com todos os atributos e suas possibilidades de organização em forma de
tabela. Deve-se pensar em atributos que serão realmente necessários, pois sempre
será possível a inclusão de novos atributos, a partir de necessidades detectadas na
prática.
3.5 SQL – Structured Query Language (Linguagem de Consulta Estruturada)
Quando os Bancos de Dados Relacionais estavam sendo desenvolvidos,
foram criadas várias linguagens destinadas à sua manipulação. O Departamento de
Pesquisas da IBM desenvolveu a SQL como forma de interface para o sistema de
36
Banco de Dados relacional denominado SYSTEM R, no início dos anos 70. Em
1986, o American National Standard Institute (ANSI), publicou um padrão SQL, e ele
se estabeleceu como linguagem padrão de Banco de Dados Relacional.
A SQL apresenta uma série de comandos que permitem a definição dos
dados, chamada de DDL (Data Definition Language – Linguagem de Definição de
Dados), composta entre outros, pelos comandos Create, que é destinado à criação
do Banco de Dados, das tabelas que o compõe, além das relações existentes entre
as tabelas. Como exemplo da classe DDL, temos os comandos Create, Alter, Drop e
Rename.
Os comandos da série DML (Data Manipulation Language – Linguagem
de Manipulação de Dados), são destinados a consultas, inserções, exclusões e
alterações em um ou mais registros, de uma ou mais tabelas de maneira simultânea.
Como exemplo de comandos da classe DML, temos os comandos Select, Insert,
Update, Delete, Commit e Rollback.
Uma subclasse de comandos DML, é a DCL (Data Control Language –
Linguagem de Controle de Dados), que dispõe de comandos de controle como
Grant, Revoke e Lock.
A Linguagem SQL tem como grande virtude a sua capacidade de
gerenciar índices, sem a necessidade de controle individualizado de índice corrente,
algo muito comum nas linguagens de manipulação de dados do tipo registro a
registro. Outra característica, muito importante, disponível em SQL é sua capacidade
de construção de visões, que são formas de visualizar os dados, como listagens
independentes das tabelas e organização lógica dados.
Outra característica interessante na linguagem SQL, é a capacidade que
ela possui de cancelar uma série de atualizações ou de gravá-las, depois de iniciar
37
uma seqüência de atualizações. Os comandos Commit e Rollback são responsáveis
por essas facilidades.
Deve-se notar que a linguagem SQL consegue implementar essas
soluções, somente pelo fato de estar baseada em Banco de Dados, que garantem
por si mesmos a integridade das relações existentes entre as tabelas e seus índices.
38
4 SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICO – SIG
Mapas e posições geográficas, fazem referência ao nosso planeta. A
História nos mostra que os antigos colonizadores navegavam meses pelo mar, à
procura de novas terras. E que, para poderem se localizar buscavam sua posição
pelas estrelas. Anos se passaram, e a partir daí surgiram as cartas náuticas que
contribuíram muito para os navegadores traçarem as rotas de suas navegações.
Atualmente, os mapas passaram por inúmeras transformações, as quais
os levaram para o mundo digital, essas mudanças possibilitram a criação de uma
ferramenta capaz de associar os dados descritivos de um banco de dados com as
posições referenciadas nos mapas. Essa nova tecnologia adotou o nome de SIG –
Sistema de Informação Geográfico.
O marco no desenvolvimento dos Sistemas de Informação Geográficas é
relacionado às década de 40 e 50, quando foram criados equipamentos e métodos
para automação de determinados processos de análise espacial. O primeiro SIG
implementado, foi no Canadá em 1964 e impulsionou nas décadas posteriores os
avanços em equipamentos e softwares. Ao mesmo tempo, os novos equipamentos
sofreram redução em seus custos, tornando os SIGs, tecnologias de rápida difusão e
aceitação. Existem, atualmente, milhares de sistemas em funcionamento em todo o
mundo.
Nos anos 80, surgiu o primeiro sistema comercial. Já o grande
desenvolvimento na área de captura, armazenamento e manipulação da informação
geográfica, se caracterizou nos anos 90: pelo avanço da tecnologia Orientado a
Objeto-OO; pela disseminação da captura de imagens de satélites; pela integração
39
de base de dados heterogêneas; e pela possibilidade de disponibilizar o dado
espacial via internet. Esse mercado, foi caracterizado pela ampla aplicação no setor
privado. Nos EUA a propagação foi bastante intensa, visto que o governo americano
já se preocupava com o desenvolvimento da representação digital das redes de
estradas e zonas censitárias desde 1972, o que foi fundamental para o crescimento
dessa tecnologia. No Brasil, a dificuldade com as bases de dados é o principal fator
que inibe a ampla utilização da ferramenta.
Segundo Teixeira (1993), para entender o que é um Sistema de
Informação Geográfico, é necessário conhecer os conceitos básicos empregados
pela comunidade tecnológica. Na visão de sistema, é um conjunto de elementos
conectados ou relacionados formando um arranjo de entidades. Esse arranjo
constitui uma unidade com características próprias e subordinadas a processos de
transformações conhecidos. As entidades são os elementos ou objetos tomados
como unidades para a coleta dos dados.
Os dados relacionam-se com os atributos, que caracterizam e fornecem
significados à unidade estudada. Por exemplo, pode-se tomar um lugar como
entidade, e as suas características de solo, relevo e uso da terra como alguns de
seus atributos. Os dados disponíveis sobre os atributos representam a riqueza
informativa. O número de atributos mensurados fornecem a base para melhor
caraterização da área, através do cruzamento das informações. Como o sistema
básico, inclui fases de entrada de dados, transformação e saída de informações,
pode-se prever a inclusão de novas entidades, aumentando a grandeza da área
estudada, bem como, a inclusão de dados sobre novos atributos, que vão sendo
considerados importantes. Deve-se ainda definir os termos dados e informação,
pois, seu uso indiscriminado pode provocar algumas confusões. Dado é um símbolo
40
utilizado para a representação de fatos, conceitos ou instruções em forma
convencional ou preestabelecida e apropriada para a comunicação, interpretação ou
processamento por meios humanos ou automáticos, mas, que não tem significado
próprio. A informação é definida como, o significado que o ser humano atribui aos
dados, utilizando-se de processos preestabelecidos para sua interpretação.
Concluindo, pode-se dizer que, os dados são um conjunto de valores, numéricos ou
não, sem significado próprio, e que informação é o conjunto de dados que possuem
significado para determinado uso ou aplicação.
Assim, um Sistema de Informações Geográficas utiliza uma base de
dados computadorizada que contém informação espacial, sobre a qual atuam um
conjunto de operações algébricas, booleanas e geométricas. Baseia-se numa
tecnologia de armazenamento, análise e tratamento de dados espaciais, nãoespaciais e temporais e na geração de informações correlatas. Em um contexto mais
amplo, os SIGs incluem-se no ambiente tecnológico que se convencionou chamar de
geoprocessamento, cuja área de atuação envolve a coleta e tratamento da
informação espacial, assim como o desenvolvimento de novos sistemas e
aplicações. A tecnologia ligada ao geoprocessamento envolve equipamentos
(hardwares) e programas (softwares) com diversos níveis de sofisticação destinados
à implementação de sistemas com fins didáticos, de pesquisa acadêmica ou
aplicações profissionais e científicas nos mais diversos ramos das geociências.
Devido ao rápido desenvolvimento de novas tecnologias para coletar e
digitalizar dados espaciais e ao grande aumento da demanda para processar e
analisar esses dados, foram implementados sistemas dedicados chamados Sistemas
de Informação Geográfica (SIGs). Os SIGs são sistemas computacionais capazes de
capturar, armazenar, consultar, manipular, analisar e imprimir dados referenciados
41
espacialmente em relação a superfície da Terra (MAG 91). Segundo Rigaux et al
(2002), os SIGs são sistemas que tratam computacionalmente dados espaciais
através das funcionalidades:
ƒ
entrada e validação de dados espaciais;
ƒ
armazenamento e gerenciamento desses dados;
ƒ
saída e apresentação visual desses dados;
ƒ
transformação de dados espaciais;
ƒ
interação com o usuário;
ƒ
combinação de dados espaciais para criar novas representações do espaço
geográfico;
ƒ
ferramentas para análise espacial.
Ao longo dos anos, os SIGs foram implementados seguindo diferentes
arquiteturas. Tais arquiteturas são distintas, principalmente, na maneira e nos
recursos utilizados para armazenar e recuperar dados espaciais. Essas arquiteturas
evoluíram de forma a deixar, cada vez mais, a responsabilidade de gerenciamento
dos dados para os Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados (SGBDs).
4.1 Fontes de dados
Segundo Teixeira (1993), os dados podem ser originados de diversas
fontes (mapas, levantamento de campo com auxílio do GPS, imagens de satélites,
fotos aéreas e mapas reproduzidos por mesas digitalizadoras) para uso em SIGs, as
quais se classificam em primárias e secundárias. Os dados das fontes primárias
envolvem os levantamentos feitos direto no campo ou pelo sensoriamento remoto.
Os dados das fontes secundárias envolvem mapas e estatísticas que derivam das
42
fontes primárias. Na fase de desenvolvimento a fonte de dados deve ser
definida de acordo com a sua abrangência espacial, detalhamento, custos,
possibilidade de padronização e confiabilidade (referente à precisão). O
levantamento de dados por meio das pesquisas de campo exige constantes
viagens e a utilização de equipamentos apropriados, conforme o fenômeno
que está sendo pesquisado e o tipo de informação que se deseja. Pode-se
coletar amostras de solo, de sedimentos superficiais e de águas. Pode-se
realizar medições sobre distâncias, áreas e efetuar mapeamentos sobre o uso
do solo. As entrevistas possibilitam coletar informações sobre os aspectos
sociais e econômicos da população. Essas pesquisas servem também para
verificar e fornecer guias para a interpretação de fotos aéreas e imagens de
sensoriamento remoto.
O uso das fotos aéreas e de outras imagens de sensoriamento
remoto auxiliam em muito a coleta de dados. O GPS (Global Position System
– Sistema de Posicionamento Global) baseado numa rede de satélites,
permite a realização de trabalhos de campo com alto grau de acurácia e com
registro digital direto. O GPS, está disponível para o controle geodésico de
superfície. Essa tecnologia desenvolvida pelo departamento de defesa
americano, transmite sinais dos satélites que podem ser decodificados por
receptores para determinar posições na superfície terrestre com grande
precisão. O GPS pode medir posições com um fator de erro decimétrico.
Os dados gráficos e os atributos podem ser convertidos para a base
de dados SIG, e a descrição de cada ponto deverá ser introduzida na base de
dados, relacionando o símbolo gráfico utilizado com os seus respectivos
atributos para representar os objetos coletados.
43
4.2 Estrutura de Representação de Dados Espaciais
A
organização
do
espaço
quadridimensional
obedece
estruturas
diversificadas, podendo ser classificadas em geométricas e não-geométricas (utilizam
dados que incluem atributos como nome, população, atividade econômica etc). As
estruturas geométricas descrevem diversos atributos de um elemento, como sua posição
e suas relações de vizinhanças ou de conexão com outros elementos (topologia).
As estruturas geométricas podem ser subdivididas em raster e vetoriais. A
diferença básica entre as duas reside no modelo de espaço adotado em cada uma. A
estrutura vetorial considera o espaço geográfico contínuo, seguindo postulados da
Geometria euclidiana, enquanto a estrutura raster divide o espaço em elementos
discretos.
4.2.1 Estrutura Raster
A partição do espaço na estrutura raster é obtida através de uma malha
com linhas verticais e horizontais espaçadas regularmente, formando células. Tais
células também chamadas de pixel ou quadrículas, geralmente possuem dimensões
verticais e horizontais iguais, que definem a resolução da malha, ou seja, a área
abrangida no terreno por cada quadrícula. Isto eqüivale a dizer que ocorre um
processo de generalização onde os vários elementos que podem construir uma
quadrícula deixam de ser individualizados. A relação espacial entre quadrícula é
implícita, função das coordenadas da malha, pois, devido a sua forma regular, dada
a linha e a coluna que localizam um elemento, pode-se efetuar análises simples
como vizinhanças, distância, etc.
44
Para exemplificar uma estrutura raster, pode-se considerar uma base de
dados referente a um município onde estão armazenadas informações como uso da
terra, tipos de solo, de relevo, de precipitação, de temperaturas, etc. Cada tema pode
assumir várias classes que são codificadas através de números ou símbolos. Cada
quadrícula mantém sempre a mesma localização espacial, e os seus atributos são
consignados de acordo com o plano estudado.
4.2.2 Estrutura Vetorial
A representação vetorial de um elemento é uma tentativa de reproduzi-lo o
mais exatamente possível. Assume-se o espaço como contínuo, o que permite que
todas as posições, distâncias e áreas sejam definidas com um grau de precisão
muito maior. Os métodos vetoriais assumem que as coordenadas dos pontos são
matematicamente exatas.
Além disso, usam relações implícitas, permitindo que dados complexos
sejam armazenados em menos espaço no computador. Em forma vetorial qualquer
elemento pode ser reduzido a três formas básicas: pontos, linhas, áreas ou
polígonos.
Elementos pontuais: os elementos pontuais abrangem todas as
entidades geográficas que podem ser perfeitamente posicionadas por um único par
de coordenadas x, y. Estabelecem a sua localização no espaço, considerado como
superfície plana. Entretanto, além das coordenadas, outros dados (não gráficos)
devem ser arquivados para indicar de que tipo de ponto se está tratando.
Linhas: os elementos lineares são, na verdade, um conjunto de pelo
menos dois pontos. Além das coordenadas dos pontos que compõem a linha, deve-
45
se armazenar informação que indique de que tipo de linha se está tratando, ou seja,
a que atributo ela está associada.
Redes: as linhas não trazem nenhuma informação a respeito das
ligações. O conhecimento de como ocorrem tais ligações pode ser de fundamental
importância, como no caso do estudo da rede de drenagem. Para estruturar uma
rede de linhas que possa ser reconstruída pelo computador, devem ser usados
apontadores dentro da estrutura de dados. Esses elementos baseiam-se no uso de
pontos a que damos o nome de nós.
Além de apontadores para as cadeias formadas pelas linhas, os nós
trazem ligados a si informações sobre o ângulo de confluência, mostrando o modo
em que cada linha se liga a ele. Dessa forma, a topologia de rede fica totalmente
definida. Cabe ressaltar a importância da topologia na concepção de um SIG. A
topologia define a localização dos fenômenos geográficos, um em relação aos
outros, não requerendo necessariamente o uso do conceito de coordenadas, mas
considerando apenas a sua posição no arranjo da rede.
Polígonos: áreas ou polígonos podem ser representados de várias
maneiras em formato vetorial. O objetivo da estrutura poligonal é descrever as
propriedades topológicas de áreas como por exemplo, a forma, vizinhança,
hierarquia, etc, de tal maneira que, os atributos associados aos elementos possam
ser manipulados da mesma forma em que um mapa temático analógico.
Na representação por polígonos, cada elemento tem área e perímetro
padronizados, igual para todas as unidades elementares (quadrículas). Para análise
dos dados, faz-se necessário armazenar informações referentes aos elementos
vizinhos, da mesma forma que na estrutura de redes devam ser definidas as ligações
entre as linhas.
46
4.3 O uso do Sistema de Informação Geográfica na agricultura
A utilização do SIG para simular, modelar e resolver problemas ligados à
agricultura, já é uma prática cada vez mais comum em nível acadêmico. Muitos
trabalhos objetivam a aplicação, em SIG, de modelos ligados ao meio ambiente e da
conservação de solos. É o caso do modelo GLEAMS (Groundwater Loading Effects
of Agricultural Management Systems), utilizado por Fraisse et al (1994) para analisar,
em um SIG, sistemas de manejo em fazendas de gado leiteiro com alto grau de
confinamento. Outro trabalho, realizado por Bacellar (1994), utilizou a USLE
(Universal Soil Loss Equation) e a MUSLE (Modified USLE) para analisar o potencial
de erosão na microbacia do Ribeirão Cachoeirinha, e determinar os pontos críticos
de perda de solo que causam assoreamento na represa que abastece o município de
Iracemápolis-SP. Poucos trabalhos têm sido direcionados para a solução de
problemas de gerenciamento e operacionalização em agroindústrias. No plano de
aplicação direta em empresas ligadas à agricultura, o SIG vem sendo utilizado
principalmente em empresas de reflorestamento e citricultura. Esse uso visa,
principalmente, a visualização de informações contidas em bancos de dados,
deixando de lado o grande potencial do SIG como uma ferramenta de apoio ao
planejamento. (ROCHA, 1995). O dia-a-dia das empresas requer consultas
específicas em termos de gerência e, com freqüência, o gerente não possui
formação em informática e muito menos em geoprocessamento, requisitos ideais
para se trabalhar com SIG. Platford (1990), que usou o SIG para gerenciamento em
indústria de cana-de-açúcar, concluiu que o sistema, apesar de poderoso, necessita
de pessoal especializado para operá-lo. Por outro lado, para ser utilizado como
ferramenta “amigável” de planejamento, os softwares SIG do mercado geralmente
47
necessitam de programas paralelos, específicos para cada aplicação, e que tenham
como objetivo facilitar e direcionar as consultas em nível de gerência. Esse é um
aspecto importante, uma vez que as necessidades variam conforme a empresa e,
dentro de uma mesma empresa de um usuário para outro.
48
5 UML – LINGUAGEM UNIFICADA DE MODELAGEM
As linguagens de modelagem orientadas a objetos surgiram entre a
metade da década de 1970 e o final da década de 1980. A quantidade de métodos
orientados a objetos aumentou de pouco mais de 10 para mais de 50, durante o
período de 1989 a 1994. Destacaram-se algumas linguagens como o Booch, o
OOSE (Object-Oriented Software Engineering) de Jacobson, e o OMT (Object
Modeling Technique) de Rumbaugh. Podemos ainda, citar outros métodos
importantes como Fusion, Shlaer-Mellor e Coad-Yourdon.
Todos os métodos eram completos, alguns se destacavam em algum
ponto, porém, tinham suas limitações. O método Booch destacava-se durante as
fases de projeto e construção de sistemas, o OOSE fornecia excelente suporte para
captura de requisitos, a análise e o projeto em alto nível, o OMT era mais útil com a
análise de informações e com o uso de dados.
Na metade da década de 90, Grady Booch (Rational Software
Corporation), Ivar Jacobson (Objectory) e James Rumbaugh (General Electrics),
criadores de métodos orientados a objetos, se uniram e com as melhores idéias,
partiram para a criação de uma linguagem unificada de modelagem.
Usando técnicas orientadas a objeto criariam uma linguagem que iria
desde o conceito até o sistema executável, não somente a sistemas complexos mas
também a sistemas menores, e também a outros problemas que não fossem
sistemas de informação, podendo ser utilizado por seres humanos e máquinas.
A criação da UML iniciou oficialmente em outubro de 1994, quando
Rumbaugh se juntou a Booch na Rational. O foco inicial do projeto era a unificação
49
dos métodos Booch e OMT. O esboço da versão 0.8 do Método Unificado foi lançado
em outubro de 1995. Mais ou menos na mesma época, Jacobson se associou à
Rational com a finalidade de incorporar o OOSE no escopo inicial da versão 0.8,
resultando o lançamento da versão 0.9 da UML em junho de 1996. A UML foi
oferecida para a OMG (Object Management Group) em janeiro de 1997, em resposta
à solicitação do próprio OMG de propostas para uma linguagem padrão de
modelagem. Entre janeiro a julho de 1997, o grupo original se expandiu, passando a
incluir virtualmente todos os participantes e colaboradores da resposta inicial ao
OMG, entre os quais se encontravam Andersen Consulting, Ericson, Object Time
Limited, Platinum Technology, Ptech, Reich Technologies, Softeam, Sterling
Software e Taskon. Um grupo foi formado, liderado por Cris Kobryn, da MCI
Systemhouse e administrado por Ed Eykholt, da Rational, com o propósito de
formalizar a especificação da UML e de integrar a linguagem a outros esforços de
padronização. A versão 1.1 foi entregue a OMG em julho de 1997. Em setembro do
mesmo ano, essa versão foi aceita pela ADTF (Analysis and Design Task Force) e
pelo Architecture Board do OMG e, posteriormente submetida a votação de todos os
membros da OMG. A versão 1.1 foi adotada pela OMG em 14 de novembro de 1997.
(BOOCH, 2000).
A manutenção da UML foi então assumida pela RTF (Revision Task
Force) do OMG, sob a responsabilidade de Cris Kobryn. A RTF lançou uma revisão
editorial, a UML 1.2., em junho de 1998. No final do mesmo ano, a RTF lançou a
UML 1.3.
A Linguagem de Modelagem Unificada – UML em até certo ponto, podese dizer que foi projetada para ajudar as pessoas a focarem as vantagens
provenientes do uso do paradigma orientado a objeto. UML é utilizada para
50
visualizar, especificar, construir e documentar artefatos de software. Para se
entender melhor, há uma breve descrição de cada contexto citado anteriormente:
ƒ
Visualizar – para muitos programadores, a distância entre pensar em uma
solução para um problema, e transformá-la em código é próxima de zero. Ele
mesmo cria a solução e ele mesmo a desenvolve. Ainda assim, ele de alguma
forma está modelando mentalmente o sistema que irá construir. Entretanto,
existem sérios problemas com essa abordagem. Primeiro, comunicar o modelo
criado mentalmente para outros desenvolvedores é uma tarefa cujo risco de
perda de informação durante a comunicação é alto. E segundo, o projeto em
questão é grande, e a equipe envolvida não se restringe a um ou dois
programadores. Tem-se então, sérias dificuldades na construção do sistema. Isso,
sem falar que nessa situação não existe documentação para o software, e, sua
manutenção no futuro traria dor de cabeça. Assim a UML provê uma notação comum
para o entendimento compartilhado sobre o software que se está construindo.
ƒ
Especificar – a UML permite a construção de modelos precisos, não ambíguos e
completos.
ƒ
Construir – os modelos construídos usando a UML podem ser conectados a
uma série de linguagens de programação permitindo uma tradução entre os
modelos construídos e o código. Esse mapeamento permite também, a
engenharia reversa na qual os modelos são gerados a partir do código fonte.
ƒ
Documentar – os modelos criados durante o desenvolvimento fazem parte da
documentação do software.
A UML é uma linguagem de modelagem, não é um método. Ou seja, ela
diz o que pode ser modelado, mas não, como. Os modelos servem para:
ƒ
possibilitar o entendimento do ambiente no qual o sistema irá operar;
51
ƒ
a comunicação entre as pessoas envolvidas em projetos;
ƒ
promover a melhor compreensão dos requisitos do projeto;
ƒ
promover a difusão desse conhecimento entre os envolvidos;
ƒ
avaliar diferentes soluções, através da modelagem da solução.
A UML possui dois grandes conjuntos de diagramas:
ƒ
Estrutural – modela aspectos estáticos do software focando, nas entidades e
seus relacionamentos. Os diagramas desse conjunto são: diagrama de classe,
objetos, componentes e implementação.
ƒ
Comportamental – modela aspectos dinâmicos do software focando, na maioria
das vezes, como as entidades que interagem para prover uma determinada
funcionalidade para o usuário. Os diagramas desse conjunto são: diagrama de
casos de uso, seqüência, colaboração, estado e atividades.
5.1 Diagrama caso de uso
É uma técnica usada para descrever e definir os requisitos funcionais de
um sistema. Segundo Larman (2000), um diagrama de caso de uso, ilustra um
conjunto de casos de uso para um sistema, os atores e a relação entre os atores e
os casos de uso. Na figura 7 pode ser visto representação de um caso de uso.
Os atores representam o papel de uma entidade externa ao sistema,
como um usuário, um hardware, ou outro sistema que interage com o sistema
modelado. Atores e caso de uso são classes. Um ator é conectado a um ou mais
casos de uso através de associações, e tanto atores quanto caso de uso podem
possuir relacionamentos de generalização que definem um comportamento comum
de herança em superclasses, especializadas em subclasses.
52
Figura 7 – Representação do Diagrama de Caso de Uso
5.2 Diagrama de classes
Um diagrama de classes descreve os “Tipos” de objetos do software e os
vários tipos de relacionamentos estáticos que existem entre eles. De todos os
diagramas da UML, esse é o diagrama mais utilizado. Sua representação é
apresentada na figura 8. O objetivo da construção de um diagrama de classes é a
identificação de quatro elementos: as entidades, seus atributos, suas operações e o
relacionamento entre elas.
Exemplo de uma Classe:
Figura 8 – Representação de uma Classe para o diagrama de Classe
53
O processo para criação de um modelo de classes pode ser dividido em
quatro etapas:
Classes – classes representam entidades do mundo real, ou seja, do
problema para o qual o software estiver sendo desenvolvido. Elas são uma descrição
de um conjunto de objetos, que compartilham os mesmos atributos, operações,
relacionamentos e semântica, e representam o principal bloco da construção de um
sistema.
Atributos – com as classes definidas, inicia-se o processo para especificar
quais são os atributos. Fazendo um paralelo com objeto do mundo real, atributos são
propriedades que caracterizam um objeto. Dessa forma, para se identificar os
atributos buscam-se características que descrevam sua classe correspondente.
Operações – fazendo paralelo com objetos do mundo real, operações são
ações que um objeto é capaz de efetuar. Dessa forma, para se identificar as operações
buscam-se ações que o objeto de uma classe é responsável por desempenhar.
Relacionamentos – identificam as ligações que as classes possuem
entre si. Para isso, citam-se os tipos de relacionamentos encontrados entre as
classes:
Generalização
–
relaciona
classes
generalizadas
com
suas
especializações. Denota relações “é um tipo de” onde, sub-classes são
especializações de superclasses e herdam seus atributos e operações. Exemplo
apresentado na figura 9.
Figura 9 – Representação da Generalização para os Diagramas da UML
54
Associação – representa uma relação estrutural entre duas classes
indicando como elas se comunicam. É representada por uma linha simples ligando
as duas classes e pode conter atributos como: nome, multiplicidade e
navegabilidade. O nome descreve a semântica do relacionamento; a multiplicidade
indica com quantos objetos de uma determinada classe eles podem se comunicar; a
navegabilidade especifica quem enxerga quem no relacionamento, ou seja, se um
objeto tem conhecimento da existência de outro. Exemplo apresentado na figura 10.
Figura 10 – Representação da Associação para os Diagramas da UML
Agregação – é uma associação que expressa a semântica “parte de”.
Neste tipo de relacionamento, tem-se uma classe representando o todo e outras
classes, suas partes. A agregação é representada por uma linha simples com um
losango sem preenchimento do lado do todo. Exemplo apresentado na figura 11.
Figura 11 – Representação da Agregação para os Diagramas da UML
Composição – é uma associação que expressa a semântica “parte de”
mais “fortemente”. Neste caso, se o todo for destruído, suas partes obrigatoriamente
55
também o serão. A composição é representada por uma linha simples com um
losango preenchido do lado do todo.
5.3 Diagrama de Objetos
É uma variação do diagrama de classes e utiliza quase a mesma
notação. A diferença é que o diagrama de objetos mostra os objetos que
foram instanciados das classes. O diagrama de objetos é como se fosse o
perfil do sistema em um certo momento de sua execução. A mesma notação
do diagrama de classes é utilizada com 2 exceções: os objetos são escritos
com seus nomes sublinhados, e todas as instâncias num relacionamento são
mostradas. Os diagramas de objetos não são tão importantes quanto os
diagramas de classes, mas eles são muito úteis para exemplificar diagramas
complexos de classes ajudando muito em sua compreensão.
5.4 Diagrama de Estado
Este diagrama mostra todos os estados possíveis que os objetos de
uma certa classe podem se encontrar e mostram também, quais são os
eventos do sistema que provocam tais mudanças. Os diagramas de estado
não são escritos para todas as classes de um sistema, mas, apenas para
aquelas que possuem um número definido de estados conhecidos e onde o
comportamento delas é afetado e modificado pelos diferentes estados.
Diagramas de estado possuem um ponto de início e vários pontos de
finalização. Exemplo apresentado na figura 12.
56
Figura 12 – Representação do Diagrama de Estado
5.5 Diagrama de Seqüência
Um diagrama de seqüência mostra a colaboração dinâmica entre os
vários objetos de um sistema. O mais importante aspecto desse diagrama é
que, a partir dele percebe-se a seqüência de mensagens enviadas entre os
objetos. Ele mostra a interação entre os objetos, alguma coisa que
acontecerá em um ponto específico da execução do sistema. O diagrama de
seqüência consiste em um número de objetos, mostrado em linhas verticais.
O decorrer do tempo é visualizado, observando-se o diagrama no sentido
vertical, de cima para baixo. As mensagens enviadas por cada objeto são
simbolizadas por setas entre os objetos que se relacionam. Diagramas de
seqüência possuem dois eixos: o eixo vertical que mostra o tempo e o eixo
horizontal, mostra os objetos envolvidos na seqüência de uma certa atividade.
Exemplo apresentado na figura 13.
57
Figura 13 – Representação do Diagrama de Seqüência
5.6 Diagrama de Colaboração
Um diagrama de colaboração mostra de maneira semelhante ao diagrama
de seqüência, a colaboração dinâmica entre os objetos. Normalmente, pode-se
escolher entre utilizar o diagrama de colaboração ou o diagrama de seqüência.
No diagrama de colaboração, além de mostrar a troca de mensagens
entre os objetos, percebem-se também os objetos com os seus relacionamentos. A
interação de mensagens é mostrada em ambos os diagramas. Se a ênfase do
diagrama for o decorrer do tempo, é melhor escolher o diagrama de seqüência, mas
se a ênfase for o contexto do sistema, é melhor dar prioridade ao diagrama de
colaboração. O diagrama de colaboração é desenhado como um diagrama de objeto,
onde os diversos objetos são mostrados juntamente com seus relacionamentos. As
setas de mensagens são desenhadas entre os objetos para mostrar o fluxo de
mensagens entre eles. Exemplo apresentado na figura 14.
58
Figura 14 – Representação do Diagrama de Colaboração
5.7 Diagrama de Atividade
Diagramas de atividades capturam ações e seus resultados. Segundo
Booch (2000), um diagrama de atividade é essencialmente um gráfico de fluxo,
mostrando o fluxo de controle de uma atividade para outra. Eles focam o trabalho
executado na implementação de uma operação (método), e suas atividades numa
instância de um objeto. O diagrama de atividade é uma variação do diagrama de
estado, e possui um propósito um pouco diferente do diagrama de estado, que é o
de capturar ações (trabalho e as atividades que serão executados) e seus resultados
em termos das mudanças de estados dos objetos. Os estados no diagrama de
atividade mudam para um próximo estágio quando uma ação é executada (sem ser
necessário especificar nenhum evento como no diagrama de estado). Outra
diferença entre o diagrama de atividade e o de estado é que podem ser colocadas
como "swimlanes". Uma “swimlane” é utilizada para particionar os estados de
atividades em grupos, ela pode ser dividida em raias separadas por linhas contínuas,
cada raia é encabeçada pelo nome da unidade organizacional, entidade ou objeto
59
responsável pelas ações e atividades. Cada ação ou atividade é localizada numa
única raia, mas uma transição pode atravessar várias raias. Ela é útil para modelar
fluxos de trabalho relativos a processos de negócio.
Um diagrama de atividade é uma maneira alternativa de se mostrar
interações, com a possibilidade de expressar como as ações são executadas, o que
elas fazem (mudanças dos estados dos objetos), quando elas são executadas
(seqüência das ações), e onde elas acontecem (swimlanes).
Um diagrama de atividade pode ser usado com diferentes propósitos,
inclusive:
ƒ
para capturar os trabalhos que serão executados quando uma operação é
disparada (ações). Este é o uso mais comum para o diagrama de atividade;
ƒ
para capturar o trabalho interno em um objeto;
ƒ
para mostrar como um grupo de ações relacionadas podem ser executadas, e
como elas vão afetar os objetos em torno delas;
ƒ
para mostrar como uma instância pode ser executada em termos de ações e objetos;
ƒ
para mostrar como um negócio funciona em termos de trabalhadores (atores),
fluxos de trabalho, organização e objetos (fatores físicos e intelectuais usados no
negócio).
O diagrama de atividade mostra o fluxo seqüencial das atividades, é
normalmente utilizado para demonstrar as atividades executadas por uma operação
específica do sistema. Consistem em estados de ação, que contêm a especificação
de uma atividade a ser desempenhada por uma operação do sistema. Decisões e
condições, como execução paralela, também podem ser mostradas no diagrama de
atividade. O diagrama também pode conter especificações de mensagens enviadas
e recebidas como partes de ações executadas.
60
Figura 15 – Representação do Diagrama de Atividade
5.8 Diagrama de Componente
O diagrama de componente e o de execução, são diagramas que
mostram o sistema por um lado funcional, expondo as relações entre seus
componentes e a organização de seus módulos durante sua execução. O diagrama
de componente descreve os componentes de software e suas dependências entre si,
representando a estrutura do código gerado. Os componentes são a implementação
na arquitetura física dos conceitos e da funcionalidade definidos na arquitetura lógica
(classes, objetos e seus relacionamentos).
5.9 Diagrama de Execução
O diagrama de execução mostra a arquitetura física do hardware e do
software no sistema. Pode mostrar os atuais computadores e periféricos, juntamente
com as conexões que eles estabelecem entre si, e pode mostrar também seus tipos
61
de conexões. Especificam-se também, os componentes executáveis e objetos que
são alocados para mostrar quais unidades de software são executados, e em qual
desses computadores são executados.
5.10 Modelo GEO-OMT
A proposta do modelo Geo-OMT é unificar as primitivas geográficas
desenvolvidas por diversos autores, além de introduzir novas primitivas buscando
suprir algumas deficiências na representação de dados espaciais. A idéia
fundamental ao se estender um modelo de dados é enriquecê-lo, de maneira a tornálo capaz de suportar novos conceitos de abstração. O modelo Geo-OMT está
baseado na modelagem de dados orientado a objetos, sendo uma extensão do
modelo OMT. A partir das primitivas do modelo OMT convencional, foram
adicionadas primitivas geográficas aumentando a capacidade semântica. Essas
primitivas, buscam aproximar o modelo espacial abstraído de um modelo de
representação a ser utilizado. As primitivas desenvolvidas para o modelo Geo-OMT,
permitem modelar a geometria e a topologia dos dados geográficos. Esse modelo
também, permite a diferenciação entre os atributos alfanuméricos e gráficos. As
principais características do modelo Geo-OMT são:
ƒ
Segue o paradigma de orientação a objetos e seus principais conceitos (Classe,
herança e objeto).
ƒ
Utiliza
representações
gráficas
que facilitam
a rápida
compreensão
e
identificação do mundo real.
ƒ
Permite diferenciar as representações gráficas (georeferenciadas) das classes
convencionais.
62
ƒ
Utiliza conceitos do modelo de campos e modelo de objetos em classes.
ƒ
Por ser extensão do modelo OMT, permite uma fácil visualização e
entendimento.
O modelo Geo-OMT possui, em sua estrutura, duas classes básicas,
georeferenciadas e convencionais. Com essas classes, são representados os três
grandes grupos de dados (contínuos, discretos e não-espaciais) encontrados nas
aplicações espaciais, o que proporciona uma visão integrada de todo o espaço
modelado. Uma classe georreferenciadas descreve um conjunto de objetos que
possuem representação espacial e está associada a entes do mundo real. Uma
classe convencional é um conjunto de objetos que não possuem representações
espaciais, mas possuem alguma relação com objetos espaciais.
Como no modelo Geo-OMT está baseado em orientação a objeto, as
classes georeferenciadas e convencionais as quais podem ser especializadas
usando conceitos de herança. As duas principais especializações das classes
georeferenciadas são as classes Geo-Campo e Geo-Objeto. As classes do tipo GeoCampo utilizam o conceito do modelo de campo, ou seja, os entes são
representados por objetos distribuídos continuamente, como tipo de solo, teor de
minerais, etc. Já as classes do tipo Geo-Objeto utilizam o conceito do modelo de
objeto, como, postes, rios, etc.
De acordo como o modelo Geo-OMT, as subclasses georeferenciadas possuem
representação gráfica simbólica, o que facilita a identificação do ente abstraído do mundo real
e reduz o número de classes que poderiam ser criadas.
A representação de uma classe georeferenciada é graficamente definida como
sendo um retângulo subdividido em quatro partes. A parte mais acima e à direita, contém o
nome da classe e a parte do lado esquerdo apresenta um símbolo representando a
63
forma gráfica da classe georeferenciada. Na segunda parte do retângulo, aparece a
lista de atributos gráficos. Já a terceira parte contém a lista dos atributos
alfanuméricos, (quando houver). E na última parte do retângulo, temos as operações.
5.10.1 Geo-Campo
Numa representação de um fenômeno geográfico sobre o espaço
contínuo (princípio do modelo de campo), cada ponto do espaço geográfico possui
um valor. Para cada valor que pretendemos representar, uma simbologia é adotada. O
modelo Geo-OMT possui cinco especializações da classe Geo-Campo: Isolinhas, Polígonos
Adjacentes, Tesselação, Amostragem e Rede Triangular Irregular. Representação na
Figura 16.
Rede Triangular Irregular
Amostragem
Isolinhas
Tesselação
Polígonos Adjacentes
Figura 16 – Representação das Classes Geográficas para o Geo-Campo
5.10.2 Geo-Objeto
O modelo Geo-OMT possui duas subclasses do tipo Geo-Objeto: GeoObjeto com Geometria e Geo-Objeto com Geometria e Topologia. Cada uma dessas
subclasses possui suas especializações.
64
Uma subclasse Geo-Objeto com Geometria representa objetos que
possuem apenas propriedades geométricas (ponto, linha e polígono). Uma subclasse
Geo-Objeto
com
geometria
e
topologia
possui
propriedades
geométricas,
propriedades topológicas e conectividade (nó, linha uni-direcionada e linha bidirecionada). Reprenstação na figura 17.
Linha
Linha Uni-direcionada
Ponto
Linha Bi-direcionada
Polígono
Nó
Figura 17 – Representação das Classes Geográficas para o Geo-Objeto
5.10.3 Relacionamentos
O modelo Geo-OMT propõe tipos de relacionamentos entre suas classes.
As principais relações espaciais entre as classes georeferenciadas são:
ƒ
Disjunto: quando não existe nenhum tipo de contato entre as classes relacionadas.
ƒ
Contém: a classe que contém deve ser do tipo Polígono (Geo-Objeto) ou
Polígonos Adjacentes (Geo-Campo).
ƒ
Dentro de: quando uma instância de uma classe qualquer está dentro (contida
na) em uma instância das classes do tipo Polígono ou Polígonos Adjacentes.
ƒ
Toca: existe um ponto em comum (x, y) entre as instâncias das classes
relacionadas.
65
ƒ
Cobre/Coberto por: a geometria das instâncias de uma classe envolve a
geometria das instâncias de outra classe. A classe que cobre é sempre do tipo
polígono (Geo-Objeto).
ƒ
Sobrepõe: duas instâncias de classes se sobrepõem quando há uma interseção
de fronteiras.
ƒ
Adjacentes: utilizado no sentido de vizinhança, ao lado.
ƒ
Perto de: utilizado no sentido de proximidade entre as instâncias das classes.
ƒ
Acima/Abaixo: utilizado quando as instâncias das classes relacionadas
estiverem em planos diferentes.
ƒ
Entre: quando uma instância está posicionada entre duas instâncias das classes.
ƒ
Coincide: utilizado no sentido de igual.
ƒ
Cruza: existe apenas um ponto P(x, y) comum entre as instâncias.
ƒ
Em frente a: utilizado para dar ênfase à posição de umas instâncias.
ƒ
À esquerda/à direita: utilizado para dar ênfase à lateralidade entre as instâncias.
66
6 TRABALHOS CORRELATOS
Num momento onde todo foco de desenvolvimento de sistemas está
voltado para internet como uma grande porta que se abre, surgem as ferramentas
para trabalhar e estudar o ambiente em que o homem vive. Para isso, faz-se
necessário um estudo interdisciplinar das matérias, como: Geografia, Informática,
Geometria, Agrimensura, entre outras. Muitas ferramentas desse porte denominadas
Sistemas de Informação Geográfico (SIG), já foram usadas ou estão sendo usadas
em desenvolvimento para diversas áreas da sociedade. A seguir descreve-se o uso
do Sistema de Informação Geográfico (SIG) em área afins. E por fim descreve-se a
estrutura do projeto em desenvolvimento.
6.1 Gás natural encanado (Dutos)
A PETROBRAS, nas duas últimas décadas, no que diz respeito aos
projetos de implantação de dutos, vem se utilizando vários processos que têm se
firmado como novas tecnologias nas áreas do planejamento, estudo, implantação e
monitoramento destes dutos. Para o aprimoramento do controle e do monitoramento
dos dutos, houve a implementação dos Sistemas de Informação Geográficas (SIG),
que atuam na associação de bases cartográficas aos bancos de dados alfanuméricos.
Basicamente, no caso dos dutos, um Sistema de Informações Geográficas
(SIG) é composto por uma base gráfica associada a um banco de dados
alfanumérico que contem o maior número de informações concernentes à faixa de
abrangência do duto de interesse.
67
Em relação, ao software que vem sendo utilizado para o gerenciamento
do SIG para a PETROBRAS é o ESRI/ArcView. Este software permite customizações
que agilizam o processo de pesquisa e consultas, bem como fornece respostas
rápidas e simples ao usuário. Este produto tem se apresentado versátil e dinâmico,
dando ao usuário condições de tomada de decisão com maior segurança e rapidez.
6.2 Recursos naturais
O manejo de áreas naturais especialmente protegidas como Unidades de
Conservação (UCs), objetivam a manutenção da diversidade biológica e dos bens e
serviços que elas proporcionam à sociedade.
Neste contexto é apresentada a base conceitual e estrutural, bem como
alguns usos potenciais, de um Banco de Dados (BD-JATAÍ) integrado a Sistemas de
Informações Geográficas (SIGs), elaborado para a Estação Ecológica de Jataí
(unidade administrada pelo Instituto Florestal/SP, município de Luiz Antônio, SP).
Esta ferramenta tem o intuito de auxiliar o planejamento das pesquisas
desenvolvidas no âmbito da UC e entorno imediato e solucionar conflitos, além de
servir para o monitoramento dos recursos naturais a ela associados, constituindo a
base para o manejo desta área no contexto de sua paisagem.
Na visualização espacial dos dados, o processamento e análise das
informações
georeferenciadas
permitem
a
integração,
o
cruzamento
e
a
sobreposição dos temas ambientais, bem como a retro-alimentação contínua entre
os Compartimentos, melhorando a qualidade das análises e dos resultados dos
projetos de pesquisa. Agilizam e asseguram o processo de gerenciamento do
sistema ambiental em questão, demonstrando ainda a contribuição do sistema, como
68
uma ferramenta essencial para análise da ecologia da paisagem da área e para a
formulação de propostas de zoneamento e planejamento da mesma.
6.3 Área urbana
Em 2001 a Prefeitura de Poços de Caldas desenvolveu um Sistema de
Informações Geográficas tendo em vista dispor de uma ferramenta que permitisse
otimizar e racionalizar o planejamento, possibilitar a coerência e continuidade à
gestão administrativa local, e viabilizar novos investimentos em levantamentos de
campo ou recadastramento de imóveis.
Este SIG estabeleceu um sistema referencial cartográfico para toda a
prefeitura apoiado na identificação, padronização e georeferenciamento dos elementos
espaciais básicos, tais como logradouros, loteamentos, bairros, quadras e lotes.
Finalmente com sua manutenção e operação, os registros dos imóveis
permaneceram atualizados, permitindo controlar e otimizar a cobrança de impostos
públicos e a geração de inscrições municipais e servindo como ferramenta de apoio
ao Sistema Cadastral do Município.
6.4 Rizicultura
Como mostrado acima o Sistema de Informação Geográfica (SIG)
abrange diversas áreas de estudo, e está se tornando uma ferramenta poderosa na
tomada de decisões. O desenvolvimento deste projeto tem como foco o
monitoramento, planejamento e controle do cultivo de arroz. O sistema tem como
base os resultados nas informações alfanuméricas e geográficas. As informações
69
alfanuméricas foram obtidas através de pesquisa de campo e as informações
geográficas foram obtidas nos devidos órgãos públicos. Para representar a pesquisa
de campo as informações colhidas são:
ƒ
dados cadastrais do produtor;
ƒ
área de plantio do produtor;
ƒ
pontos de coletas de água referente a área plantada.
Referente às informações Geográficas o sistema utiliza as seguintes
representações:
ƒ
mapas hidrográficos da região;
ƒ
mapas da vegetação da região.
Com as informações colhidas e armazenadas o sistema disponibiliza uma
variedade de relatórios e consultas como os citados a seguir:
ƒ
estabelecer novas áreas de plantio;
ƒ
identificar pontos de coleta de água;
ƒ
criação de mapas temáticos (áreas de proteção, áreas de plantio,
hidrografia);
ƒ
estimar produção.
Todas as ferramentas que fazem uso do Sistema de Informação
Geográfica (SIG) apresentadas acima tem seus pontos em comum. Todas
estabelecem o planejamento, o controle e o monitoramento como fontes para obter
respostas e auxiliar na tomada de descisão. Os aspectos que cada projeto abrange
tem suas particularidades que fazem com que cada SIG seja diferente uns dos
outros. Para isso cita-se os pontos divergentes deste projeto em relação aos
apresentados anteriormente. O Projeto visa estimar a produção de grãos, faz o
monitormento da Hidrografia e o levantamento de áreas mais produtivas.
70
Fornecendo informações até então inexistentes para o produtor rural. O projeto se
firma como ferramenta indispensável na tomada de desição no que se refere a
produção nesta área, a Rizicultura.
71
7 DESENVOLVIMENTO
Muitos sistemas são implantados com pouco planejamento e
grandes expectativas. Para a implementação de um sistema de mapeamento
digital em larga escala o processo é longo e complexo. Segundo Coleman et
al (1996) quanto maior for o número de requisitos a serem atendidos, maior
será o potencial de que o produto contenha ‘bugs’ (erros) e inconsistências,
pois os códigos podem estar incompletos ou contraditórios entre si.
Portanto, é necessário adotar uma abordagem sistemática para o processo
de aplicativos computacionais. Com a finalidade de facilitar a manutenção e
possibilitar alterações que melhorem a capacidade e desempenho do
aplicativo computacional, adotou-se a orientação a objeto como abordagem
para análise, projeto e implementação. Os resultados encontrados pela
análise permitiram identificar as funcionalidades necessárias, as quais serão
representadas com os diagramas da UML.
7.1 Diagrama de caso de uso
O diagrama de Caso de uso que foi utilizado para capturar o
comportamento do sistema. São mostrados na figura 18 os casos de uso
que foram identificados baseados nos objetivos e requisitos do projeto.
72
Cadastro
de
Produtor
Cadastra
Terra de
Plantio
Consulta
região do
produtor
Associa Terra
de Plantio no
Mapa
Consultas
Usuário
Relatórios
Importa
Informações
Geográficas
Exporta
Informações
Geográficas
Cadastra Ponto
de Coleta de
Água
Associa Pontos
de coleta de
Água no Mapa
Agente Externo
Figura 18 – Caso de Uso
Descrição do Caso de Uso
Nome do Caso de Uso: Cadastrar Produtor.
Descrição: Este caso de uso permite o cadastro (Inclusão) de produtor.
Ator Envolvido: Usuário.
Interação entre Ator e Sistema:
73
Usuário: O caso de uso é iniciado quando o usuário clica no botão Incluir da janela
de produtor Cadastrar Produtor.
Sistema: Sistema apresenta Janela com os campos Ref. ao Produtor.
Usuário: Usuário preenche os campos e clica no botão Gravar.
Sistema: Sistema verifica se os campos estão todos preenchidos e de acordo com o
domínio do atributo. Se houver problemas no preenchimento, o sistema exibe uma
mensagem de erro.
Sistema: Sistema Cadastra Produtor, caso o produtor já se encontre cadastrado,
será apresentada uma mensagem ‘Registro duplicado’, e retorna a janela de cadastro.
Nome do Caso de Uso: Fornece Informações Geográficas.
Descrição: Este caso de uso descreve a obtenção de Informações Geográficas
referentes a região.
Ator Envolvido: Usuário e Agente Externo.
Interação entre Ator e Sistema
Não existe interação.
Interação entre Ator e Agente Externo
Usuário: Solicita mapas sobre vegetação e hidrografia em mídia eletrônica da região
em estudo.
Agente Externo: Retorna as informações solicitadas.
Nome do Caso de Uso: Introduz Informações Geográficas.
Descrição: Este caso de uso descreve a inclusão das Informações Geográficas no
sistema.
Ator Envolvido: Usuário.
74
Interação entre Ator e Sistema
Usuário: No menu mapas ele aperta o botão localizar arquivo.
Sistema: Abre uma janela para pesquisar o arquivo de interesse.
Usuário: Seleciona o arquivo, e aperta o botão importar.
Sistema: O sistema grava o mapa.
Nome do Caso de Uso: Associa Terra de plantio no mapa.
Descrição: Este caso de uso descreve a identificação da terra de plantio em um
mapa adicionado no sistema.
Ator Envolvido: Usuário.
Interação entre Ator e Sistema
Usuário: Na janela de mapas ele aperta o botão ‘terras’ onde é selecionado um dos
mapas cadastrado para identificação das terras.
Sistema: Abre a imagem do mapa.
Usuário: Através do mouse ele determina a área na imagem do mapa.
Sistema: O sistema grava a seleção feita mapa.
7.2 Diagrama de Classes
O diagrama de classe mostrado na figura 19 abaixo descreve as classes,
seus atributos e relacionamentos. Esse diagrama foi elaborado de acordo com a
notação da UML. Existem notações específicas para diagramas de classes
geográficas como descrito no trabalho, porém optou-se pelo diagrama de classe
mais comum, por ter uma nomenclatura limpa e de fácil compreensão não
requerendo muita experiência.
75
PESSOA
HIDROGRAFIA
MUNICÍPIO
CodPessoa : INT
CodMunicipio : INT
NomeMunicipio : VARCHAR
UfMunicipio : VARCHAR
CepMunicipio : VARCHAR
RazaoPessoa : VARCHAR
FantasiaPessoa : VARCHAR
DataPessoa : DATE
CodHidrografia : INT
NomeHidrografia : VARCHAR
MapaHidrografia : BLOB
CPFCNPJPessoa : VARCHAR
RuaPesoa : VARCHAR
1
NumeroPessoa : INT
BairroPessoa : INTEGER
N
1
1
Tem
Possui
Possui
CodMunicipio : INT
N
N
Complemento : VARCHAR
FonePessoa : VARCHAR
RIO
TERRA
CelularPessoa : VARCHAR
CodRio : INT
NomeRio : VARCHAR
CodTerra : INT
LinhaRio : LINESTRING
NomeTerra : VARCHAR
N
CodHidrografia : INT
MedidaTerra NUMERIC
DataTerra : DATE
PRODUTOR
CodProdutor : INT
CodPessoa : INT
RemovePessoa()
1
N
CodAgua : INT
REGIÃO
NomeAgua : VARCHAR
Possui
CodRegiao : INT
ApelidoRegiao : VARCHAR
NomeRegiao : VARCHAR
BAIRRO
N
COLETA_AGUA
DataProdutor : DATE
AlteraPessoa()
Contém
N
CodProdutor : INT
IncluiPessoa()
1
1
CodMunicipio : INT
MapaRegiao : BLOB
QtdAgua : NUMERIC
PontoAgua : PONT
CodRio : INT
N
CodTerra : INT
CodMunicipio : INT
CodBairro : INT
NomeBairro : VARCHAR
Figura 19 – Diagrama de Classes
7.3 Diagrama de Atividade
As atividades do sistema foram descritas com diagramas de atividade
UML. Abaixo estão relacionados os diagramas mais importantes para a construção
76
do sistema. Na figura 20 é apresentado o diagrama sobre a inclusão do Produtor.
Para representar a inclusão de dados geográficos é apresentado o diagrama na
figura 21. Por último, é apresentado o diagrama terras do produtor na figura 22.
Procura Produtor
Achou
Não Achou
Cadastra
Sim
Inclui
Dados
Grava
Figura 20 – Apresenta a inclusão do Produtor
Não
77
Procura Dados
Geográficos
Região
Hidrografia
Pesquisa
Importa Dados
Grava
Figura 21 – Incluir Informações Geográficas
78
Procura Terra
Achou
Não Achou
Cadastra
Identifica
Terra no
mapa
Identifica
Coleta de
água
Sim
Inclui
Dados
Grava
Figura 22 – Representação de terras do produtor
Não
79
7.4 Sistema
A partir das informações referentes às necessidades do usuário, foi
elaborada uma aplicação com o objetivo de resolver os problemas de forma rápida e
simples. Os diagramas elaborados servem para representar as funcionalidades. O
modelo de caso de uso foi feito juntamente com o modelo de domínio de objetos e a
descrição de interface com o usuário. Após conclusão desta fase foi realizada a análise
e construção do modelo do sistema. A abordagem adota é denominada de ciclo de
vida de prototipação, a qual prevê a construção de um protótipo logo após a fase de
levantamento das exigências dos usuários.
Como ferramenta de desenvolvimento foi adotado o Delphi 7, por ser uma
ferramenta RAD (Desenvolvimento Rápido de Aplicações) que permite uma maior
velocidade de desenvolvimento pois associa de maneira rápida e simples um
componente de interface ao código da aplicação.
O Delphi surgiu com a idéia de uma ferramenta que alia a facilidade da
orientação objeto ao poder da linguagem Object Pascal, cujo compilador
apresentava o mesmo desempenho do Borland C++.
O Dephi é uma ferramenta voltada para o desenvolvimento de software
com gerenciamento de banco de dados. Combinando um ambiente visual de fácil
utilização, a velocidade e poder de um compilador 32-bits. Ela pode ser considerada
hoje uma das melhores ferramentas para desenvolvimento do mercado mundial.
Para construção do banco de dados foi adotada uma ferramenta Gratuita
para baratear os custos na implementação. Nessa concepção havia dois bancos de
80
dados o PostgreSql e o MySql que possibilitam o armazenamento de
dados
espaciais.
A opção escolhida foi o MySql por ser uma ferramenta de suporte mais
amplo. Os recursos de extensões espaciais que foram implementadas no MySql
desde a versão 4.1 seguindo as especificações do OpenGis Consortum (OGC) – que
é um Consórcio internacional, nele participam empresas e organizações, voltadas
para o desenvolvimento de soluções para SIG.
No final da década de 90 o OpenGis disponibilizou uma documentação
com diversos modelos conceituais para estender a linguagem SQL dos bancos de
dados relacionais, permitindo assim a manipulação dos dados espaciais.
O MySql contempla um conjunto de tipos geométricos definidos para o
SQL, bem como funções para criar e manipular dados espaciais.
Na figura 23 vemos a interface da janela de mapas Hidrográficos, nela são
adicionados os mapas que farão referencia para os pontos de coleta de água quando
cadastrados. Podemos tomar como base esta janela na representação do cadastro
de mapas de vegetação, elas são iguais no que se refere a interface e processo de
manipulação dos dados, o que muda são a informações inseridas no sistema.
Antes de cadastrar as terras de produção ou pontos de coleta de água,
precisamos informar para o sistema, o produtor, para isso temos o cadastro
mostrado na figura 24.
Considerando que no sistema, já estão cadastradas as informações de
município, produtor, hidrografia. Se faz a apresentação da interface de janela para o
cadastro de terras do produtor como mostrado na figura 25, nela são informados os
dados cadastrais da terra. Após gravar as informações, são habilitados os botões do
mapa, que nessa opção pode ser informada à área que a terra ocupa.
81
Por fim é mostrada na figura 26 a interface de cadastro de pontos de
coleta de água. Ao inserir um ponto informa-se a terra para que o sistema traga o
mapa da área que foi cadastrada. Com a informação na tela o usuário pode clicar no
mapa e inserir um ponto marcando o local de coleta.
Apresenta-se no apêndice um manual contendo uma explicação do
funcionamento do sistema por completo, bem como outras telas criadas para o
protótipo.
Figura 23 – Cadastro de Hidrografia
82
Figura 24 – Cadastro de Produtor
Figura 25 – Cadastro de Terras
83
Figura 26 – Cadastro de Pontos de Coleta de água
84
CONSIDERAÇÕES FINAIS
As condições atuais da vida humana, condiciona o homem a procurar
incessantemente novas técnicas, novos recursos, de maneira que possam facilitarlhe e organizar-lhe o dia-a-dia. Este foi o princípio deste trabalho, ou seja, criar o
Sistema de Informação Geográfica (SIG), voltado a cultura do arroz, para facilitar a
vida do agricultor contribuindo para a melhoria no plantio, na qualidade do arroz
cultivado, e acima de tudo na preservação ambiental e nos mananciais de água.
A implementação deste SIG proporcionou a partir das informações gravadas
no banco de dados, realizar o cruzamento das informações geográficas com as
descritivas, ou seja, informação acerca das fases do plantio, bem como localização
das terras, distâncias dos mananciais de água, fornecendo uma vasta estrutura de
relatórios e consultas necessárias a rizicultura como: controle de pragas, previsão de
tempo, entre outras necessidades oriundas de agriculturas arrozeiras.
Ao criar este Sistema de Informação Geográfica para a rizicultura, não se
está apenas contribuindo para a melhoria da vida do pequeno, médio e grande
produtor rural, mas se está também possilitando a entrada de mais pessoas no
mercado de trabalho, considerando a necessidade de profissionais habilitados para
execução e manutenção de hardwares e softwares apropriados. Outrossim, o
trabalho presta grande contribuição para evitar danos ambientais, o que atualmente
tem sido tema de grandes encontros mundiais.
Por meio do conhecimento adquirido sobre o perfil dos produtores rurais e
suas plantações, foi possível constatar a falta de controle, monitoramento e
planejamento que envolve o uso dos recursos naturais nas plantações, sendo
85
também estes mais motivos fundamentais para a implementaçao na criação deste
SIG. Por se tratar de um projeto novo para a população que possui como renda a
agricultura, ou seja a cultura do arroz, certamente, o uso dessa tecnologia, não terá
outra finalidade, senão, o crescimento e desenvolvimento do Sul de Santa Catarina.
Na implementação do sistema as ferramentas de desenvolvimento
utilizadas forneceram bom aproveitamento e supriram as necessidades. É importante
ressaltar que existem outros Sistemas gerenciadores de banco de dados que
permitem trabalhar estruturas espaciais, e também muitas técnicas que auxiliam na
modelagem de banco de dados geográficos. A tecnologia avança muito rápido, o
assunto abordado nos mostra muitos ângulos que a área computacional têm para se
expandir, entre eles o agro negócio.
Para desenvolvimento do protótipo, foram utilizados mapas, apesar de se
apresentarem problemas para a obtenção de dados geográficos referentes a região
em estudo. As poucas informações encontradas forneceram um bom levantamento
da região no que diz respeito à utilização da hidrografia. A ferramenta se consolida
como um parceiro para o produtor rural.
Recomendações para Trabalhos Futuros
Este trabalho está aberto a futuros melhoramentos, e como recomendações
pode-se ressaltar:
ƒ
Estudo de novas ferramentas para modelagem do banco de dados.
ƒ
Desenvolvimento de um novo controle baseado no escoamento da produção.
ƒ
Aumento das entidades espaciais para maior análise e planejamento.
86
REFERÊNCIAS
BACELLAR, A. A. A. Estudo da erosão na microbacia hidrográfica do Ribeirão
Cachoeirinha – Município de Iracemápolis, utilizando um sistema de
informação geográfica. Relatório de Estágio (não publicado), FEAGRI/UNICAMP,
1994. 30 p.
BOOCH, Grady et al. UML: guia do usuário, o mais avançado tutorial sobre unified
modeling language. Rio de Janeiro: Campus, 2000.
COLEMAN, D. et al. Desenvolvimento orientado a objeto. Rio de Janeiro:
Campus, 1996.
CONGRESSO SUL-BRASILEIRO DE ARROZ IRRIGADO III. Sugestões para a
produção de arroz irrigado com baixo impacto ambiental, Balneário Camboriú, 2003.
FRAISSE, C. W. et al. Integration of GIS and GLEAMS for alternative dairy
waste management analysis. American Society of Agricultural Engineers, Paper
Number 942508, USA, 1994.
GAIDIZINSKI, Morgana Cirimbelli. A rizipiscicultura no municíop de Meleiro-SC.
Florianópolis: Do Autor, 2001. 111 p. Dissertação (Mestrado) Universidade Federal
de Santa Catarina.
LARMAN, Craig. Utilizando UML e padrões: uma introdução à análise e ao projeto
orientado a objetos. Porto Alegre: Bookman, 2000.
PLATFORD, G. G. A geographic information system for use in the sugarcane
industry. Proceedings of the sixty-fourth annual congress – South African Sugar
Technologists Association, Mount Edgecombe, South Africa, 1990, p. 83-87.
RIBEIRO, Osni Moura. Contabilidade comercial fácil. Saraiva, 1996.
ROCHA, J. V. Uma nova tecnologia para o gerenciamento agrícola de usinas e
destilarias. Alcool & açúcar. v.15, n.79, 1995, p. 30-35.
SALVARO, Débora da Silva. Diagnóstico da necessidade de capacitação dos
produtores de arroz da região de Turvo SC. Monografia (Especialização em
87
Recursos Humanos) – Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 2004.
86 p.
TEIXEIRA, A. L. A.; MORETTI, E.; CHRISTOFOLETTI, A. Introdução aos sitemas
de informação geográfica. Do Autor, 1993. 80 p.
88
APÊNDICE
89
Manual de uso do Sistema
Este documento tem como função, mostrar as funcionalidades que o
sistema possui e situar o usuário no contexto.
Na Figura abaixo tem-se a tela de entrada do sistema, nela pode-se
informar qual o banco de dados será conectado. A escolha do banco de dados,
prende-se ao fato do sistema ser portavel para mais de uma base de dados em
qualquer lugar.
Não há necessidade de informar o usuário pois as informações contidas
no banco de dados são de domínio público e voltadas para estudos. Para entrar
basta pressionar o botão Conectar ou F8. Para melhor localizar os atalhos do
sistema o botão possui na frente de sua descrição a tecla de atalho facilitando o
acesso. Essa abordagem é utilizada em todo o sistema.
Na tela principal, mostrada abaixo, não possui atalho apenas um menu
para simplificar o uso das janelas. O menu da tela principal é detalhado abaixo e se
divide-se em:
• Geral
¾
Pessoas
¾
Cidades
¾
Propriedades
¾
Sair
• Cadastro
¾
Produtor
¾
Hidrografia
¾
Terra
• Consulta
¾
Ponto de Coleta
¾
Hidrografia
¾
Terra
• Relatórios
¾
Custos
90
A tela que é apresentada logo a seguir respresenta o cadastro de cidades,
nela temos as informações mais comuns sobre uma cidade. Como esta é a primeira
tela de cadastro apresentada, faz-se uma explanação dos botões encontrados no
rodapé. O primeiro botão é o F2-Incluir que serve para incluir novas cidades no
sistema, o F3-Altera serve para alterar as informações da cidade cadastrada, o F4Exclui serve para excluir uma cidade já cadastrada, o F12-grava é habilitado
somente se estiver em modo de inclusão ou de alteração das informações, serve
para efetivar as alterações no cadastro e o botão. Cancela que também é habilitado
somente em modo de inclusão ou alteração seve para cancelar os modos citados
anteriormente.
Além disso a tela possui dois modos de visualização dos dados: a primeira
como a figura abaixo, e a outra em modo de tabela para melhor visualização dos
dados.
Em todas as telas de cadastros e consultas existem botões de navegação
para melhor percorrer as informações armazenadas no banco de dados.
91
Informações Cadastrais
Após o entendimento do funcionamento de uma tela de cadastro pode-se
passar para o funcionamento e ordem das informações a serem gravadas. Como
apresentado acima o cadastro de cidade serve como base para alguns cadastros e
por isso a base de dados criada já possui todas as cidades do Brasil cadastradas no
banco de dados, algumas não possuem o código postal.
Descreve-se a seguite ordem para cadastrar as informações no sistema.
Começa-se pelo cadastro de hidrografia, nele define-se os mapas que serão usados
para cadastrar os pontos de coleta de água. Quando estiver em modo de inclusão ou
alteração nesse cadastro o botão F6-Mapa é habilitado. Sua utilidade é para localizar
a figura do mapa em uma unidade de disco. Segue abaixo a tela de hidrografia.
Após realizadas as operações citadas acima pode-se utlilizar o cadastro
de produtores. Nesse cadastro todas as informações são de uso normal por qualquer
sistema, a diferença se mostra no botão F6-Terra que se habilita quando as
informações estão em modo de consulta. Serve para informar as terras que o
produtor cadastrado possui, bem como sua área de plantio, localização e mapa de
hidrografia. É utilizado para melhor representar a área em que a terra se encontra.
92
Acima pode-se ver a tela de cadastro de produtor e nela pode-se
visualizar o botão F6-Terra. Logo abaixo é mostrada a tela de cadastro de terra.
Como apresntado em outras telas, no cadastro de terra informa-se os
pontos de coleta de água, para isso nessa janela tem-se o botão F6-Água.
Os procedimentos para se cadastrar informações são baseados na
hidrografia informada no cadastro de terras não necessitando localizar mapas para
93
se adicionar ou alterar os pontos de coleta de água. Para se informar o ponto de
coleta, o usuário através do click do mouse no mapa informa o ponto mais adequado
que represente a realidade.
Consultas
As consultas servem para se fazer um acompanhamento dos dados
informados e localização das informações espaciais.
Uma destas consultas é a de Ponto de Coleta, nela pode-se localizar os
pontos individuais por Hidrografia no mapa. Segue logo abaixo a figura da tela de
consulta
94
As duas consultas que se apresentam a seguir no sistema são
semelhantes no modo de visualizar os dados, pois os pontos de coleta são todos
mostrados no mapa para melhor entender a situação em que se encontra a área em
estudo. Cada ponto de coleta possui informações referentes as terras onde estão
localizados e qual produtor delas. Para se obter mais informações basta dar click
com o mouse sobre o ponto em quetão. Os pontos são identificados com a cor verde
ou podem ser personalizados nas propriedades do sistema.
Relatórios
Os relatórios apresentados no sistema tem como função gerar uma
situação de custos para a produção de arroz no que se refere a adubação,
fertilização e venenos utilizados para a lavoura. A figura da tela abaixo mostra a
pesquisa dos relatórios, e em sequida, são apresentados dois relatórios gerados a
partir do sistema.
95
Relatório de Custos - Adubação
Relatório de Custos - Pesticidas