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DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA WEB PARA CONSULTA ONLINE
E DOWNLOAD DA BASE HIDROGRÁFICA DO PARANÁ 1:50.000
Renato Suchecki Silveira1
Resumo - Este artigo apresenta uma ferramenta de visualização, consulta e download dos dados da
Base Hidrográfica do Paraná 1:50.000. O trabalho se baseia na necessidade crescente de acesso a
informação, geração de dados georreferenciados e a fragilidade dos recursos hídricos. A ferramenta
foi desenvolvida em um servidor web desktop de testes conectado a um Sistema Gerenciador de
Banco de Dados (SGBD) e interface simples de acesso. Os testes demonstraram eficiência nos
aspectos estudados possibilitando ao usuário realizar as operações propostas com sucesso.
Palavras-Chave - hidrografia, I3Geo, WebGIS.
DEVELOPMENT OF A WEBGIS FOR QUERY AND DOWNLOAD OF THE
BASE HIDROGRÁFICA DO PARANÁ 1: 50.000
Abstract - This paper presents a visualization tool, query and download the Base Hidrográfica do
Paraná 1: 50.000. The work is based on the growing need for access to information, generate georeferenced data and the fragility of water resources. The tool was developed in a desktop web server
tests connected to a Database Management System (DBMS) and easy to access interface. Tests
have shown efficiency in the aspects studied enabling the user to carry out successfully the
operation
Keywords - hydrography, I3Geo, WebGIS.
INTRODUÇÃO
A importância dos recursos hídricos nunca foi tão abordada, seja através da elaboração de
documentos que regem seu uso, seja pelos acontecimentos climáticos que marcam cenários
regionais pela falta ou abundância deste bem. O País possui 12% da disponibilidade de água doce
superficial do mundo (ANA, 2012) mas, em virtude da escassez na região nordeste e mais
recentemente dos problemas de abastecimento verificados no Estado de São Paulo, fica evidente a
necessidade de ações em prol do uso racional da água. Nesse sentido, conforme o Plano Nacional de
Recursos Hídricos (PNRH, 2006) destacam-se os compromissos assumidos pelos países com o
Plano de Implementação da Cúpula Mundial sobre Desenvolvimento Sustentável de Johannesburgo,
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Instituto das Águas do Paraná
Rua Santo Antonio, 239 - CEP 80230-120 - Curitiba - PR
[email protected]
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que previa entre suas metas a elaboração, até 2005, de planos de gestão integrada dos recursos
hídricos e aproveitamento eficiente da água. A esses esforços internacionais articula-se o
ordenamento jurídico brasileiro, uma vez que os planos de recursos hídricos se constituem no
primeiro instrumento da Política Nacional de Recursos Hídricos, instituída pela Lei nº 9.433/1997.
A "lei das águas", como é conhecida a Lei Federal nº 9.433 de 8 de janeiro de 1997,
possibilitou avanços significativos, onde, dentre outros, em seu inciso §V é instituída a bacia
hidrográfica como a unidade territorial para implementação da Política Nacional de Recursos
Hídricos e atuação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. O enquadramento
de uma unidade territorial passível de espacialização, neste caso a bacia hidrográfica, torna possível
uma representação cartográfica precisa que permite a locação de dados geográficos diversos em
uma área conhecida e dotada dos mais diversos dados a seu respeito.
Com posse de arquivos vetoriais georreferenciados das bacias hidrográficas podemos lançar
mão do uso de Sistemas de Informações geográficas (SIG) para o tratamento dos dados. Segundo
Câmara e Davis (2001) as ferramentas computacionais para geoprocessamento, chamadas de
Sistemas de Informação Geográfica, permitem realizar análises complexas, ao integrar dados de
diversas fontes e ao criar bancos de dados georreferenciados. Os referidos sistemas constituem o
ambiente de inteligência que dá suporte de forma lógica e estruturante à gestão e ao processo
decisório das diferentes esferas de aplicação, permitindo, inclusive, a construção de indicadores
baseados em análises geográficas, além de coletar, armazenar, recuperar, transformar e visualizar
dados. Esta tecnologia tem sido alvo de crescente utilização no planejamento ambiental com forte
adesão na gestão dos recursos hídricos (Pinheiro et al. 2009).
Segundo ANA (2007), para que um sistema de informação geográfica possa responder as
perguntas dos gestores de recursos hídricos é necessário modelar a hidrografia em um banco de
dados geográficos, fazer a sua consistência topológica e acrescentar uma série de informações, que
poderão ser recuperadas mais tarde em diversos níveis de agregação. Neste sentido, a resolução
n°30 de 11 de dezembro de 2002 adota como oficial o modelo de codificação de bacias
hidrográficas proposto pelo engenheiro Otto Pfafstetter. Essa codificação, realizada no sentido da
foz para a nascente (Pfafestetter, 1989), é baseada no reconhecimento prévio na rede hidrográfica
das quatro maiores bacias (não recebem drenagem de qualquer outra área), das quatro maiores
interbacias (recebem fluxo de água de duas bacias a montante) e de possíveis intrabacias (área da
rede hidrográfica que não contribuem para outra sub-bacia). Para as bacias são atribuídos os
números pares (2, 4, 6 e 8), para as interbacias os números ímpares (3, 5, 7 e 9) e para as intrabacias
o número zero (Luiz e Faria, 2013)
O Estado do Paraná conta desde 2011 com a sua Base Hidrográfica oficial Ottocodificada na
escala 1:50.000. O projeto coordenado pelo Instituto das Águas do Paraná em parceria com
Coordenadoria da Região Metropolitana de Curitiba - COMEC, Companhia Paranaense de Energia
- COPEL, Instituto Paranaense de Assistência Técnica e Extensão Rural - EMATER, Instituto
Ambiental do Paraná - IAP, ITAIPU Binacional, Instituto de Terras, Cartografia e Geociências ITCG, Minerais do Paraná S.A. - MINEROPAR, Serviço Social Autônomo PARANACIDADE,
Companhia de Saneamento do Paraná - SANEPAR, Secretaria de Estado de Agricultura e
Abastecimento – SEAB. O projeto gerou quatro produtos distintos e passíveis de integração. O
primeiro, denominado Rede Hídrica do Estado do Paraná, é inédito no Brasil, formado por arquivo
digital dos eixos dos rios, segmentados em trechos, conectados por nós e identificados por meio de
código único e hierárquico, obtido por meio da metodologia adotada pela ANA. O produto foi
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oficialmente homologado pela ANA e pela Câmara Técnica de Cartografia e Geoprocessamento.
(Souza et al. 2011)
Encontramos uma vasta lista de softwares usados para manipular dados geoespaciais, mas
nem sempre a interface é adequada para usuários com pouca ou nenhuma experiência no assunto.
Existe uma fatia de usuários que esperam obter respostas simples quando procuram por dados como
nome ou código de um determinado trecho de rio. Essa informação é relativamente simples para
que o usuário contrate uma consultoria, mas ao mesmo tempo torna-se complexa caso ele necessite
manusear um software de geoprocessamento.
Para disponibilizar dados geográficos na web, o governo federal implementou no portal do
software público a Interface Integrada de Ferramentas de Geoprocessamento na Internet (I3Geo). O
I3GEO é um software livre, licenciado como GPL (GNU General Public License - Licenca Publica
Geral) e criado pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA), utilizado para a construção de mapas
interativos na internet e a disseminação de dados geoespaciais.
Uma vez que os dados estejam corretamente configurados, pode-se opcionalmente oferecer
serviços de download de dados (formato “shapefile” e outros), gerador de “Web Services” (WMS,
WFS, WCS, etc). Entre outras características, o I3 GEO dá suporte à visualização e à pesquisa em
mais de 100 tipos de formatos vetoriais, raster de banco de dados, pode ser executado em diferentes
sistemas operacionais e é completamente customizável. Ademais, o software disponibiliza
ferramentas para download da base cartográfica. O upload de novas camadas e informações pode
ser feito on-line através de arquivos no formato shapefile da Esri®, no formato GPX (GPS
Exchange Format) para dados de rotas de GPS, e no formato dbf ou CSV para dados tabulares
(Almeida et al. 2011).
Com base na necessidade de disseminação de dados para diferentes tipos de usuários o
objetivo deste trabalho é desenvolver um sistema web baseado em I3GEO que possibilite o upload
de dados vetoriais, visualização, manipulação e download dos dados da Base Hidrográfica do
Paraná 1:50.000, de forma que fique garantido o acesso rápido às informações da Ottocodificação.
METODOLOGIA
Desenvolveu-se o trabalho com a versão 5.0 do software I3Geo, disponível para download no
portal do software público, a base de dados foi armazenada sob o Sistema Gerenciador de Banco de
Dados (SGBD) PostGIS/PostgreeSQL. Sendo assim, os dados vetoriais foram convertidos pelo
programa shp2pgsql que transforma arquivos em formato shapefile para um arquivo texto, com
instruções do tipo SQL (Structured Query Language). Esse arquivo SQL é posteriormente
importado para o banco de dados (Almeida et al. 2011). Dessa forma, as orientações para o I3Geo
acessar os dados no SGBD são passadas em um arquivo map.
De acordo com a resolução 01/2015 do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE, a
partir de 25 de fevereiro de 2015, o Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas
(SIRGAS), em sua realização de 2000 (SIRGAS2000), tornou-se oficialmente o único utilizado na
produção de dados geográficos no País. Portanto, para espacialização dos dados deste trabalho,
adotou-se como sistema de referência o SIRGAS2000.
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Para aperfeiçoar o contato do usuário com a tela inicial, além dos arquivos obtidos pelo
trabalho de Souza et al. (2011) referentes a Base Hidrográfica do Paraná 1:50.000, o projeto contou
com a Hidrografia da América do Sul obtida no site do Serviço Geológico dos Estados Unidos United States Geological Survey (USGS) disponível em: <http://hydrosheds.cr.usgs.gov/data.php>
Acessado em 24 de abril de 2015. Ainda para a primeira tela do sistema, aplicou-se aos dados
vetoriais um nível menor de detalhamento, de forma que a visualização ficou restrita a informações
macrorregionais de estados e países que dividem seus limites com o estado do Paraná (figura 1).
Figura 1 - Tela inicial do Sistema com I3geo no modo Openlayers
Os arquivos map são constituídos de uma série de palavras-chave que são responsáveis pelas
características do mapa apresentado na tela, cada camada ou cada shapefile possui suas
características descritas no arquivo. No processo de tornar o mapa apresentável, estes arquivos
foram editados alterando-se cores e espessura de linhas, rótulos, polígonos, enfim, os atributos
possíveis de serem aplicados nos vetores. O Mapserver conta com extensa documentação que pode
orientar as operações com os arquivos map e não há necessidade de conhecimentos profundos de
programação.
Durante o desenvolvimento, foi necessário melhorar o desempenho do sistema que
apresentou travamentos e erros provavelmente devido ao tamanho dos arquivos. Deste modo, foram
aplicados filtros de escala, possibilitando ao usuário obter maior ou menor quantidade de detalhes
ao aplicar zoom. Essa metodologia possibilitou um aumento significativo de velocidade.
Definiu-se o zoom correspondente a escala 1:50.000 como o de maior nível de exposição
dos dados. De forma que em escalas menores aparecem apenas os trechos de hidrografia que
apresentam 10 Km² ou mais de área de contribuição. Na figura 2 consta a interface Openlayers com
trechos de rios de áreas de contribuição maiores que 100 Km² e logo abaixo, a figura 3 mostra os
mesmos dados sobre a API (Application Programming Interface) do Google Maps.
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Figura 2 - Hidrografia das áreas de contribuição maiores que 100 Km².
Figura 3 - Hidrografia das áreas de contribuição maiores que 100 Km² na API do Google Maps.
Foram mantidas todas as funcionalidades da Aplicação I3geo, tais como API's, upload de
dados em formato shapefile e demais ferramentas nativas. Desta forma, pode-se carregar um
polígono e realizar analises básicas. A possibilidade de download também foi mantida, permitindo a
obtenção da Base completa ou por Ottobacia.
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Figura 4 - Consulta de nome e código Otto sobre trecho da Base Hidrográfica
A figura 4 demonstra a obtenção de nome e código de um trecho da Base Hidrográfica. Esse
tipo de consulta é obtido após a tarefa de aplicar zoom e clicar no local desejado. Como o código
Otto confere aos trecho de hidrografia uma identidade única, mesmo que o rio possua um análogo
no campo nome que é relativamente comum, o número obtido pela Ottocodificação sempre será
singular.
CONCLUSÃO
Além de eficiente, o software utilizado é distribuído gratuitamente e seu código aberto
permite que sejam realizadas melhorias, ficando a critério dos conhecimentos e das necessidades de
quem o manipula. Como os dados foram testados em um computador do tipo desktop com sistema
operacional Windows, torna-se coerente, para fins de compatibilização com os aspectos de software
livre, desenvolver o sistema em um servidor com sistema operacional livre.
A aplicação de filtros foi fundamental para a otimização do tempo no carregamento dos
dados. A Base Hidrográfica completa possui mais de 950.000 trechos e, caso não fossem geridos
dessa forma, seriam carregados em sua totalidade a cada vez que se deslocasse a tela para percorrer
o mapa ou aplicasse zoom nos dados.
A escala definida para visualização da Base Hidrográfica completa é justamente 1:50000 ou
maior, essa escala coincide com suas características técnicas de uso e é considerada ideal para sua
exposição. Ensaios para apresentar todos os vetores em escalas menores fizeram o tempo de
carregamento aumentar a ponto de gerar erros. Portanto, no exercício de desenvolver um sistema
com visual gráfico agradável e ao mesmo tempo robusto do ponto de vista funcional, sugere-se para
a continuidade deste projeto aperfeiçoamentos no software e ou hardware a fim de aumentar a
velocidade.
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Além da velocidade, outro fator julgado importante para uma consulta eficiente é a
experiência de geolocalização do usuário, ou seja, a capacidade do indivíduo chegar até o trecho de
rio que é o alvo de seu acesso ao sistema. Sendo assim, a presença de API's como as do Google
Maps e Google Earth que permitem cada um com suas características particulares, observações
aéreas de logradouros e imagens de satélite além de dados como parques e divisas políticas. Outra
opção eficiente é a possibilidade de upload de shapefile para posterior zoom na região de interesse
ou até mesmo operações deste arquivo com os dados de hidrografia.
A natureza do dado geográfico criado pelo poder público indica que ele deve ser livre. Neste
contexto, pode-se comprovar a eficiência do I3Geo para visualização, consulta e download de dados
da Base Hidrográfica do Paraná 1:50.000.
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