Explorando o software livre para a informação geográfica: exemplos

Explorando o Software Livre para a Informação Geográfica: exemplos de aplicação.
ESIG2006
Explorando o Software Livre para a
Informação Geográfica: exemplos de
aplicação.
Utilização da CAOP, informação do Cadastro Predial e de um ficheiro MNT da cartografia vectorial
10k através da Base de Dados PostgreSQL/PostGIS e do Quantum GIS.
Bonnet, Artur; Cordeiro, João; Furtado, Danilo; Martins, Paulo; Neves, Luís; Pinto, Jorge; Silva, António;
Seara, Artur.
PALAVRAS CHAVE: Software Livre; Bases de Dados; Cartografia Vectorial.
RESUMO.
Com o presente trabalho pretende-se mostrar, através de alguns exemplos de aplicação, a
crescente importância do Software Livre, SL, para a área da Informação Geográfica, IG. O SL para a
área da IG atinge já um grau de maturidade que permite a sua utilização em ambiente de produção,
mesmo naquelas organizações, como será o caso de muitas das nossas Autarquias, em que o apoio
informático à instalação e manutenção desse software, possa ser reduzido.
É claro que a existência de técnicos com sólidos conhecimentos informáticos, nomeadamente em
linguagens de desenvolvimento, permitirá tirar todo o partido desse SL. No entanto é possível, como
a experiência do nosso grupo mostra, desenvolver interessantes trabalhos com base em SL, mesmo
sem esse efectivo apoio.
Os exemplos que aqui se abordam dizem respeito à utilização de IG produzida pelo IGP, sendo
alguma dessa IG disponibilizada livre e gratuitamente como informação de cidadania, como é o caso
da Carta Administrativa Oficial de Portugal, CAOP. A Série Nacional Cartográfica à escala 1:10 000,
SCN10k, é uma importante fonte de informação oficial, pelo que a manipulação dessa informação
com SL será também considerada. Abordar-se-á ainda um terceiro exemplo, este respeitante à
informação de Cadastro Predial. Dadas as restrições que impendem sobre estes dois últimos tipos de
IG, utilizar-se-ão apenas pequenos extractos do Modelo Numérico Topográfico, MNT, da SCN10k e do
Cadastro Predial, manipulados de forma a não interferir com os direitos de terceiros.
1. INTRODUÇÃO.
O Software Livre, SL, no âmbito da Informação Geográfica, IG, tem vindo a conhecer amplos e
importantes desenvolvimentos. Em Abril de 2006 constitui-se no IGP um pequeno grupo para
explorar as potencialidade que o SL oferece para o tratamento da IG produzida pelo IGP ou
obedecendo às especificações técnicas, ET, definidas pelo IGP. É o caso da Carta Administrativa
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Oficial de Portugal, CAOP, dos dados do Cadastro Predial, CP, e da Série Nacional Cartográfica 10k,
SCN10k.
O SL, pelo menos aquele disponibilizado sob a licença GPL (GNU General Public Licence)1 oferece
algumas vantagens significativas sobre o Software Proprietário, SP, como sejam a possibilidade de
ser “costumizado” pelo utilizador, obedecer, de um modo geral, aos standards internacionais e ser,
também de um modo geral, multi-plataforma. Para além destas importantes vantagens há que não
esquecer que parte importante desse SL é também gratuito, o que não é de somenos importância,
principalmente se considerarmos os constrangimentos orçamentais porque passa actualmente muita
da nossa Administração Central e Local.
Uma outra vantagem do SL prende-se com a dinâmica dos grupos que o desenvolvem quer ao nível
dos constantes aperfeiçoamentos e extensões que vão surgindo quase diariamente, como ao nível do
suporte que se pode obter nos diversos fora que se organizam em torno de cada projecto.
Os autores apresentam nesta comunicação três exemplos de aproveitamento do SL, no âmbito da
informação geográfica de base para a gestão do território. O primeiro respeita à CAOP, o segundo a
duas folhas de Cadastro Predial do distrito de Aveiro e o terceiro trata o MNT de uma folha da série
SCN10k.
As potencialidades do SL não se esgotam, de modo algum, nem nos produtos mencionados nem nos
incipientes tratamentos exemplificados. Com este pequeno trabalho pretendemos tão só chamar a
atenção da comunidade para a crescente importância do SL na área da IG.
2. MODELO UTILIZADO PARA A EXPLORAÇÃO DO SL.
O modelo que está a ser utilizado pelo grupo para a exploração de IG com SL assenta em ter a IG
residente numa BD, no caso a PostgreSQL/PostGIS 2, base essa que pode ser acedida e interrogada a
partir de diversos postos clientes onde se instalaram aplicações de SIG, como o QuantumGIS, QGIS,
e o User-friendly Desktop Internet Gis, uDIG, e interfaces gráficos, como o PgAdmin3 3, capazes de
acederem à BD.
Mais tarde, após a resolução dos problemas envolvidos na interrogação dinâmica da BD, este modelo
irá evoluir para um modelo do tipo WebMapping, em que será o próprio utilizador a escolher quer a
localização, quer o tipo de IG que pretende obter.
Passaremos de seguida a dar a uma breve descrição das aplicações de SL que estamos a utilizar.
1
http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html
2
http://www.postgresql.org/ e http://postgis.refractions.net/
3
http://qgis.org/; http://udig.refractions.net/confluence/display/UDIG/Home; http://www.pgadmin.org/
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3. BREVE DESCRIÇÃO DOS PRODUTOS DE SL UTILIZADOS.
Um dos princípios que o grupo tenta respeitar é o de só utilizar SL que seja, sempre que possível,
gratuito. Assim o próprio Sistema Operativo, SO, deve ser escolhido de entre os SO que sejam
disponibilizados nessas condições, como é o caso de algumas versões do LINUX.
No nosso caso -dispomos de 2 PC- optou-se por instalar a versão servidor 10 do Caixa Mágica, CM, e
a versão 10.1 do OpenSuSe4. A opção pelo Caixa Mágica deveu-se ao facto de sendo uma versão
portuguesa possibilitar uma mais fácil assistência ao utilizador, além de que o CM está a ser
adoptado por alguns serviços da Administração. A opção pelo OpenSuSe 10 deveu-se, por um lado, à
fama que este SO tem de ser um dos mais estáveis e mais desenvolvidos SO Linux, e, por outro lado,
ao contraponto entre um SO “internacional”, o OpenSuSe, com um SO “nacional”, o CaixaMágica.
Como ambiente de secretária a nossa opção foi para o KDE5, por considerarmos ser o KDE um
ambiente mais amigável e mais familiar aos utilizadores de Windows que o gnome, ou outro
qualquer.
As exigências ao nível de hardware destes SO são relativamente modestas: o Caixa Mágica (versão
10 servidor) foi instalado num Pentium III com 256Mb de RAM e um pequeno disco de 20Gb,
equipamento considerado obsoleto para o WinXp e impróprio para o novo WinVista (mínimo RAM
512Mb)
O OpenSuSe 10 servidor foi instalado numa máquina mais recente, um Pentium IV com 512Mb de
RAM e um disco de 80GB e naturalmente a resposta do sistema foi consideravelmente melhor, em
particular quando se aumentava o número de utilizadores.
O modelo que pretendemos explorar assenta, como dissemos, em ter a IG residente numa Base de
Dados. A BD escolhida para o efeito foi a PostgreSQL, versão 8.1.4, à qual foi agregada a extensão
PostGIS 1.1.3.
A PostgreSQL/PostGIS está considerada como uma BD potente e fiável, ao nível de qualquer SQL
Server ou Oracle, e, para nós muito importante, obedecendo aos padrões definidos pelo Open
Geospatial Consortium, OGC 6.
Uma outra possibilidade seria a utilização do MySQL. Porém nem o MySQL nem qualquer outra BD
Open Source está optimizada para o tratamento de IG como é o caso do PostgreSQL dotado com a
extensão PostGIS. Acresce que a PostgreSQL/PostGIS é uma base que passou nos testes do modelo
ACID: Atomicity; Consistency; Isolation e Durability.
3.1 PostgreSQL/PostGIS
PostgreSQL é um programa servidor de dados, relacional, orientado a objectos (sistema de gestão
4
http://www.caixamagica.pt/pag/a_index.php; http://en.opensuse.org/Welcome_to_openSUSE.org
5
http://www.kde.org/
6
http://www.opengeospatial.org/
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de bases de dados) disponibilizado sob uma licença do tipo BSD7. Trata-se portanto de software livre
do mesmo modo que outros produtos no âmbito das bases de dados como Ingres, MySQL e Firebird.
Por outro lado constitui uma alternativa a sistemas proprietários tais como Oracle, Sybase, DB2 (da
IBM) e o Microsoft SQL Server. À semelhança de outros projectos de software livre como o Apache
ou o Linux, o PostgreSQL não é controlado por qualquer empresa privada, estando o seu
desenvolvimento assente na participação activa de uma comunidade global de empresas e
programadores.
De entre as principais características salientamos:
Relacional orientada a objectos – no PostgreSQL cada tabela define uma classe. A hereditariedade é
implementada entre tabelas, ou se se preferir, entre classes. As funções e os operadores são
polimórficos.
Conformidade com as normas – a sintaxe do PostgreSQL implementa a maior parte do standard
SQL92 e muitas especificações do SQL99. A maior parte das diferenças na sintaxe são devidas a
características exclusivas do PostgreSQL.
ACID – PostgreSQL verifica as propriedades fulcrais de processamento de transações
Extensibilidade – Possibilidade de adicionar funcionalidades como por exemplo novos tipos de dados,
novas funções e operadores, e até novas linguagens de procedimentos e clientes. É esta última
característica que nos permitiu munir a versão instalada nas máquinas de testes do IGP com uma
extensão PostGIS desenvolvida pela Refractions Research, Inc. consistindo num conjunto de tipos de
dados geográficos que permite modelar eficazmente dados espaciais (SIG). A extensão PostGIS está
protegida pela licença GPL.
Multi-plataforma - de um modo geral, uma moderna plataforma Unix-compativel arbitrária, tipo
Linux ou Mac OS X é suficiente para a execução do PostgreSQL. Existem também versões para os
sistemas operativos da família Windows com restrições relativas a alguns sistemas de ficheiros
usadas por esta família, o PostgreSQL não é compatível com FAT.
A instalação nas plataformas Linux do IGP munidas do compilador gcc (GNU C compiler) foi feita a
partir do código-fonte de acordo com os procedimentos habituais: a sequência configure, make, su,
make-install. Existem também binários para algumas distribuições Linux e Mac OS X, que permitem
uma instalação mais rápida mas menos flexível.
A versão estável mais recente é a 8.1.4 que foi instalada nas máquinas do IGP, tendo já sido
disponibilizada para testes a versão 8.2 Beta1.
De entre os interfaces gráficos existentes para o PostgreSQL destacamos o pgAdmin3, plataforma
para gestão e desenvolvimento que pode ser usada em Linux, FreeBSD, Mac OS X e Windows. O
pgAdmin3 tem uma ampla gama de possibilidades, desde a interrogação de uma base de dados com
comandos SQL até à sua programação mais complexa. A conexão ao servidor de dados pode ser feita
por TCP/IP ou UNIX Sockets, permitindo encriptação. O seu desenvolvimento é mantido por uma
7
http://www.opensource.org/licenses/bsd-license.php
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comunidade de especialistas em PostgreSQL ao abrigo da licença de Software Livre Artistic License.
A versão mais recente é a 1.4.3.
A extensão PostGIS concede ao PostgreSQL
a capacidade de armazenar e recuperar objectos
geográficos de acordo com as “Simple Features Specification for SQL” do OGC tendo recebido
recentemente a certificação de conformidade com o perfil “Types and Functions”. Esta extensão
implementa uma diversidade de funcionalidades topológicas, que possibilitam o desenvolvimento de
Sistemas de Informação Geográfica de grande capacidade, um pouco à semelhança da Oracle's
spatial extension e do SDE da ESRI.
O PostGIS vem munido com a ferramenta da linha de comandos shp2pgsql, que permite criar
ficheiros sql contendo as
tabelas para carregamento na base de dados a partir de ficheiros no
formato shapefile. O comando psql, num segundo tempo, carrega então as tabelas. O shp2pgsql e o
psql podem ser combinados numa única linha na shell.
O PostGIS é licenciado nos termos da GNU GPL (General Public License) o que implica que todos os
aperfeiçoamentos no código-fonte sejam comunicados ao líder do desenvolvimento do projecto,
neste caso a empresa canadiana Refractions Research. O código-fonte livremente disponibilizado na
internet é essencialmente orientado para compilação em plataformas UNIX-compatíveis. A versão
corrente é a 1.1.5, tendo as máquinas Linux do IGP sido munidas para testes e exploração com a
versão 1.1.3
A figura 1. ilustra algumas das inúmeras funções pré~definidas do PostGIS envolvendo a manipulação
de objectos gráficos.
Fig. 1. Algumas das funções pré~definidas do PostGIS, apresentadas através do pgAdmin3.
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Uma outra especificidade do PostGIS é a de permitir a integração de funcionalidades, propostas por
terceiros, no directório Contrib. Uma dessas importantes funcionalidades é a relacionada com as
livrarias do Proj.4. O Proj.4 é uma sistematização das mais importantes “projecções” e sistemas
cartográficos em uso em todo o mundo, incluindo as portuguesas. A existência dessas livrarias torna
muito simples a mudança de sistema de referência dos dados utilizados.
Uma biblioteca opcional na compilação do PostGIS para sistemas UNIX-compatíveis mas de extrema
utilidade é a GEOS (Geometry Engine Open Source) (Refractions, 2006). Trata-se de uma biblioteca
C++ que se baseia na JTS (Java Topology Suite) que implementa operadores espaciais em
conformidade com as “Simple Features Specification for SQL” do OGC 8.
3.2 QuantumGIS
Quantum Gis (QGIS) é um SIG multiplataforma suportando formatos raster e vectorial, incluindo
tabelas espaciais PostgreSQL/PostGIS, Shapefiles e rasters georreferenciados (TIFF, PNG e
GEOTIFF). O sistema pode ser expandido em várias direcções, incluindo suporte à vizualização de
camadas raster e vectoriais GRASS podendo estas últimas ser editadas no QGIS.
O Quantum GIS à semelhança de outros projectos e produtos, como o gvSIG e o Feature
Manipulation Engine, FME, tanto livres como proprietários, pode utilizar as bibliotecas GDAL/OGR,
(Geospatial Data Abstraction Library/OGR Simple Feature Library)9 que permitem a leitura de um
vasto número de formatos raster e vectoriais, possibilitando a conversão para alguns dos mais
importantes como GeoTiff e Shapefile. De particular relevo entre as funcionalidades OGR figura o
programa ogr2ogr que permite converter formatos vectoriais, por exemplo MicroStation DGN para
Shapefile
De entre as características do QGIS destaca-se as capacidades de importação de ArcInfo coverages,
e Mapinfo e de exportação para MapServer10.
Para além destas características o QGIS importa outros formatos suportados por OGR. A instalação
em sistemas UNIX-compatíveis pode ser simplificada caso existam binários adequados.
A figura seguinte ilustra a possibilidade de através o QGIS se aceder à informação carregada na base
de dados PostgreSQL/PostGIS.
8
http://proj.maptools.org/; http://geos.refractions.net/; http://www.vividsolutions.com/jts/jtshome.htm;
9
http://www.safe.com/; http://www.remotesensing.org/gdal/; http://ogr.maptools.org/
10
http://www.mapinfo.com/; http://mapserver.gis.umn.edu/
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fig 2. Selecção de 3 “layers” carregados na PostgreSQL/PostGIS com o QGIS.
No quadro seguinte resumem-se as principais características do Quantum GIS.
Campo
Descrição
QuantumGis
Nome
Site
http://qgis.org
Imagem
Versão
0.7.4
Licença
Licença pública - GNU
Descrição
Através do Interface gráfico o utilizador controla o programa,
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visualizando e manipulando os dados.
Tipo
Desktop SIG
Aplicações /
Funcionalidades
Permite editar, visualizar e realizar análises em informação
vectorial, e importar informação vectorial em vários formatos.
Documentação
Website com boa documentação.
Sistema Operativo
Unix vários, Windows e Mac OS X
Linguagens de
programação
Instalação
C++
Muito simples
Formatos suportados de leitura
• Arc/Info Binary Coverage
• Comma Separated Value (.csv)
• DODS/OPeNDAP
• ESRI Shapefile
• FMEObjects Gateway
• GML
• IHO S-57 (ENC)
• Mapinfo File
• Microstation DGN
• OGDI Vectors
Formatos de dados
• ODBC
• Oracle Spatial
• PostgreSQL1
• SDTS
• SQLite
• UK .NTF
• U.S. Census TIGER/Line
• VRT - Virtual Datasource
A.2 GDAL Raster Formats
At the date of this document, the following formats are supported
by the GDAL library. Note that not
all of these format may work in QGIS for various reasons. For
example, some require external commercial
libraries. Only those formats that have been well tested will appear
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in the list of file types when loading a
raster into QGIS. Other untested formats can be loaded by selecting
the All other files (*) filter. Formats
known to work in QGIS are indicated in bold.
• Arc/Info ASCII Grid
• Arc/Info Binary Grid (.adf)
• Microsoft Windows Device Independent Bitmap (.bmp)
• BSB Nautical Chart Format (.kap)
• VTP Binary Terrain Format (.bt)
• CEOS (Spot for instance)
• First Generation USGS DOQ (.doq)
• New Labelled USGS DOQ (.doq)
• Military Elevation Data (.dt0, .dt1)
• ERMapper Compressed Wavelets (.ecw)
• ESRI .hdr Labelled
• ENVI .hdr Labelled Raster
• Envisat Image Product (.n1)
• EOSAT FAST Format
• FITS (.fits)
• Graphics Interchange Format (.gif)
• GRASS Rasters2
• TIFF / GeoTIFF (.tif)
• Hierarchical Data Format Release 4 (HDF4)
• Erdas Imagine (.img)
• Atlantis MFF2e
• Japanese DEM (.mem)
• JPEG JFIF (.jpg)
• JPEG2000 (.jp2, .j2k)
• JPEG2000 (.jp2, .j2k)
• NOAA Polar Orbiter Level 1b Data Set (AVHRR)
• Erdas 7.x .LAN and .GIS
• In Memory Raster
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• Atlantis MFF
• Multi-resolution Seamless Image Database MrSID
• NITF
• NetCDF
• OGDI Bridge
• PCI .aux Labelled
• PCI Geomatics Database File
• Portable Network Graphics (.png)
• Netpbm (.ppm,.pgm)
• USGS SDTS DEM (*CATD.DDF)
• SAR CEOS
• USGS ASCII DEM (.dem)
• X11 Pixmap (.xpm)
Pontos Fortes
Leitura de ficheiros DGN e PostgreSQL/PostGIS data provider
Falta de ferramentas de interrogação e wizards
Pontos Fracos
Produto relativamente recente , estando por isso ainda em
desenvolvimento, mas já bastante potente.
Apreciação Global
3.3 uDIG
O User-friendly Desktop Internet GIS, uDIG, é uma aplicação SIG Open Source e uma plataforma de
desenvolvimento orientada para os standards OGC para a internet como Web Map Server, WMS, e o
Web Feature Server, WFS. Desenvolvida pela Refractions Research, permite importar camadas
PostGIS, bem como suportar uma ampla gama de formatos e serviços como Shapefile, OracleSpatial
e DB2. Multi-plataforma (Linux, Mac OS X e Windows) o uDIG é desenvolvido sobre o Eclipse
Workbench (Java) e permite que os programadores o utilizem como base para qualquer aplicação
SIG, proporcionando uma plataforma comum, em Java, para criar aplicações espaciais com outras
componentes de Software Livre. A instalação das versões correntes em Linux é bastante mais
simples do que a do Quantum GIS.
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Apresentamos de seguida um quadro resumo das características do uDIG e uma figura ilustrando a
visualização de uma secção de cadastro predial com o uDIG.
Quadro resumo
Site
Versão
Tipo
Licença
http://udig.refractions.net/
uDig 1.1 RC4 (versão actual).
SIG Desktop.
Licença pública – GNU - GPL
Linguagens (código
JAVA
fonte)
O uDig suporta os protocolos WMS e WFS.
Formatos de dados
Permite ligações a: PostGIS, Oracle, ArcSDE, DB2, ShapeFile, MySQL.
Instalação
A instalação é simples, a ferramenta de “update and extensions” é
muito útil para os utilizadores com poucos conhecimentos sobre a
instalação mais elaborada de alguns pacotes.
Ilustração de uma saída gráfica com o uDIG:
Fig 3. Uma folha cadastral visualizada com o uDIG.
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Para além destas aplicações, que estão em uso, foram alvo de uma breve análise ainda mais as
seguintes:
3.4 GeoServer
O GeoServer é um servidor de mapas que permite o desenvolvimento de aplicações Webmapping.
Implementado em J2EE, contempla as especificações do Open Geospatial Consortium (OGC), WMS
(Web Map Service) e WFS-T (Web Feature Service-Transactional - add, delete, or update features).
O OGC11 é uma associação internacional sem fins lucrativos, criada em 1994, conta com a
participação de 307 membros (12-04-2006) que representam os principais sectores ligados à
indústria da Informação Geográfica (universidades, instituições governamentais, instituições
privadas, produtores de software e de informação).
O OGC assumiu um papel preponderante na resolução dos problemas de interoperabilidade em SIG,
tendo produzido especificações abstractas, como o modelo de referência OpenGIS (Percivall, 2003)
e de implementação como o Web Map Service - WMS (Beaujardiere, 2006), o Web Feature Service WFS (Vretanos, 2005), Geography Markup Language -GML (Cox et al., 2004) e a Web Coverage
Service - WCS (Evans, 2005) entre muitas outras, apresentando assim, um conjunto de Web Services
para disponibilização de Informação Geográfica na WEB.
Quadro resumo
Site
Versão
Tipo
Licença
http://docs.codehaus.org/display/GEOS/Home
GeoServer 1.4.0 (versão actual).
O teste foi realizado com a versão 1.3.0. (Download – 15 de Maio de
2006)
Servidor WEB SIG.
Licença pública - GNU Projecto OpenSource.
Linguagens (código
JAVA
fonte)
O GeoServer suporta os protocolos WMS e WFS-T e os formatos de
saída são: JPEG, PNG, SVG, KML/KMZ, GML.
Formatos de dados
Permite ligações a: PostGIS, Oracle, ArcSDE, DB2, ShapeFile, MySQL,
VPF, MapInfo.
Instalação
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A instalação é simples (linha de comando) de efectuar e a
configuração é executada por meio de uma interface gráfica.
http://www.opengeospatial.org/
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fig 4. Exemplo de utilização da especificação WMS utilizando o OpenJump.
3.5 gvSIG
O gvSIG, projecto Open Source patrocinado pela Comunidade Valenciana, é também um
interessante Desktop GIS da família do JTS, Java Topology Suite, da qual fazem também parte o
Jump, o OpenJump e OpenJump Pirol edition, entre outros.
A tabela seguinte resume as principais características do gvSIG.
Campo
Descrição
gvSIG
Nome
Site
http://www.gvsig.gva.es
Imagem
Versão
0.5 (existe tb a 0.6) ver notas sobre a versão 1.0
Licença
Licença pública - GNU
Descrição
Através do Interface gráfico o utilizador controla o
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programa, visualizando e manipulando os dados.
(interface em português)
Tipo
Desktop SIG
Aplicações /
Funcionalidades
Documentação
Sistema Operativo
Permite editar, visualizar e realizar análises em informação
vectorial, e importar informação vectorial em vários
formatos.
Website com boa documentação em Espanhol.
Independente da plataforma
Linguagens de
programação
Instalação
JAVA
Complicada para a versão 0.5, por causa do ambiente
JAVA
Problema já resolvido na versão 1.0
Formatos de leitura suportados
Vectoriais:
.shp
.dgn v7 (não v8)
.dxf (texto)
.dwg2000 (OpenDWG)
Raster (georeferenciados ou não):
.ecw
.tiff (geotif, tfw)
.jpg, .png, .gif
MrSID
Formatos de dados
.img
.jpeg2000
.bmp
Formatos de escrita suportados
.shp
.GeoTIFF
ECW (apenas em Linux kernel 2.4)
JPEG (georeferenciado)
JPEG2000 (georeferenciado)
dxf (versão 7)
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Postgis
Permite o acesso a servidores WMS e WCS.
Pontos Fortes
Pontos Fracos
Apreciação Global
Leitura de ficheiros DGN
Interface necessita alguma adaptação do utilizador
Instalação complicada.
Produto relativamente recente , estando por isso ainda em
desenvolvimento.
Lançada a versão 1.0, mas ainda não estável
3.6 OpenJump
O Open Jump (JUMP-Unified Mapping Platform) e o OpenJumpPirol edition, é um produto de criação
e gestão de dados gráficos 3D e imagem, disponível em Windows, MAC e Linux, com possibilidade de
ser descarregado da internet gratuitamente.
O Open Jump recebe ficheiros gráficos tipo shape file (Arc Inpho) e GML. Mas, segundo o manual do
produto, só abre GML directamente se tiver sido traduzido pelo programa comercial Feature
Manipulation Engine, FME, da firma Canadiana Safe Software. No IGP experimentamos e não
conseguimos fazê-lo, talvez deficiência da versão que tínhamos ao dispor. Além disso, é sempre
possível abrir os ficheiros GML desde que se programe uma aplicação (script) adequada.
É possível abrir ficheiros imagem, em tiff por exemplo, bastante pesados, sem problema, apenas se
tem de fornecer as coordenadas dos limites.
O Open Jump lê as coordenadas dos elementos gráficos, assumindo o que vem associado quando se
importa esses elementos.
Podem-se criar novos elementos gráficos dentro do Open Jump, desenhando-os directamente com o
rato ou escrevendo as coordenadas rectangulares num ficheiro WKT (Well Known Text)12 que existe
associado a cada elemento.
Uma característica interessante é o fácil acesso a servidores WMS com importação de ficheiros aí
disponíveis. A figura seguinte ilustra esse aspecto.
12
http://www.vividsolutions.com/JUMP/; http://openjump.org/wiki/show/HomePage; http://www.pirol.fh-
osnabrueck.de/pirol-openjump.html; http://en.wikipedia.org/wiki/Well-known_text
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Fig. 5 Importação de um mapa político da Europa com o OpenJump.
Para finalizar esta breve panorâmica das aplicações SL abordadas não podemos deixar de referir que
outras escolhas teriam sido possíveis, nomeadamente o GRASS 13, caso a IG a tratar fosse
predominantemente do tipo “raster”.
4. TRATAMENTO DA CAOP.
A Carta Administrativa Oficial de Portugal, CAOP, é um produto de IG oficial disponibilizado
gratuitamente pelo IGP, a título de IG de cidadania, podendo ser descarregada do endereço
http://www.igeo.pt/caop.htm no todo ou em parte e em diversos formatos. No nosso exemplo
utilizou-se o formato shapefile, shp, e a CAOP do Continente com os Distritos e Concelhos.
A CAOP foi utilizada para os primeiros testes de carregamento da base de dados em ambiente
aberto (Linux + PostGis) e é um bom exemplo da facilidade de importação de shapefiles para o
PostgreSQL/PostGIS, e posterior manipulação num sistema robusto de gestão de base de dados. A
13
http://grass.itc.it/
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CAOP v.4 foi descarregada do site acima referido. O formato shp foi de seguida transferido para sql
utilizando a ferramenta shp2pgsql do PostGIS. O carregamento na BD foi efectuado através do
comando psql do PostGIS, já referido.
Uma vez a CAOP carregada na BD é possível editar as respectivas tabelas com o pgAdmin3 e
visualizar os gráficos com, p.ex., o QGis ou o uDIG. A figura seguinte ilustra a edição da tabela dos
Concelhos a partir do pgAdmin3.
Fig. 6. Edição da tabela Concelhos com o pgAdmin3.
A figura seguinte exemplifica a visualização de uma parte da CAOP, carregada na BD, através do
uDIG.
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Fig 7. Visualização de parte da CAOP com o uDIG.
A grelha correspondente ao seccionamento da SCN10k, originalmente em formato dgn, foi também
carregada na BD, bem como o ficheiro com a designação de cada folha 10k. A figura seguinte
exemplifica a possibilidade de, neste caso através do QGIS, visualizar em simultâneo os extractos
correspondentes aos concelhos da CAOP e a grelha da 10k (seria possível acrescentar as etiquetas
dos nomes dos concelhos e das folhas, mas a figura ficaria ilegível).
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Fig. 8 Saída gráfica dos Concelhos da CAOP com a grelha da SCN10k.
5. TRATAMENTO DO MNT DA SCNK10K RESPEITANTE A UMA FOLHA DO ALENTEJO.
O Modelo Numérico Topográfico da SCN10k.
O Modelo Numérico Topográfico, MNT, é a estrutura de dados topográficos adoptada no início dos
anos 90 pelos organismos antecessores do IGP para modelar a Cartografia em escalas grandes,
SCN10k, e maiores. É uma estrutura complexa que assenta essencialmente na multi-codificação dos
objectos gráficos, os quais obedecem à organização do chamado Catálogo de Objectos, CO.
O MNT baseia-se nos seguintes princípios estruturantes:
1. Os dados estão divididos por domínios, correspondentes aos grandes temas da Cartografia
Topográfica, sendo criado um ficheiro por domínio e por folha do seccionamento
cartográfico oficial.
2. Além dos ficheiros por domínio é também criado um ficheiro único, com todos os elementos
dos domínios, também por folha do seccionamento cartográfico oficial.
3. A estrutura hierárquica do MNT tem, ao nível mais alto, o Domínio, seguido do Sub-Domínio,
Família e Classe de Objectos.
4. Cada Classe de Objectos tem um código único de 8 dígitos, 2 por cada nível hierárquico.
5. Quer nos ficheiros por Domínio, quer no ficheiro único, existem associados a cada elemento
os códigos das várias classes de objectos a que esse elemento pertença (princípio da multicodificação).
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6. Os ficheiros 2D das vias de comunicação e da hidrografia apresentam ainda a representação
dos eixos que são derivados das respectivas bermas.
7. Na estrutura do MNT não existe, quer por domínio, quer no ficheiro único duplicação de
elementos gráficos representativos de objectos contíguos.
8. O MNT não encaixa de forma automática nas estruturas habituais dos SIG pelo que é normal
ter de se fazer algum trabalho de conversão à priori. Se se partir do ficheiro único, e de
forma a manter a informação inerente à multi-codificação, é necessário primeiro criar novos
ficheiros, um para cada código presente.
Foi esse trabalho prévio, feito pelo colega Paulo Patrício do Centro para Geodesia e Cartografia,
CGC, sobre uma folha do Alentejo, que nos permitiu converter cada um desses ficheiros, em
formato dgn, correspondentes a uma família particular de objectos, para o formato shp através da
aplicação Open Source, ogr2ogr. Uma vez obtidos os ficheiros em formato shp segue-se o
procedimento descrito no ponto anterior para os converter em sql e os carregar na BD
PostgreSQL/PostGis.
A designação dos ficheiros .dgn obtidos do trabalho prévio acima referido, é um conjunto de
algarismos idêntico aos códigos das classes de objectos que o utilizador de SIG dificilmente associa
ao objecto em causa. Assim foi criada uma pequena aplicação para associar ao código numérico a
sua tradução em linguagem natural, neste caso em português. A figura seguinte exemplifica uma
parte desse MNT, carregado na BD, visto pelo QGIS.
Fig 9. Parte do MNT de uma folha do Alentejo, carregada na PostgreSQL/PostGIS, vista com o QGis.
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6. TRATAMENTO DO CADASTRO PREDIAL DE UMA SECÇÃO DA ZONA DE AVEIRO.
Para exemplificar a utilização dos dados relativos ao Cadastro Predial, foi escolhida uma zona do
concelho de Ílhavo constituída por duas folhas contíguas – 15304030 e 15404035 (escalas de recolha
1:1000 e 1:2000). Estes dados são fornecidos pelo IGP em diversos formatos e por facilidades de
importação para o PostgreSQL/PostGIS escolhemos importar os shapefiles relativos aos tipos de
elementos mais importantes e uma tabela com a informação alfanumérica:
Produto:
Cadastro Predial
- Datum 73 e Datum Lisboa
- Elipsóide de Hayford
Sistemas de Referência:
- Datum altimétrico de Cascais
- Rectangulares
Sistema de Coordenadas:
- Projecção Gauss - Krüger
Formato:
Suporte Digital: DGN; DXF; DWG
Nomenclatura:
Escalas:
Folhas
Baseada nas coordenadas do seu canto
sudoeste,
aproximada
às
dezenas
de metros (Ex: 23300/14200)
1:1000 e 1:2000
15304030
15404035
Tipos de elementos:
folhas
prédios
marcos propriedade
área social do prédio
construções
edificios (construções em p horiz)
leito de curso de água
cadastro diferido
01_folha.shp
02_predio.shp
03_marco_prop.shp
04_as_predio.shp
05_construcao.shp
06_construcao_ph.shp
07_lca.shp
08_c_diferido.shp
bd proprietários
proprietarios.dbf
Para a importação/carregamento foi utilizado o mesmo método e software dos conjuntos de dados
geográficos anteriores (CAOP e 10K), mas para a importação de tabelas contendo apenas informação
alfanumérica foram utilizados dois tipos diferentes de aplicações. Um comercial, o access2postgree
(para teste/verificação) e um utilitário Open Source incluído na distribuição do PostgreSQL.
Nos testes foram utilizados dados reais e apenas para efeitos desta apresentação foram alguns
campos das tabelas (nomes e moradas) substituídos por dados fictícios.
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A possibilidade de utilizar queries em PostgreSQL/PostGis é imensa e pode e deve ser utilizada em
ambientes onde as questões dos clientes são facilmente identificáveis ou se a aplicação cliente não
o possibilitar.
O passo seguinte é a inclusão de dados raster para apoio á visualização/interrogação dos vectores. A
figura seguinte ilustra a visualização de parte dos dados cadastrais carregados na BD com o QGIS.
Fig. 10 Visualização de dados de cadastro predial com o QGIS.
7. CONCLUSÕES e AGRADECIMENTOS.
A exploração que realizamos a alguns dos produtos de SL no âmbito da IG permite-nos afirmar que
esses produtos são de grande valia para todos aqueles que trabalham com IG e, em particular, para
aqueles que tem interesse em tirar o máximo partido da imensa e valiosa informação constituída
pela SCN10k.
O SL na área da IG atingiu já um nível de sofisticação e qualidade que (quase) o colocam a par dos
mais elaborados produtos comerciais existentes, sendo mesmo, nalguns aspectos, superior àqueles.
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O trabalho que estamos a realizar está ainda no seu começo. Muito falta explorar, nomeadamente
as soluções mais viradas para o WebMapping, bem como as mais vocacionadas para o tratamento de
informação “raster” como o GRASS.
Cremos que as entidades da Administração Central e Local que produzem e/ou utilizam IG,
deveriam apostar nestas soluções de Software Livre, não só pela economia que representam em
investimento e em manutenção, mas, principalmente, pela possibilidade de auto-formação que
essas aplicações proporcionam aos técnicos que as utilizem.
O trabalho deste grupo tem vindo a ser desenvolvido sob o patrocínio do Conselho Directivo do IGP,
nomeadamente do Vice-Presidente, prof. Dr. Rui Pedro Julião, pelo, os nossos agradecimentos vão
em primeiro lugar para o CD do IGP. Agradecemos também aos directores dos Centros que tem
colaborado no projecto, quer aos que permitiram que elementos seus integrassem o grupo, quer
aos que cederam a informação utilizada. Por último, mas não em último lugar, os nossos
agradecimentos ao colega Paulo Patrício, do CGC, pela disponibilização dos ficheiros dgn do MNT da
folha do Alentejo.
REFERÊNCIAS e BIBLIOGRAFIA
Cox, S., Daisey, P., Lake, R., Portele, C., Whiteside, A., 2004, Geography Markup Language (GML),
Version 3.1.0
(URL: http://www.opengeospatial.org/standards/gml, consulta em 29/03/2006).
Douglas, Korry; Douglas, Susan, PostgreSQL, Developers Library, 2003
Evans, J., 2005, Web Coverage Service (WCS), Version 1.0.0 (Corrigendum) (URL:
http://www.opengeospatial.org/standards/wcs, consulta em 28/03/2006).
Percivall, G., 2003, OGC Reference Model. Version 0.1.3 (URL:
http://portal.opengeospatial.org/files/index.php?artifact_id=3836, consulta em 06/08/2005).
Vretanos, P., 2005, Web Feature Service Implementation Specification, Version 1.1.0 (URL:
http://www.opengeospatial.org/standards/wfs, consulta em 29/03/2006).
Refractions Inc. GEOS. Disponível em http://geos.refractions.net/. Acesso em Out 2006
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