SIG na Prevenção Criminal - LEVS

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S.I.G. na Prevenção Criminal
APOIO:
FAPESP – Programa de Políticas Públicas
UNESP
Dez. 2003
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Índice
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................ 03
2. GEOPROCESSAMENTO....................................................................................................................... 03
2.1 S.I.G. - SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS .............................................................. 04
2.1.1 DADOS................................................................................................................................................. 05
2.1.2 RECURSOS HUMANOS ................................................................................................................... 06
2.1.3 METODOLOGIAS ............................................................................................................................. 06
2.1.4 SOFTWARE ........................................................................................................................................ 06
2.1.5 HARDWARE....................................................................................................................................... 06
2.2 ARCGIS .................................................................................................................................................. 07
2.2.1 ARCGIS DESKTOP ........................................................................................................................... 08
2.2.2 ARCIMS............................................................................................................................................... 09
2.2.3 ARCSDE .............................................................................................................................................. 10
2.2.4 ARCEXPLORER ................................................................................................................................ 11
2.3 SQL SERVER......................................................................................................................................... 11
3. DESENVOLVIMENTO .......................................................................................................................... 12
3.1 VISUALIZAÇÃO DOS MAPAS GERADOS...................................................................................... 15
5. CONCLUSÃO .......................................................................................................................................... 18
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA............................................................................................................ 19
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1. Introdução
Este relatório parcial contempla as atividades do cronograma enviado à
FAPESP em janeiro de 2003 e aprovado apenas em junho de 2003 para ser
desenvolvido na Fase II do Projeto “A Geografia do Crime de Marília - SP.
Diagnósticos para uma ação social comunitária”.
Esclarecemos que a participação no projeto teve vários módulos:
• Modelagem da Base de dados espacial;
• Geração de mapas temáticos e geocodificados de acordo com
as necessidades do projeto;
• Relacionamento das bases de dados espacial e relacional para
geração de mapas de criminalidade;
• Criação de mapas utilizando a ferramenta ArcIMS para
disponibilização dos mesmos via web;
• Configuração do servidor web;
Trata-se de um relatório parcial e, por esse motivo, ainda está em fase
final de elaboração, tendo sido antecipada a entrega em atendimento à exigência da
FAPESP de encaminharmos com antecedência para a renovação, sem risco de
interrupção da bolsa.
2. Geoprocessamento
É o conjunto de categorias de técnicas relacionadas ao tratamento da
informação espacial, ou seja, técnicas para coleta de informação espacial
(cartografia,
Sensoriamento
Remoto,
GPS,
fotogrametria),
técnicas
de
armazenamento de informação espacial (banco de dados orientado a Objetos,
relacional), técnicas para tratamento e análise de informação espacial (como
modelagem de dados, funções topológicas, geoestatística, rede) e técnicas para o
uso integrado de informação espacial como os sistemas GIS (Geographic
Information Systems), LIS (Land Information Systems), AM/FM (Automated
Mapping/Facilities Management), e CADD (Computer-Aided Drafting and Design).
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2.1 S.I.G. - Sistema de Informações Geográficas
Os Sistemas de Informações Geográficas são manuseados em
computadores através de softwares de geoprocessamento que integram as bases
geográficas a bancos de dados e possuem as ferramentas adequadas utilizando
técnicas apropriadas para o desenvolvimento de análises.
Os Sistemas de Informações Geográficas podem ser utilizados em muitas
aplicações, tais como: Planejamento e Gestão Urbana e Regional, Meio Ambiente,
Infra-estrutura, Agricultura, Segurança, Transportes, Educação, Marketing entre
outras.
As análises espaciais ainda são procedimentos novos no processo de
tomada de decisões. O SIG possibilita de maneira rápida e segura as análises que
antes eram efetuadas manualmente pela polícia, permite a agregação de um grande
número de informações, sendo um ambiente imprescindível no mundo moderno de
transformações muito rápidas, referenciadas espacialmente.
Para definir um sistema de Informação Geográfica, deve-se levar em
consideração as diversas definições apresentadas por vários autores que atuam no
campo científico. Devemos considerar também a evolução deste conceito, diante
das necessidades de conhecer as características geográficas e o progresso
tecnológico.
Para Calkins & Tomlinson (1977) os sistemas de informações geográficas
são seqüências ordenadas de operações, desenvolvidas para auxiliar o usuário nas
tarefas de observar, coletar, armazenar e analisar dados, com a finalidade de dar
apoio aos processos de decisões. (Röhm, 2003, p. 5)
Hanigan (1988) definiu sistema de informações geográficas como
qualquer sistema de informações que pode:
• Coletar, armazenar e recuperar informações espaciais;
• Identificar locais que pertencem a um dado ambiente, segundo algum
critério pré-definido;
• Explorar relações entre os conjuntos de dados relacionados com um dado
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ambiente;
• Analisar os dados relacionados espacialmente com o fim de auxiliar a
tomada de decisões sobre o ambiente;
• Facilitar a seleção e a transferência de dados para aplicação de modelos
analíticos capazes de avaliar o efeito de alguns procedimentos que
alteram o ambiente;
• Apresentar o ambiente selecionado em forma gráfica ou numericamente,
antes e depois da análise. (Röhm, 2003, pág. 5)
Um Sistema de Informação Geográfica (SIG) é o ambiente que permite a
integração de dados referenciados espacialmente com intuito de desenvolver
análises espaciais que são a base para o planejamento e a gestão de qualquer tema
que tenha a localização como variável fundamental, ou seja, um SIG nada mais é
que um conjunto de componentes: Dados, Recursos Humanos, Metodologias,
Software e Hardware.
2.1.1 Dados
Os dados alimentam o sistema, permitindo gerar informação, que é a
atribuição de significado aos dados. Atualmente o que tem revolucionado os
processos de utilização da informação é a maneira que ela pode ser rapidamente
processada e utilizada para diferentes objetivos pelo modo de sua apresentação,
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seja georreferenciada ou mapeada.
2.1.2 Recursos Humanos
Este é um componente muito importante para a implantação de um SIG,
pois só com pessoal treinado e qualificado poderá ser garantida a eficiência e
eficácia da aplicação. Como em qualquer organização, novas ferramentas só se
tornam eficientes quando se consegue integrá-las adequadamente ao processo total
de trabalho.
2.1.3 Metodologias
Estão ligadas diretamente à experiência e ao conhecimento do
profissional, que após definir um objetivo, submete seus dados a um tratamento
especifico para que se possa obter o resultado desejado. Isso mostra que a
qualidade dos resultados depende tanto do avanço da tecnologia e capacidade de
processamento, quanto da experiência do profissional.
2.1.4 Software
Pode-se definir software como o conjunto de programas com o objetivo
básico de coletar, armazenar, processar e analisar dados geográficos. O software se
divide em cinco módulos:
1. Coleta, Padronização, Entrada e Validação de Dados;
2. Armazenamento e Recuperação dos Dados;
3. Transformação ou Processamento de Dados;
4. Análise e Geração de Informação;
5. Saída e Apresentação de Resultados.
2.1.5 Hardware
Pode ser definido como o conjunto de equipamentos físicos necessários
para a instalação do software para que o mesmo possa executar suas funções.
Alguns exemplos de hardware: computador, plotter, scanner, impressora, unidades
de armazenamento.
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2.2 ArcGIS
O ArcGIS compreende um conjunto escalonável de programas que
compartilham a mesma arquitetura de componentes, é um SIG que consta de três
componentes fundamentais:
ArcGIS Desktop: Nome coletivo dado para três produtos que são ArcView,
ArcEditor e ArcInfo.
ArcSDE:
Servidor
de
dados
referenciados,
disponibiliza
interface
para
gerenciamento de Banco de Dados relacionais.
:
ArcIMS Software SIG ambientado para Internet, usado para distribuição de dados
geográficos e de serviços via Internet.
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2.2.1 ArcGIS Desktop
Como dito anteriormente o ArcGIS Desktop compreende os três produtos:
ArcView, ArcEditor e ArcInfo que se apresentam e trabalham da mesma maneira.
São diferentes somente na quantidade de funções disponíveis. O ArcInfo tem mais
funções do que o ArcEditor e ArcEditor mais do que o ArcView. Isto tem a grande
vantagem de que tudo o que o usuário aprenda para o produto mais básico
(ArcView) poderá ser usado em qualquer um dos outros dois produtos. Os três
produtos compartilham três aplicações: ArcMap, ArcCatalog e ArcToolbox.
O ArcEditor está principalmente projetado para criar e editar geodatabases
e coverages. Abrange uma versão completa de ArcMap, incluindo todo o editor de
objetos e ArcCatalog. Permite criar e modificar arquivos shape, coverages, personal
geodatabases e multiuser geodatabases.
O ArcInfo é o produto funcionalmente mais rico da família de produtos
ArcGIS. Inclui toda a potência que pode dar ArcView e ArcEditor e inclui uma
aplicação completa de ArcToolbox e uma versão de ArcInfo Workstation.
O ArcCatalog é a aplicação de ArcView 8 que o usuário pode utilizar para
localizar, explorar, e gerenciar os dados geográficos. Com ArcCatalog, é possível
folhear e pré-visualizar os dados geográficos armazenados no computador, na rede,
ou até mesmo na Internet. O usuário pode ter acesso a mapas e dados diretamente
e também pode abrir ArcMap e ArcToolbox desde ArcCatalog para começar a
trabalhar a qualquer hora com os seus dados. O ArcCatalog é uma ferramenta de
gerenciamento que o usuário usa para se conectar e pré-visualizar os dados
geográficos e os seus atributos. O usuário usa a árvore de catálogo que é
semelhante ao Windows Explorer de Microsoft para folhear os seus dados. Uma vez
que achou os dados com os quais quer trabalhar, pode fazer uma pré-visualização.
No ArcCatalog, pode-se pré-visualizar tanto a geografia como os atributos
dos dados espaciais. A tabulação Preview, exibe as características geográficas do
dado usando a opção Geography. Para ver atributos, o usuário pode trocar para a
opção Table.
O modo de visualização de tabela permite investigar e comparar atributos,
ordenar, adicionar e remover campos, e exportar a tabela.
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O ArcCatalog também inclui ferramentas para fazer zoom, pan e identificar
características.
O ArcMap constitui a aplicação central de ArcView 8 e a que o usuário
utiliza para visualizar, gerar, editar, consultar, analisar e apresentar os dados
geográficos.
O ArcToolbox é a terceira aplicação que encontra-se no ArcView 8, possui
ferramentas para trabalhar com os dados geográficos.
O ArcToolbox está organizado em conjuntos de ferramentas que fornecem
soluções para diferentes tipos de questões relacionadas ao processamentos dos
dados espaciais.
ArcToolbox contém tanto Tools como Wizards. Uma “Tool” ou ferramenta
é indicada por um ícone de martelo e permite rodar múltiplos trabalhos ao mesmo
tempo usando um “batch mode”.
No ArcToolbox estão concentradas as funções para geoprocessamento de
shapefiles e de geodatabases.
2.2.2 ArcIMS
O ArcIMS oferece uma plataforma comum para a integração em tempo
real de dados procedentes de qualquer parte do mundo. Com ele pode-se ter acesso
a recursos na www para uma melhor escolha de decisões. O ArcIMS permite
compartilhar, integrar e analisar, dados de novas maneiras. O usuário pode
combinar dados e informações disponíveis via Internet com dados locais para
visualização e análises.
O ArcIMS tem como principais características: instalação simples,
implementação e administração através de assistente, capacidade para oferecer
imagens e vetores, integração de dados locais com dados na Internet, administração
e manutenção simples, disponibilidade para Windows e UNIX e arquitetura de
servidor altamente escalonável.
A arquitetura do ArcIMS foi desenvolvida especificamente para servir
dados GIS e oferecer novos serviços na Internet. Permite a sua utilização tanto em
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uma pequena rede intranet quanto em sites com múltiplos acessos. Foi desenvolvida
para facilitar a criação de serviços de mapas, configuração das páginas web para
comunicação dos serviços de mapas.
2.2.3 ArcSDE
O ArcSDE tem como principal função permitir a conexão entre o ArcGIS
Desktop das estações e os dados geográficos em um servidor. Facilita o controle
dos dados espaciais em um sistema de gerenciamento de base de dados, além de
permitir o controle de informações nos seguintes bancos de dados: IBM DB2,
Microsoft SQL Server, Informix e Oracle. O ArcSDE tem um importante papel em
sistemas distribuídos de dados geográficos, além de ser um componente chave no
gerenciamento de um banco de dados espacial multi-usuário. O ArcSDE
desempenha três papéis principais ao fornecer a ponte entre o software GIS da
ESRI e o DBMS, que são: sistema multi-usuário de ArcGIS, ferramenta de
desenvolvimento usando ArcObjects ou sua própria interface de aplicação Java ou C
e um servidor de aplicações para entregar dados espaciais a muitos usuários. As
principais características do ArcSDE são:
• Flexibilidade e Desempenho: distribui as aplicações de GIS entre o
servidor de banco de dados, o cliente e o ArcSDE application Server,
melhorando o desempenho de um sistema completo de GIS. Possui
métodos de armazenamento que fornecem uma representação rápida e
compacta dos dados espaciais.
• Base de dados portátil: possui a capacidade de exportar e importar
dados de um DBMS para outro sem perda de informações.
• Integridade dos dados: controla a integridade de informações dos
polígonos, dos pontos e das linhas adicionados ao banco de dados.
• Interface de programação nas aplicações: disponibiliza funções de GIS
para o desenvolvimento avançado em C e Java APIs.
• Custos reduzidos para desenvolvimento de base de dados e das
aplicações: permite que o usuário escolha a ferramenta mais apropriada
para a criação de maneira rápida de suas aplicações, utilizando para tanto
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ArcInfo 8 ArcObjects, ArcSDE Java, C API e MapObjects.
2.2.4 ArcExplorer
ArcExplorer é um visualizador de dados que está disponível gratuitamente
para download e oferece um caminho fácil para desempenhar funções básicas de
GIS. O ArcExplorer é utilizado para uma grande variedade de apresentações,
perguntas, e aplicações de recuperação de dados e suporta uma variedade grande
de fontes de dados padronizadas, é um ótimo veiculo para publicação de dados.
O ArcExplorer promove relação direta com o usuário através da barra de
menu e da barra da ferramentas; com estes recursos, pode-se facilmente adicionar
temas das origens dos dados existentes, controlar características do tema, imprimir
mapas, zoom in/out, pan, identificar feições do mapa, e identificar essas feições
através dos tips (os quais são caixas de diálogo que permitem que se veja os dados
associados à uma feição em seu mapa.)
As principais características dos
ArcExplorer são:
• suporte para vários formatos de imagem tais como:MrSID, JPEG, ADRG,
ERDAS, GIF, TIFF, GeoTIFF, ArcInfo Grid, CIB, NITF, e muitos outros;
• suporte para formatos militares como: Vector Product Format (VPF);
• suporte para formatos CAD como: DXF, DWG e DGN;
• suporte para combinações de endereço: através do MapObjects 2 da Esri,
um geocodificador;
• suporte para o ArcSDE.
2.3 SQL Server
O Microsoft SQL Server é um sistema de gerenciamento de banco de
dados cliente/servidor de alto desempenho com alta integração com o Windows.
Tem como principais características:
• Agendamento;
• Monitor de Desempenho;
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• Integração com serviços de múltiplas linhas;
• Log de eventos do Windows.
Replicação nativa permite disseminar informações para diversos locais,
reduzindo a dependência de um servidor único, e deixando a informação necessária
mais próxima de quem realmente precisa dela. Possui arquitetura paralela que
executa as funções de banco de dados simultaneamente para diversos usuários e
tira proveito de sistema com múltiplos processadores. Gerenciamento centralizado
de todos os servidores através de uma arquitetura de gerenciamento distribuída,
com uma interface visual de gerenciamento.
O Microsoft SQL Server vem com diversas ferramentas de administração
que são executadas a partir de um servidor Windows. Apresentando algumas
abaixo:
• Enterprise Manager: tem como função gerenciar vários servidores.
• Service Manager: permite iniciar, pausar, continuar e parar os serviços do SQL
Server.
• Query Analyzer: permite administrar diretamente o SQL Server usando
comandos SQL.
• Profiler: permite monitorar toda a atividade do servidor e registrar essa
atividade em arquivos de log.
• ClientNetwork Utility: configura o software de acesso cliente numa estação.
• Performance Monitor:
monitora o desempenho do sistema integrado ao
Performance Monitor do Windows.
3. Desenvolvimento
O módulo de geoprocessamento começou a ser trabalhado a partir de
junho de 2003, quando começamos a discutir as necessidades e quais seriam os
tipos de mapas a serem gerados. Com isso, iniciamos um processo de levantamento
de requisitos e dados existentes, verificando diversos problemas conforme descritos:
• Nenhum arquivo (mapa) com extensão do ArcGIS criado anteriormente.
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• Nenhum arquivo (mapa) de setorização da cidade de Marilia.
• Ausência de documentação especificando as necessidades do projeto com
relação ao uso do geoprocessamento.
• Base de dados relacional de ocorrência deficiente, com tais problemas:
o Base de dados relacional criada em Banco de Dados não suportado
por ArcGIS;
o Nomes de logradouros inconsistentes;
o Ausência de Numeração do local da ocorrência;
• Base de dados espacial inexistente.
Após o levantamento verificamos que nada foi feito neste módulo e
começamos a elaboração de um planejamento para as atividades a serem
desenvolvidas, conforme descritas abaixo:
• Geração do mapa de setorização de Marília utilizando como base os dados da
Fundação IBGE, que divide o município (área urbana) em 263 setores
censitários;
• Geração de nova setorização de Marilia agrupando os setores censitários em
apenas 13;
• Aquisição da base de dados espacial georreferenciada dos logradouros do
município de Marília;
• Padronização da base de dados relacional com o intuito de migrar para o banco
de dados SQL Server;
• Geração de tabelas com dados sócio-demográficos para a geração dos mapas
temáticos.
Com
base
nestes
estudos
podemos
definir
que
o
módulo
de
geoprocessamento consiste na elaboração de mapas temáticos e geocodificação
dos crimes ocorridos no município de Marilia-SP. Pode-se considerar que:
A geocodificação é vital para o mapeamento da criminalidade,
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uma vez que é a maneira mais difundida de introduzir dados
sobre o crime em um SIG. O registro dos crimes se dá quase
sempre através do endereço ou algum atributo locacional, e é
esta informação que permite fazer a conexão entre o banco de
dados e o mapa. (GONÇALVES, 2002, p.20)
As informações são coletadas através do front end que insere a ocorrência
no banco de dados local, MySQL, após isso, esses dados são exportados para o
banco de dados geral, Microsoft SQL Server que irá gerenciar as informações para a
criação dos mapas temáticos e geocodificados.
Para a geocodificação, conforme dito anteriormente, adquirimos o mapa
de logradouros georreferenciados e incrementamos ao mapa setores de bairros
para uma melhor visualização dos mesmos. Foram criados dois tipos de mapas: os
temáticos e o geocodificados.
O mapa temático é uma maneira poderosa de visualização e análise dos
dados. Esses dados processados recebem forma gráfica de maneira que possam
ser vistos no mapa. Esses mapas têm como objetivo proporcionar oportunidade de
análise espacial com ferramentas de seleção e consulta.
Com os mapas temáticos relacionamos outros fatores à localidade, ou
seja, locais com alta incidência criminal, como existência de favelas, escola, bancos,
comércios, sistemas de saúde, podendo ajudar os órgãos de segurança pública a
direcionarem seus trabalhos de uma maneira mais eficiente.
A geocodificação dos crimes, nada mais é que a locação dos pontos em
todas as áreas onde ocorreram os delitos podendo ser realizadas várias análises por
setores de bairros, por bufferização, por áreas específicas entre outras.
Outro fator importante que devemos destacar é a divulgação dos dados
via Internet, no qual dividimos em dois grupos de usuários: enquanto os mapas
temáticos
(infra-estrutura,
índice
de
analfabetos,
saneamento
básico)
são
disponíveis para toda a comunidade, os mapas com informações dos envolvidos em
crimes (boletins de ocorrências, termos circunstanciados e flagrantes) são
disponibilizados somente para as autoridades de segurança.
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3.1 Visualização dos Mapas Gerados
Após todas as etapas podemos visualizar os resultados através dos
mapas nas diferentes maneiras e ferramentas disponíveis conforme mostrado a
seguir:
Mapas Temáticos gerados a partir da Ferramenta ArcMap
Qualidade de Vida
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Índice de Exclusão/Inclusão Social
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Mapas Geocodificados gerados a partir da Ferramenta ArcMap
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Mapas Geocodificados gerados a partir da Ferramenta ArcIMS
5. Conclusão
Com base no que foi mostrado, podemos dizer que muito se avançou
durante este período, mas ainda existem muitos problemas a serem trabalhados,
tais como: a implantação dos mapas nos distritos policiais para que as autoridades
possam realizar seu planejamento, a disponibilização efetiva dos dados via Internet
para toda a população, o controle de acesso para distinguir o dado a ser
disponibilizado para cada tipo de usuário (autoridade de segurança e população em
geral). Entretanto muitos mapas já estão sendo utilizados pelo projeto para várias
linhas de pesquisas e também estamos em fase de implantação de mapas no
COPOM (Policia Militar) para minimizar o tempo de atendimento das chamadas 190.
Para tanto utilizaremos o ArcExplorer por ser uma ferramenta gratuita e por ser de
fácil utilização, no qual facilitará o treinamento dos policiais militares.
Temos certeza que muito já foi feito no período de 06 meses, e que até o
final do primeiro semestre de 2004, já estaremos com todo o cronograma cumprido
qual seja:
• Implantação do SIG nos Distritos Policiais, com a instalação do
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ArcExplorer;
• Implantação do SIG para realização de consultas a endereço, no
COPOM (Polícia Militar);
• Publicação dos Mapas na Web, disponibilizando os dados de
acordo com o tipo de usuário;
• Criação da página de apresentação dos mapas na web;
• Cadastro e atualização da base de arruamentos da cidade de
Marília;
• Treinamento aos usuários para a utilização do SIG na realização
de consultas e planejamento.
Referência Bibliográfica
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<URL: http://www.cieg.ufpr.br/Cieg/geoproc/conc_int.htm>, out-2003.
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disponível
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Röhm, Sérgio Antonio. Sistemas de Informações Geográficas. Apostila.
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Martins, Renato de Almeida. Microsoft SQL Server 7 – Instalação, configuração e
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