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Implementação de um SIG numa pedreira de produção de agregados
de rocha carbonatada
GIS implementation in a quarry
Filipe Bernardes (1) e José Lopes Velho (1)
(1) Departamento de Geociências, Universidade de Aveiro, 3810 Portugal
[email protected]; [email protected]
SUMÁRIO
O presente trabalho tem como objectivo apresentar a metodologia desenvolvida na implementação de um
Sistema de Informação Geográfico (SIG) numa pedreira. O trabalho desenvolvido consistiu na criação de uma
base de dados geográficos. O software escolhido foi o ArcView8 constituído pelas componentes ArcCatalog,
ArcMap e ArcToolbox que serviram para a edição, a manipulação e a análise de dados geográficos. Finalmente,
procedeu-se à elaboração dos mapas temáticos.
Palavras-chave: SIG; Pedreira; ArcView; Mapas temáticos.
SUMMARY
This work has the main goal to present the methodology developed in an implementation of a Geographic
Information System (GIS) in a quarry. The work consisted in creating a geographic data base. The selected
software was ArcView8 formed by the components ArcCatalog, ArcMap and ArcToolbox that were used for
edition, manipulation and analysis of geographical data. Finally, thematic maps were made.
Key-words: GIS; Quarry; ArcView, Thematic maps.
Introdução
Os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) são
utilizados como ferramentas informáticas utilizadas
na manipulação de dados espaciais.
Os SIG encontram as suas principais aplicações na
gestão de recursos, nas telecomunicações, no planeamento urbano e regional, no mapeamento de rotas e
em todas as ciências que utilizam dados relativos à
superfície da Terra.
Um SIG é definido como sendo um sistema constituído por hardware, software e procedimentos, construído para suportar a captura, gestão, manipulação,
análise, modelação e visualização de informação
referenciada no espaço, com o objectivo de resolver
problemas complexos de planeamento e gestão que
envolvem a realização de operações espaciais [1].
O objectivo deste trabalho é o de mostrar a implementação de um SIG numa pedreira de produção de
agregados de rocha carbonatada. A empresa tinha
necessidade de conhecer com grande pormenor a
mineralogia e sobretudo o quimismo das rochas de
modo a melhorar o processo de produção. Perante
estas exigências decidiu-se que a melhor forma de
resolver o problema seria a implementação de um
SIG. Para o efeito é apresentada a metodologia
desenvolvida, para além dos resultados obtidos. No
caso presente, o interesse do SIG para a empresa
extractiva foi o de compilar os dados geográficos
existentes, criar novos dados, efectuar consultas aos
atributos dos dados e ainda a visualização e impressão dos dados sob a forma de mapas temáticos.
Metodologia e Resultados
Para a implementação do SIG o software escolhido
foi o ArcView8, desenvolvido pela ESRI [2] e que é
constituído por três componentes fundamentais: o
ArcCatalog, o ArcMap e o ArcToolbox. O primeiro
serve para gerir e explorar os dados geográficos
permitindo a edição de metadados e a criação de
novos temas. O ArcMap permite efectuar análises de
modo a resolver problemas de índole espacial, criar
novos temas e preparar a apresentação dos dados
para impressão ou a sua apresentação visual. O
ArcToolbox possui ferramentas para o processamento e análise dos dados geográficos. A construção
do SIG foi feita em três fases distintas (figura 1):
1-Criação da base de dados geográficos;
2-Edição, manipulação e análise de dados geográficos (input de dados em ArcView);
3-Criação de mapas temáticos.
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A organização dos dados em geodatabases é
possível apenas para os dados vectoriais. Os dados
“raster” são organizados em raster datasets
divididos em raster bands que representam os
valores de cor associados aos atributos das imagens.
A maioria dos dados existentes na empresa
encontrava-se em formato raster ou em formato
CAD. Como a maioria dos mapas que se pretendiam
construir envolvia a utilização de informação em
formato CAD, foi necessário que esta fosse
convertida para geodatabase e, após isto, para
shapefile. A utilização de shapefiles em vez de
ficheiros CAD permitiu, para além da edição dos
atributos de cada entidade geográfica (como a cor ou
a espessura das linhas), criar novos temas e utilizar
as capacidades de análise do ArcMap ao máximo.
Fig. 1: Flowchart utilizado na construção do SIG.
1 – Criação da base de dados geográficos
A primeira fase na construção do SIG passou pela
criação de uma base de dados geográficos, cuja função é armazenar os dados raster sob a forma de
imagens georreferenciadas, e vectoriais em formato
CAD ou SHP (shapefile), bem como os atributos
(sob a forma de tabelas) associados a estes dois tipos
de dados, de forma a que sempre que ocorresse
adição, ou remoção de dados, esta fosse actualizada.
Antes dos dados serem enviados para o ArcMap,
estabeleceu-se qual o sistema de projecção que lhes
seria atribuído: neste caso, optou-se pelo Datum 73.
O modelo Geodatabase utilizado encontra-se representado na figura 2. O modelo Geodatabase da
ESRI® pode ser definido como uma estrutura de dados capaz de arquivar entidades geográficas, representadas como objectos com propriedades, comportamentos e relações bem evidenciadas. Cada Geodatabase criada divide-se num feature dataset que
agrupa feature classes com diferentes geometrias.
Uma das funcionalidades básicas de um SIG é a
capacidade de representar dados espaciais em
formato digital. Um objecto bidimensional pode ser
representado por um ponto, uma linha ou um
polígono (modelo vectorial, baseado em objectos) ou
por uma grelha dividida em células de dimensão
constante onde a cada célula é atribuído um valor
(modelo raster, baseado em campos) [3] [4].
Fig. 2: Modelo Geodatabase utilizado para a
elaboração do SIG.
2-Edição, manipulação e análise de dados
geográficos
A informação geográfica é organizada em layers,
camadas ou temas onde cada layer representa uma
entidade com atributos bem definidos. Um conjunto
de layers pode ainda ser agrupado numa Group
Layer.
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A edição e manipulação de shapefiles permitem a
rectificação de pequenos erros na posição e
dimensão dos atributos e criar novos atributos em
shapefiles criadas para o efeito. O processo de
edição/manipulação encontra-se representado na
figura 3 apresentando-se como exemplo a criação da
shapefile Geologia_ÁreadeReserva.
A criação de novas layers vectoriais pode ser feita a
partir de operações de overlay topológico onde são
criados novos temas a partir da alteração da
geometria e/ou atributos dos temas originais. A
figura 3 mostra as operações de overlay topológico
para a criação do tema Geologia_ÁreadeReserva.
Neste caso aplicou-se uma operação de corte,
utilizando como polígono de corte a layer Área de
Reserva que reduziu a extensão espacial do tema
Geologia Idade/Litologia. Outra aplicação da
operação de overlay topológico é obtida a partir da
intersecção do tema Geologia_ÁreadeReserva com o
tema SiO2_Marga. Este novo tema permite avaliar se
a distribuição de sílica na pedreira é ou não
dependente da natureza das formações.
A criação de temas onde se combine a geologia com
o quimismo das formações pode ser muito útil no
planeamento da extracção uma vez que permite
determinar, de um modo relativamente rápido, zonas
mais ou menos ricas num determinado elemento,
tendo sempre em conta a incerteza associada aos
modelos químicos.
A análise dos dados geográficos pode ser feita por
consultas (queries) ao mapa, utilizando-se para tal a
ferramenta Identify Tool, que permite a obtenção dos
atributos de uma determinada entidade. A consulta
aos mapas pode ser efectuada a partir dos atributos
das entidades geográficas, ou das relações espaciais
que estas apresentam com entidades contíguas.
Na consulta por atributos há que definir uma
expressão SQL, que vai procurar na base de dados
os atributos que satisfaçam as condições
especificadas. Na consulta por localização, são
seleccionadas todas as entidades que satisfaçam um
critério de localização, como a distância a que uma
linha se encontra de outra ou a zona onde um tema
intersecta outro. A grande vantagem destes dois
processos reside na possibilidade de exportar as
entidades seleccionadas o que permite a criação de
novos temas. Na figura 4 é apresentado o resultado
de uma consulta por atributos. Pretendia-se que, a
partir da layer Cadastro (4a), fossem seleccionados
todos os terrenos cujos proprietários fossem casados.
Após a conclusão da procura as entidades cujos
atributos satisfizessem a condição estabelecida
foram seleccionadas e exportadas criando-se a layer
Cadastro_EstadoCivil=Casado (4b).
mapa apenas é dependente das necessidades do
utilizador e, nalguns casos, das capacidades de
processamento do computador.
Após a criação dos mapas temáticos, estes podem
ser utilizados para visualização em monitor, sendo
todas as consultas e análises feitas directamente em
ArcMap™, ou preparados para impressão, sendo
necessário criar layouts que contenham o mapa e
todos os elementos necessários à sua interpretação,
como escalas e legendas.
Finalizando o trabalho desenvolvido, os dados
geográficos trabalhados encontram-se disponíveis
num espaço do servidor da empresa criado em
especial para o efeito. Para além dos dados
geográficos foi ainda disponibilizado o ArcExplorer
9 – Java Edition™, um visualizador freeware
disponibilizado pela ESRI® que permite ao
utilizador a criação, consulta e impressão de mapas
temáticos [5] [6]. A disponibilização deste
visualizador foi feita a pensar em todos os
utilizadores que, na empresa, não tenham acesso ao
ArcView™ e que apenas estejam interessados na
criação de mapas e não em todo o processo de
elaboração e de análise de dados geográficos.
Conclusões
Os SIG, como ferramentas de análise espacial,
podem ser encarados como poderosos auxiliares na
gestão de recursos naturais, uma vez que permitem o
armazenamento da informação em formato digital,
um rápido acesso aos dados e são facilmente
adaptáveis
às
necessidades
de
diferentes
utilizadores. No entanto, a sua complexidade
técnica, quer ao nível conceptual ou informático,
pode dificultar a sua implementação em
determinadas empresas, que não estejam receptivas
aos custos associados à aquisição de software e
hardware, e à contratação de pessoal qualificado.
Referências Bibliográficas
[1] ABRANTES, Graça (1998), Sistemas de Informação
Geográfica (on-line), Universidade Técnica de Lisboa –
Instituto Superior de Agronomia, Lisboa [disponível em
www.isa.utl.pt/dm/sig/sig/sigconceitos,
acedido
a
28/11/2005]
[2] BOOTH, Bob e MITCHELL, Andy (1999 – 2001),
Getting Started with ArcGIS, ESRI, EUA, pp. 6 – 150
[Documento electrónico]
[3] CÂMARA, G., DAVIS, C. e MONTEIRO, A. M. V.
(edts.) (2001), Introdução à Ciência da Geoinformação –
2ª Edição, revista e ampliada (on-line), INPE, São José
dos Campos (acedido a 12/12/2005) [disponível em
www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd].
[4] DAVIS, C. e FONSECA, F. (2001), Introdução aos
Sistemas de Informação Geográfica, Universidade Federal
de Minas Gerais – Instituto de Geociências: Departamento
de Cartografia, Belo Horizonte, 261 p.
[5] ESRI (2001), CAD and the Geodatabase – An ESRI
White Paper, ESRI, EUA, 18 p. [disponível on-line em
www.esri.com, acedido a 15/12/2005]
[6] MACDONALD, Andrew (1999 – 2001), Building a
Geodatabase, ESRI, EUA, pp. 4 – 128 [Documento
electrónico].
3-Criação de Mapas Temáticos
A capacidade de organizar os temas em camadas de
informação é muito útil na criação de mapas
temáticos que, basicamente, são o resultado da
sobreposição de layers raster com layers vectoriais,
ou, apenas, de layers vectoriais. A complexidade do
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Fig. 3: Criação da layer Geologia_ÁreadeReserva.
Fig. 4: Aplicação de consultas em ArcMap. (a) Layer Cadastro; (b) Nova layer, criada por exportação das
entidades
da
layer
Cadastro
por
aplicação
da
expressão
SQL_Estado_Civil=Casado.
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