Metodologia de Implantação de um Sistema de Informações Geográficas na Telecomunicações do Paraná: Proposta (1997)

Trabalho de graduação apresentado para conclusão de curso à disciplina TG-085 - Projeto Final do curso de graduação em Engenharia Cartográfica do Setor de Tecnologia da Universidade Federal do Paraná. 1996
Professora Orientadora: MÁRCIA QUINTAS.

ANDRIGO LOBO CHIAROTTI
ÂNGELA KUGLER
ARY OSIRIS JOHANSSON JUNIOR
GRACIELA GONCHO
MACARCY BERNARDINI ENGELBERT
ROGÉRIO BORDENOUSKY

Agradecimentos
Resumo
Abstract
Introdução
1) Revisão da Literatura
2) Descrição da Área em Estudo
2.1) Histórico da Cidade Industrial de Curitiba
2.2) Descrição da Quadra em Estudo
3) Metodologia de Análise de Tratamento dos Dados
3.1) Fluxograma da Metodologia
3.2) Definição dos Objetivos do SIG para a Metodologia a ser Implantada
3.3) Estudo e Escolha do Software e Hardware
3.4) Preparação da Base Cartográfica
3.5) Preparação do Banco de Dados
3.6) Criação da Topologia
3.7) Banco de Dados
3.8) Apresentação dos Resultados
4) Análise de Principais Custos e Benefício Imediatos
5) Conclusão
Apêndice 01 - Telepar
Apêndice 02 - Recursos Básicos e Características de um SIG
Apêndice 03 - o Software Mapinfo
Apêndice 04 - Métodos para Captura de Dados Gráficos
Apêndice 05 - Erros na Transformação de Arquivos CAD/GIS
Apêndice 06 - o Sistema UTM
Apêndice 07 - o Banco de Dados
Glossário
Referências Bibliográficas

Agradecimentos

À Professora Márcia, por ter acreditado em nossa equipe e assumido a orientação do trabalho. Uma amiga que acompanhou, aconselhou e participou com confiança e dedicação do desenvolvimento deste.

Nossos agradecimentos a todos que nos auxiliaram, pois este trabalho não poderia ter sido realizado sem o apoio do Centro Integrado de Estudos em Geoprocessamento (CIEG), por nos ter cedido espaço, pessoal e equipamentos, em especial ao Professor Alzir Felippe Buffara Antunes que nos momentos de incerteza e obscuridade nos auxiliou com a sua experiência. À Telecomunicações do Paraná S/A (TELEPAR), em especial à Ricardo Engelbert e Zuriel Siqueira Raasch pela proposta e cooperação. À Companhia de Desenvolvimento de Curitiba (CIC S/A), pelas informações cedidas. Ao colega Franco Amato, pelo apoio e ajuda nos momentos de dúvidas e incertezas. Ao departamento de geografia, em especial à professora Rosemy Nascimento, por ter cedido o seu laboratório de Geoprocessamento. À Esteio Engenharia e Aerolevantamentos, em especial ao Engenheiro Amauri Alfredo Brandalize pelo apoio e empréstimo de equipamentos e materiais. Agradecemos ainda a todos que direta e indiretamente tenham contribuído para a realização deste trabalho.

RESUMO

Diante do grande número de informações necessárias ao planejamento para a venda dos serviços de telecomunicações, o setor de Marketing da Telecomunicações do Paraná (TELEPAR), sente a necessidade da implantação de um sistema que manipule tais informações de forma integrada, de modo a estabelecer operações de análise de suas relações espaciais. Este trabalho propõe utilizar a capacidade e potencialidade da tecnologia dos Sistemas de Informações Geográficas (SIG), de processar e integrar dados alfa numéricos com uma base cartográfica, para desenvolver uma metodologia afim de suprir as necessidades da TELEPAR. Essa metodologia foi desenvolvida sobre uma área piloto, bastante reduzida, situada na Cidade Industrial de Curitiba, de modo a localizar clientes atuais e potenciais e identificar as necessidades presentes e futuras por serviços de telecomunicações. Para o desenvolvimento deste foram utilizados os softwares ArcInfo e ArcView, com os quais foi possível o desenvolvimento da associação dos dados obtendo o resultado esperado. Este trabalho tem ainda o objetivo de fazer parte da avaliação da disciplina Projeto Final do curso de graduação de Engenharia Cartográfica da Universidade Federal do Paraná.

ABSTRACT

In front of the large numbers of necessaries informations to the planning for the telecommunications services selling, the Telecomunições do Paraná (TELEPAR) Marketing department saw the necessity of implant a system that manipulate this datas in an integrate form, in the way of establish analysis operations of its spatial relations. This document suggest to use the capability and the potential of Geographic Information System (GIS), to develop a method to supply TELEPAR necessities. This method will be develop in a Pilot area, localized at Cidade Industrial de Curitiba, with the purpose to find the actual and future customers and identify the actuality and futures necessities by telecommunication services. For the work’s development was used the software ArcInfo and ArcView, with this was possible the data association achieving a satisfactory result. This document still have the purpose of make part in the valuation of Projeto Final subject of Cartographic Engineering graduation course of Universidade Federal do Paraná.

INTRODUÇÃO

Todo ser humano, para desenvolver qualquer atividade, principalmente aquelas voltadas ao planejamento, necessita estar rodeado de muitos dados e informações. Nas instituições tanto públicas como privadas que atuam nas grandes cidades a manipulação destes dados e informações pode ser bastante crítica. Trabalhar com papéis, relatórios, pesquisas, plantas, croquis e outros tipos de informações é bastante desgastante, além do que, torna o ambiente de trabalho desorganizado e sufocante. Isto pode levar à improdutividade, a perda e mistura de informações, a uma diminuição da qualidade dos serviços desenvolvidos, enfim, leva a ineficiência de qualquer instituição.

A tecnologia vem desenvolvendo meios para tentar ajudar essas pessoas. Cada vez mais procura-se diminuir a quantidade de papéis a serem manipulados, substituindo-os por arquivos magnéticos. Dentre as tecnologias desenvolvidas nos últimos anos sobressaem-se os SIG - Sistemas de Informações Geográficas ou GIS, em inglês Geographic Information System. Estes sistemas possuem grande capacidade de sobrepor e combinar diversos tipos de dados em um mesmo mapa, associando dados gráficos com não gráficos. O SIG é genericamente entendido como um sistema de coleta, armazenamento, análise e representação dos dados.

Este trabalho vem propor uma metodologia para o desenvolvimento de um SIG, a ser aplicada sobre uma área piloto situada na região sul da Cidade Industrial de Curitiba, com aproximadamente 996.500 m2, para tentar auxiliar a TELEPAR a suprir suas necessidades em relação a manipulação de seus dados e informações.

A TELEPAR, através do seu Departamento de Planejamento de Negócios, está procurando identificar da melhor maneira possível os seus clientes atuais e potenciais, no mercado Paranaense, e para tanto, vem desenvolvendo sistemas de banco de dados que contenham informações sobre este mercado. Um dos objetivos é a localização deste em uma base cartográfica. Nesta base cadastral deverão ser localizadas informações sobre o atendimento atual do cliente, informações sobre demandas futuras e o perfil demográfico destes clientes ou regiões. Estas informações mercadológicas deverão ser agregadas à base de dados cartográfica para planejamento da planta de telecomunicações que está sendo desenvolvida pela TELEPAR, em parceria com o Centro de Pesquisa e Desenvolvimento (CPqD) da Telecomunicações Brasileiras S/A (TELEBRAS), através do projeto de Sistema Automatizado de Gerenciamento de Rede Externa (SAGRE).

Este trabalho tem ainda, como um dos principais objetivos, fazer parte da avaliação da disciplina Projeto Final do curso de graduação de Engenharia Cartográfica da Universidade Federal do Paraná.

No primeiro capítulo deste trabalho é feita uma abordagem sobre alguns dos atuais estudos das tecnologias dos sistemas de informações geográficas, visto a sua grande propagação no mercado.

O capítulo dois descreve toda a região a ser estudada, mostrando um pequeno histórico desta e salientando a necessidade da aplicação da metodologia sobre uma área piloto.

No capítulo três é mostrada a metodologia desenvolvida para a análise de tratamento dos dados. Este é o ponto mais importante na criação do SIG, pois envolve todas as etapas a serem desenvolvidas. É mostrado a escolha do hardware e do software. Descreve-se os dados gráficos utilizados, bem como todo o processo de edição pelo qual estes tiveram de passar. Neste capítulo é mostrado ainda a montagem do banco de dados e a sua ligação com a base cartográfica.

No quarto capítulo é mostrado o produto final desenvolvido, bem como todo o processo para a utilização deste. São mostrados ainda mapas temáticos elaborados com base nas informações obtidas.

O capítulo cinco faz a análise do custo benefício, mostrando o custo do software utilizado e os benefícios que podem ser trazidos com a implantação do SIG.

Ao final deste, são apresentados apêndices para a elucidação de alguns tópicos do trabalho.

1) REVISÃO DA LITERATURA

A tecnologia dos Sistemas de Informações Geográficas cresce de uma forma muito rápida. Nos últimos anos tornou-se evidente a propagação do uso dos SIG. Essa tecnologia vem afetando desde a mais moderna e complexa instituição, até a vida do simples cidadão.

A tendência mundial na área de SIG é a de um aumento considerável na quantidade e diversidade dos dados tratados. Com sensibilização aos problemas ecológicos, urbanos e ambientais, cresce o número e diversidade dos projetos que procuram utilizar essa nova tecnologia.

No planejamento urbano das grandes cidades cresce a necessidade de estruturar as informações. As redes de infra-estrutura são responsáveis pelo acúmulo das massas de dados que devem ser gerênciadas com eficácia. Não só as prefeituras mas também órgãos públicos e concessionárias que cuidam da rede de água, esgoto, energia, telecomunicações, saúde e educação, já desenvolvem projetos para a implantação de sistemas de informações geográficas. As conseqüências da implantação refletem-se no cotidiano dos cidadãos que poderão contar com uma melhor adequação aos sistemas de saúde, segurança pública, transporte, saneamento básico e vários outros benefícios.

Segundo COSTA e TARACIEVICZ (1994) a utilização de um sistema de localização automática de áreas potenciais dentro de municípios, possibilitam o monitoramento periódico com precisão e rapidez de resultados. Os dados gráficos utilizados pelos autores foram obtidos a partir de digitalização em ambiente MS-DOS, em PC-486, com base no software MaxiCad, as coverages foram manipuladas utilizando-se o software ArcInfo. As edições necessárias foram executadas no módulo ArcEdit do ArcInfo. Os dados foram obtidos tanto em meio magnético como analógico do Instituto de Pesquisa e Planejamento Urbano de Curitiba (IPPUC) e da Minerais do Paraná S.A.(MINEROPAR). O software ArcInfo demonstrou grande facilidade para a construção da topologia dos dados provenientes do CAD e de arquivos ASCII, além da rápida e eficiente inclusão de novos itens nas tabelas existentes.

Na área de distribuição de energia elétrica e de telecomunicações vários projetos tem sido desenvolvidos, integrando bases cartográficas com banco de dados e desenvolvendo novos sistemas e programas, com o intuito de auxiliar os serviços das empresas e concessionárias que atuam nesta área.

FIGUEIREDO et al. (1994) argumentam que uma empresa deve concentrar os esforços no sentido de aumentar o valor associado de seus produtos, no sentido de entregar a coletividade um produto com níveis elevados de qualidade. Um sistema de informações geográficas na área de interrupções do sistema de distribuição de energia elétrica tem a potencialidade de indicar rápida e facilmente as áreas problemáticas na rede de distribuição, equipamentos pouco eficientes, fornecendo assim, à área de manutenção, indicativos precisos sobre os pontos críticos do sistema. Este trabalho foi desenvolvido em estação de trabalho (workstation), com exceção da digitalização, que foi realizada em PC. O software de geoprocessamento utilizado foi o ArcInfo, a área escolhida para aplicação já apresentava dados tanto da rede elétrica como da base cartográfica disponíveis na estação. Esses dados foram complementados com digitalização das linhas de transmissão do estado, usinas e subestações de Curitiba. Os autores concluem que um Sistema de Informações Geográficas mostra-se bastante apropriado na análise de interrupções por permitir a visualização dos elementos problemáticos uma vez que a simples análise numérica não dá noção de espaço.

Segundo MAGALHÃES (1993) nosso país tem hoje uma demanda reprimida de alguns milhões de terminais telefônicos e outros serviços de telecomunicações. O sistema TELEBRAS se esforça para resolver este problema, tentando melhorar a qualidade do serviço oferecido e ampliar o número de terminais instalados na rede de telecomunicações. Planejar e implantar este crescimento de forma a atender as regiões de maior demanda no menor custo possível, é um grande desafio. As informações específicas são ainda, em muitas das empresas do Sistema TELEBRAS representadas sob a forma de plantas cadastrais, através de símbolos, conexões e dados alfa numéricos. São necessárias muitas dezenas de milhares de plantas numa cidade de médio porte. Para grandes cidades, as operadoras chegam a manter em seus cadastros centenas de milhares de plantas e documentos. Desta forma percebe-se a dificuldade de atualização, com armazenamento redundante e freqüentemente desatualizado e inconsistente.

MAGALHÃES (1996) mostra que a TELEBRAS está desenvolvendo o projeto SAGRE, num esforço cooperativo de modo a prover as operadoras regionais de telecomunicações que automatizem ao máximo os processos de planejamento, projeto, operação e manutenção das suas redes externas. O SAGRE foi projetado e desenvolvido sobre duas plataformas de software disponíveis comercialmente: um Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD) e um Sistema de Informação Geográficas. Os aplicativos desenvolvidos formam um conjunto integrado de soluções de gerência de rede de telecomunicações aliando a já dominada tecnologia de Sistemas de Gerência de Banco de Dados, espacializando as informações com a ajuda da tecnologia de Sistemas de Informações Geográficas. A principal lição aprendida pela equipe da TELEBRAS é que deve-se destinar toda a atenção na modelagem dos dados da empresa em termos do banco de dados e sua integração com o SIG. Se esta modelagem for bem feita, tanto a conversão como a operação dos aplicativos terão sucesso.

2) DESCRIÇÃO DA ÁREA EM ESTUDO

O desenvolvimento da metodologia para a implantação do SIG para a TELEPAR (apêndice 1

) foi realizado em cima de uma área piloto. A escolha desta área é muito importante pois é necessário testar o design do SIG, verificar sua viabilidade e operacionalidade, detectar possíveis problemas ou incompatibilidade do projeto com a realidade, definir softwares e hardwares adequados e treinar as pessoas envolvidas, antes de se implantar o projeto definitivo. É com este intuito que foi escolhida a Cidade Industrial de Curitiba.

A Cidade Industrial de Curitiba está situada numa área de aproximadamente quarenta e três milhões de metros quadrados na região norte da cidade, figura 1, cortada em seu sentido longitudinal por uma rodovia federal que faz parte do contorno sul, destinada a desviar o tráfego pesado da zona central da cidade e que liga a BR-277 (Curitiba à Foz do Iguaçu e Norte do Paraná) e a BR-116 (Curitiba à São Paulo e Porto Alegre) com conexões para a BR-468 (Curitiba à Joinville e Florianópolis) e a BR-277 (Curitiba a Paranaguá).

Foi necessário selecionar uma área bastante reduzida devido ao fator tempo e a necessidade de conclusão total do projeto, restringiu-se então a uma quadra da região sul da CIC. Esta área será melhor definida no item 2.2.

2.1) HISTÓRICO DA CIDADE INDUSTRIAL DE CURITIBA

A Cidade Industrial de Curitiba, nasceu em 19 de janeiro de 1973 devido a necessidade da criação de um pólo industrial na Região Metropolitana de Curitiba. Tal necessidade resultou num documento denominado “ Diagnóstico e Diretrizes de Ação” , elaborado pelo Governo do Estado do Paraná, através do Banco de Desenvolvimento do Paraná (BADEP), da Associação Comercial e do Município de Curitiba.


Figura 1: Localização da Cidade Industrial de Curitiba

O projeto totalmente integrado para a CIC, objetivava a absorção da oferta de mão-de-obra, que apresentava altos índices de crescimento; modernização a indústria existente no Paraná com a utilização de tecnologia mais avançada; relocação de indústrias, eliminando assim problemas de poluição ambiental; promover a instalação de um parque industrial, complementar à refinaria de Araucária e seu complexo; e promover a implantação de indústrias que utilizassem matérias-primas do setor primário, e cujos produtos finais fossem destinados ao mercado externo.

Assim que surgia a CIC, o Governo do Estado do Paraná firmava convênio com o Município de Curitiba. Neste convênio era oferecido toda a infra-estrutura necessária para a instalação das indústrias no pólo de Curitiba. A Companhia Urbanizadora de Curitiba (URBS), atual Companhia de Desenvolvimento de Curitiba S/A, foi a coordenadora e responsável pelo Programa de Industrialização da Região. Ao município foi atribuído a elaboração de projetos de urbanização, de terraplanagem e de pavimentação dos acessos à CIC; a imediata liberação das terras de utilidade pública destinada à infra-estrutura da mesma , bem como fazer cumprir a lei de incentivos fiscais. Isto posto, o Município de Curitiba já colocava a disposição da URBS os imóveis situados na área da CIC, para fins de desapropriação.

Desta forma, iniciava-se a instalação das primeiras empresas na CIC: Siemens S/A, atual Equitel; Gronau S/A Ind. Têxteis Ltda; Frigorífico Yukijirushi S/A; Indústrias Químicas Carbomafra S/A; Ford New Holland Ind. e Com. Ltda; Philip Morris Marketing S/A e Plastipar Ind. e Com. Ltda. Atualmente estão instaladas mais de 300 empresas , que geram mais de 40.000 empregos diretos e 200.000 indiretos.

A Cidade Industrial de Curitiba é subdividida em setores e sub-setores, possui áreas habitacionais, áreas de serviços, áreas de lazer e preservação das áreas verdes nos fundos de vales, propiciando condições necessárias para que a mão-de-obra fique próxima de seu local de trabalho.

2.2) DESCRIÇÃO DA QUADRA EM ESTUDO

A quadra a ser utilizada para a aplicação e desenvolvimento do SIG situa-se ao sul da CIC, como mostra a figura 2, entre as ruas João Lunardeli, Hasdrubal Bellegard, Francisco Sobania e Roberto Osório de Almeida. A escolha desta área foi feita devido a existência de grandes e potenciais clientes da TELEPAR. Estão localizadas nesta quadra as seguintes empresas, mostradas na figura 3:

1 - Alumitec Indústria e Comércio de Esquadrarias de Alumínio
2 - Concorde - Administradora de Bens LTDA
3 - Empresa Glória de Transporte LTDA
4 - Pffaf Indústria de Máquinas LTDA
5 - Imatal Indústria e comércio de Madeira.
6 - Peróxidos do Brasil LTDA
7 - Inepar S/A - EletroEletronica
8 - Furukawa Industrial S/A
9 - Macopa LTDA e Indústria Karson LTDA
10 - Kvener Pulping LTDA
11 - CIA de Saneamento do Paraná - Sanepar
12 - Meicol - Mecânica Industrial e Comercial LTDA
13 - CIC - Companhia de Desenvolvimento de Curitiba



Figura 2: Localização da Quadra em estudo na Cidade Industrial de Curitiba.	Figura 3: Quadra em Estudo com a Indicação da localização da Empresas.

3) METODOLOGIA DA ANALISE DE TRATAMENTO DE DADOS

A necessidade de armazenamento, análise e apresentação de grandes quantidades de dados sobre as mais diversas atividades humanas e sobre o meio ambiente, vem nos últimos anos exigindo o uso de computadores que possibilitem o manuseio destes dados, através de sistemas de informações sofisticados. Para resolver este problema, têm-se buscado a solução no geoprocessamento.

O geoprocessamento é o conjunto de meios de coleta, processamento, análise e apresentação de informações associadas a mapas digitais, de modo a representar graficamente o mundo real. Todo o geoprocessamento é feito para criar Sistemas de Informações Geográficas, ou seja, bancos de dados que colocam informações sobre população, moradia, economia, saúde, educação e transporte sobre mapas, imagens e outros produtos cartográficos. O núcleo do geoprocessamento é o SIG, que utiliza um tipo de software que automatiza várias tarefas de cartografia e proporciona a associação entre arquivos gráficos e alfanuméricos (apêndice 2

). Essas informações associadas são úteis para o planejamento de cidades e para atividades que usam o conhecimento do espaço geográfico como meio de suporte ao planejamento e tomada de decisões. (figura 4).

Figura 4: Sistema de Informação Geográfica como instrumento de tomada de decisões.
(Fonte: ANTUNES, Alzir F. B. Fundamentos em Sistemas de informação Geográfica.)

3.1) FLUXOGRAMA DA METODOLOGIA

Com base em estudos de projetos já desenvolvidos elaborou-se um fluxograma, detalhando a metodologia a ser seguida para a sua aplicação e execução sobre a área piloto.

3.2) DEFINIÇÃO DOS OBJETIVOS DO SIG

O objetivo principal do SIG é localizar em uma base cartográfica, clientes atuais e futuros da TELEPAR. Para isto pretende-se utilizar um software que permita relacionar uma base cartográfica com um banco de dados, proporcionando pesquisas rápidas às informações.

3.3) ESTUDO E ESCOLHA DO SOFTWARE E HARDWARE

Em qualquer trabalho a ser realizado é necessário realizar um estudo dos hardwares e softwares existentes e disponíveis no mercado. As aplicações de um SIG necessitam de equipamentos com capacidade de processar grande volume de dados numéricos e alfa-numéricos, além de dados gráficos. Deve-se analisar se os hardwares que a empresa dispõe podem suportar um SIG, caso isto não ocorra é necessário partir para a aquisição de um novo equipamento. Neste caso é preciso escolher o tipo de equipamento a ser adquirido. A escolha pode ser entre microcomputadores (PC) ou estações de trabalho (workstation). Deve-se verificar quais os dispositivos de entrada e saída dos dados, bem como o meio pelo qual estes serão armazenados. A aquisição de um equipamento não deve se limitar a sua compra, é importante verificar com o fornecedor sua infra-estrutura de suporte, segurança, manutenção, treinamento e atualização.

A escolha do software depende do hardware escolhido. É imprescindível buscar o mais elevado grau de compatibilidade entre os dois. Para agilizar o processo de implantação do SIG deve-se buscar portabilidade entre o sistema adquirido e os dados e outros softwares já existentes. O software deve fornecer respostas simples às perguntas e análises complexas, via estatística com grande volume de dados, deve ainda permitir diversos métodos de apresentação destas respostas. A interface entre o usuário e o SIG deve superar a sofisticação computacional. O SIG é destinado para uso dos técnicos de engenharia, arquitetos e outros e não para especialistas em programação, deve portanto, ser de fácil entendimento. O software deve ser modular, ou seja, à medida que a empresa necessite de mais sofisticação, os módulos devem acompanhar essa necessidade, para não limitar o desenvolvimento do projeto.

É importante nesta etapa já estar bem definido todo o trabalho a ser realizado, pois existem hoje no mercado de geoprocessamento diversos tipos de softwares, direcionados a execução de diferentes atividades. Alguns são dirigidos à área de edição de bases cartográficas, outros ao mapeamento temático, ao processamento de imagens, ao cadastro técnico, enfim a todas as diferentes aplicações de um SIG. Um grande problema é identificar qual desses softwares se adapta melhor as necessidades do projeto.

Visando atender as suas necessidades a TELEPAR mostra interesse em adquirir o software MapInfo. O MapInfo é um software desenvolvido pela MapInfo Corporation, destinado a visualização de dados e análises gráficas. Na área de telecomunicações este software tem sido muito utilizado, pois é de fácil aprendizado, é disponível no idioma inglês e português, permite a abertura direta de arquivos criados com dBASE ou FoxBASE, ASCII, Lotus 1-2-3 e Microsoft Excel, permite a importação de arquivos gráficos em vários formatos e outras facilidades (apêndice 3

).

Apesar da TELEPAR mostrar interesse no software MapInfo, este não foi utilizado pela sua indisponibilidade. Para o desenvolvimento deste trabalho, utilizou-se os softwares AutoCad R12, ArcInfo 4.3D Plus e ArcView 2.0, por estarem disponíveis e com suporte técnico. Os trabalhos no AutoCad foram realizados na Empresa Esteio Engenharia e Aerolevantamentos, e no CIEG utilizou-se o ArcInfo e ArcView.

O AutoCad é um software gráfico destinado a edição de arquivos gráficos. Este software foi utilizado na fase inicial do trabalho para preparação do arquivo digital da base cartográfica a ser utilizado no ArcInfo. Este software foi utilizado em um equipamento Pentium 160 MHz, 32 MegaBytes de memória RAM, 1,7 GigaBytes de Winchester, Monitor VGA com placa de vídeo de 1 MegaByte. Foram realizadas plotagens preliminares em um ploter HP 750 CC.

O ArcInfo é um software desenvolvido pela ESRI, EUA, e integra uma série de produtos que permitem a digitalização de dados, manuseio de banco de dados relacional, overlay de mapas, gráficos interativos, geocodificação e muitas outras atividades relacionadas ao desenvolvimento de um SIG. O ArcInfo opera em uma grande variedade de microcomputadores (PC) e workstation. Opera em ambiente DOS e Windows, pode ser utilizado em um computador isolado ou trabalhar em rede. Para o desenvolvimento deste trabalho foi utilizado o ArcInfo para PC operado em ambiente DOS, que pode ser utilizado em computadores 386 e superiores; é preciso porém, no mínimo 16 MegaBytes de memória RAM para um bom desempenho do software.

O ArcInfo é composto de seis módulos integrados que combinam ferramentas básicas para o desenvolviemnto de um SIG, dentre elas a entrada e edição de dados gráficos, a modelagem e análise dos dados, formulação de questões a banco de dados. O ArcInfo possui ainda uma macro linguagem que permite o desenvolvimento de sofisticadas aplicações.
Os seis módulos que compões o ArcInfo são: ArcInfo Started Kit, ArcEdit, ArcPlot, DataConversion, Network e Overlay. Para o desenvolvimento deste trabalho foram utilizados os módulos Started Kit, DataConversion e ArcEdit.

O módulo Started Kit estabelece a base para o uso dos outros módulos, inclui ferramentas para a organização topológica, criação de tabelas de atributos, permite o desenvolvimento de aplicações e a interface com o usuário, permite ainda a comunicação com outros computadores ligados em rede. O ArcEdit permite uma automação na captura e manipulação dos dados gráficos e atributos tabulares das feições.

Para integração do banco de dados com a base cartográfica foi utilizado o software ArcView, também desenvolvido pela Esri. Este é um software dedicado a modelagem e pesquisa de uma base de dados geográfica. O ArcView organiza as informações segundo o conceito de objetos possibilitando a consolidação de feições básicas (arco, ponto, polígono) em layers que podem ser agrupados em temas e sucessivamente, em janelas. O ArcView permite a criação de gráficos baseados nas tabelas alfanuméricas dos elementos espaciais, permite ainda a criação de layout para apresentação dos dados. Este software, possui interface gráfica, e é voltado para o usuário final, podendo ser utilizado por pessoal sem formação em geoprocessamento e computação, com treinamento básico de leitura.

Tanto o ArcInfo como o ArcView foram utilizados em um computador 486 DX4, 100 MHz , 16 MegaBytes de memória RAM, Monitor VGA com placa de vídeo de 1 MegaByte.

3.4) PREPARAÇÃO DA BASE CARTOGRÁFICA

Definida a plataforma de trabalho, isto é o software e hardware, passa-se para o estudo dos dados a serem utilizados no SIG. Esses dados são de natureza gráfica e alfanuméricos. Os dados de natureza gráfica são as bases cartográficas, imagens de satélites, fotografias ou dados coletados em campo. A captura, manipulação e apresentação destes dados é uma das várias tarefas necessárias para o estabelecimento e a manutenção dos SIG. A precisão dos mapas depende dos métodos de captura dos dados e da qualidade das fontes. Os métodos mais comuns para captura dos dados gráficos são: métodos geodésicos, fotogramétricos, conversão de mapas e sensoriamento remoto (apêndice 4

). O sensoriamento remoto é uma importante fonte de dados, assim como os processos de monitoramento (atualização de dados). O processamento de imagens de satélites permite que as imagens digitais sejam transformadas em informações sobre o espaço geográfico. A conversão de mapas pode ser feita através da digitalização de mapas pré-existentes ou ainda scanerização destes. Um levantamento de dados de campo, muitas vezes é necessário para atualização e verificação dos dados.

A transformação dos dados de um mapa para o formato digital, ou mesmo de um software para outro, muitas vezes é uma tarefa que dispende custo e tempo e quase sempre se esbarram em erros. É necessário então passar os dados por uma fase de edição para que possam ser corrigidos os erros encontrados.

Para a realização deste trabalho foi inicialmente utilizado como base cartográfica da área em estudo um arquivo cedido pela CIC S/A, que continha toda a Cidade Industrial de Curitiba, no formato DWG (DraWinG - formato de trabalho interno do software AutoCad), referênciado em um sistema local de coordenadas.

O primeiro passo a ser efetuado foi uma edição preliminar deste arquivo no software AutoCad R12 (figura 5). A quadra em estudo foi isolada e foram conservados apenas os níveis de informações necessários ao desenvolvimento do SIG, tais como edificações, linhas definidoras das vias, da quadra e os lotes, a fim de diminuir o volume dos dados a serem manipulados.

Figura 5: Tela do AutoCad com a Área Piloto.

Informações como altimetria, vegetação e posteamento, a princípio, não são de interesse da TELEPAR para o desenvolvimento deste SIG e portanto não foram consideradas. As linhas definidoras dos lotes foram transformadas em poligonos fechados.

Após alterações necessárias o arquivo DWG foi exportado no AutoCad para o formato DXF (Drawing eXchange Format). Os dados do arquivo DXF são do tipo ASCII, o que torna fácil a transferência e interpretação do seu conteúdo para outros ambientes. Após todo o trabalho inicial realizado no AutoCad passou-se a trabalhar no software ArcInfo. O arquivo DXF foi transformado para um arquivo característico do ArcInfo. A partir deste arquivo transformado foram criadas as coverages para trabalho.

As coverages são níveis distintos de informações (figura 6). Sua principal utilidade é estruturar todos os temas necessários para as aplicações pretendidas.

Figura 6: Esquema das coverages criadas pelo ArcInfo.

Foram criadas duas coverages, uma para as linhas e outra para os polígonos. Na criação das coverages os dados provenientes do arquivo DXF podem sofrer algumas distorções ou perdas (apêndice 5

). Por se tratar de um arquivo bastante reduzido não houveram perdas de informações e os erros de transformação detectados foram poucos.
As coverages foram abertas no módulo ArcEdit do ArcInfo para a edição dos erros detectados. Na coverage dos poligonos apareceram pontos que não existiam no arquivo original, logo estes foram eliminados. Na criação da coverage ocorreram casos de undershoots e overshoots, isto é, fechamentos imperfeitos de elementos vetoriais, como mostra a figura7a e 7b:

Figura 7a: Caso de undershoot. Figura 7b: Caso de overshoot.

Esses erros não são perceptíveis no arquivo original DWG, causados principalmente por falhas de restituição e digitalização. Sendo assim os erros de fechamento foram corrigidos no ArcEdit. Ainda nesta fase foram fechados três polígonos que não existiam no arquivo original.

Na coverage das linhas a edição foi necessária devido ao excesso de vértices existentes nestas. Na transformação as linhas foram todas segmentadas. Para correção deste problema foi necessário a transformação do arquivo do ArcInfo para DXF. Este arquivo foi importado para o AutoCad. As linhas segmentadas foram transformadas em polilinhas únicas. Após a correção o arquivo foi novamente exportado para DXF e transformado em arquivo característico do ArcInfo.
Observou-se que a edição no ArcEdit só pode ser realizada com duas coverages ativadas de cada vez. Caso existam mais coverages é necessário sair do programa, entrar novamente neste e ativar outras duas coverages. Para visualização, todas as coverages podem ser ativadas.

Tentou-se utilizar uma coverage de textos (annotation) para as toponímias das ruas. Na criação desta os textos se apresentaram em forma de símbolos circulares, não sendo possível a alteração destes. Uma provável causa deste problema, pode estar relacionado com o fato que o AutoCad permite a inserção de textos em forma de símbolos, que não são reconhecidos pelo ArcInfo. Optou-se então por inserí-los no ArcView 2.0, por serem apenas de caráter ilustrativo.
Após a edição das coverages estas já estavam prontas para receber os identificadores. O ArcInfo cria identificadores próprios, que recebem uma numeração aleatória. Existem dois tipos de identificadores: para linhas e para poligonos. Os identificadores (ID) para polígonos só são atribuidos a entidades fechadas. Para facilitar a análise de integração com o banco de dados foram atribuídos novos ID sequênciais. Os ID foram ligados aos lotes de modo a cada empresa possuir um único identificador, independente do número de edificações e vias de acesso dentro deste lote.

Como o arquivo de trabalho encontrava-se em um sistema de coordenadas local, o próximo passo seria a transformação para o sistema de coordenadas Universal Transverso de Mercator (UTM), por este ser o sistema de projeção mais usual (apêndice 6

).

Para realizar esta transformação são necessários quatro pontos bem definidos (tics) com coordenadas conhecidas, pois o ArcInfo utiliza a Transformação Afim. Foram retiradas de plantas 1:2.000 coordenadas UTM de quatro pontos para a mudança de sistema. Após serem inseridos os tics o ArcInfo não permitia salvar estes pontos, ocasionando a interrupção do sistema em todas as tentativas realizadas. Como não foi encontrado solução para este problema, decidiu-se por deixar o arquivo no sistema de coordenadas local inicial, o que não afetaria o desenvolvimento do SIG.

Com o sistema de coordenadas definido e os identificadores inseridos passou-se então para a criação da topologia. A criação desta deve ser feita no ArcInfo no módulo Started Kit. Nesta fase também ocorreram problemas. A criação da topologia para os polígonos não foi possível pois ocorreu novamente a interrupção do sistema durante a execução dos comandos.

Porem, após o inicio do desenvolvimento do SIG foi cedido pela CIC um novo arquivo contendo toda a região da Cidade Industrial de Curitiba. Este arquivo continha a base cartográfica da CIC elaborada através de restituição fotogramétrica, processo numérico, a partir de um vôo aerofotogramétrico 1:8.000 usando o sistema de projeção UTM. Esta restituição foi feita através do consórcio CONSPAR, executado pelas empresas Esteio S.A., Engefoto S.A., Aerosul S.A., Aeroimagem S.A. e Aerodata S.A., em 1992 para o IPPUC, COPEL, SANEPAR e TELEPAR. A base cartográfica apresenta os seguintes dados técnicos:

Datum vertical : Imbituba - Santa Catarina
Datum horizontal: SAD-69 - Minas Gerais
Origem da quilometragem UTM: Equador e MC 51 WGR acrescidas as constantes 10.000 km e 500 km respectivamente;
Kapa aproximado = 0,99996024;
Declinação magnética em 13/08/92 = -16º 11,0’ com Variação anual -05,7’
Convergência meridiana em 13/08/92 = -44’00,37”.

A solução encontrada tanto para a criação da topologia como para a tranformação do arquivo para coordenadas UTM foi de reiniciar todo o processo de desenvolvimento do SIG com este novo arquivo.

A quadra piloto foi novamente isolada no AutoCad. Ainda neste software foi realizada uma edição minuciosa de modo a se evitar os erros que apareceram na criação das coverages na primeira etapa do trabalho, pois a edição no ArcEdit é trabalhosa e demorada.

O arquivo editado foi exportado em formato DXF no AutoCad e transformado para arquivo no formato do ArcInfo. Todo o processo de criação das covereges foi repetido, de maneira similar a primeira fase, com a diferença que foram criadas três coverages, uma para as edificações, outra para as ruas e outra para os lotes (figuras 8, 9 e 10). A coverage dos lotes apresentou um número maior de polígonos que na primeira fase.

Figura 8: Coverage das edificações - ArcEdit

Figura 9: Coverage das ruas - ArcEdit

Figura 10: Coverage dos lotes com os Identificadores Atribuidos - ArcEdit

O processo de inserção dos identificadores foi repetido. A transformação de coordenadas não foi necessária pois o arquivo já se encontrava georeferenciado no sistema UTM. A criação da topologia foi realizada no módulo Started Kit desta vez com sucesso. O arquivo estava portanto pronto para ser interligado com o banco de dados no software ArcView 2.0.

3.5) PREPARAÇÃO DO BANCO DE DADOS

O banco de dados é composto por dados alfanuméricos, que podem ser geométrico ou espacial e não-geométrico ou descritivo, os quais são armazenados numa série de arquivos no computador contendo os dados descritivos e espaciais sobre as feições do mapa. Normalmente a entrada destes dados é feita através do teclado do computador. Podem ser também originários de bancos de dados já existentes, desde que sejam compatíveis com o software escolhido.

A definição das informações a serem inseridas no banco de dados foi feita pela TELEPAR. Como estas informações deveriam ser levantadas junto às empresas foi desenvolvido um questionário, ver item 3.5.1, para realizar esta pesquisa. As questões foram formuladas de maneira a ser fácil o seu entendimento e rápidas de serem respondidas.

Os dados básicos de identificação das empresas foram adquiridos junto a CIC S/A. Com o questionário definido passou-se a fazer os contatos com as empresas. Houveram muitas dificuldades em relação ao acesso a estas empresas. A falta de disponibilidade, devido ao excesso de serviços e em alguns casos por se tratar de filiais, não existiam pessoas qualificadas para responder ao questionário. Alguns dados foram obtidos por meio de Fax, e os demais junto a TELEPAR.

Por exigências da TELEPAR os dados apresentados neste trabalho foram alterados, devido a tratar-se de dados confidenciais. Em alguns casos foram utilizados dados fictícios.

3.6) CRIAÇÃO DA TOPOLOGIA

Após a definição dos dados a serem utilizados no SIG, estes devem ser interligados e correlacionados. Para realizar a correlação dos dados alfanuméricos com os dados de natureza gráfica é necessário a criação da topologia. A topologia na realidade é um procedimento matemático para definir explicitamente as relações espaciais entre elementos. Nos mapas digitais, a topologia define a relação entre as feições, identifica polígonos adjacentes, podendo definir uma feição ou conjunto de feições. Junto ao banco de dados espaciais encontra-se o banco de dados descritivo que são os atributos das feições. Estes atributos podem ser nominais (Empresa filial ou matriz, tipos de telefonia) ou escalar (número de linhas telefônicas).

No processo de criação da topologia são indicados os erros que existem no arquivo gráfico, pois com a existência destes não é possível realizar o processo de construção.

No ArcInfo a topologia pode ser criada no ArcInfo módulo Started Kit através dos comandos Clean e Build. Os dois comandos são indicados para a criação a topologia, porém diferem um pouco. O comando Build processa pontos, linhas e poligonos enquanto o comando Clean processa apenas linhas e polígonos. O comando Build reconhece apenas as interseções determinadas por pontos, por outro lado o comando Clean cria a interseção quando duas linhas se cruzam e não existe um ponto definindo este cruzamento. No processo de criação da topologia para este trabalho foi utilizado o tanto o comando Clean como oc comando Build.

3.7) BANCO DE DADOS

Definido as informações que devem estar presentes no banco de dados, e com a topologia da base cartográfica montada, partiu-se para o trabalho no ArcView. A partir da topologia o ArcView cria as tables (tabela) para a inserção dos dados. Para cada coverage é criado uma tabela (figura 11).

Figura 11: Esquema da criação das tabelas em relação as suas coverages.

Na criação da topologia é criado, para cada tipo de feição, arquivos do tipo Poligon Atribute Table (PAT), ArcAtribute Table (AAT) e Point Atribute Table (PAT), na forma de tabelas. O arquivo PAT criado para os polígonos apresenta quatro itens básicos: área, perímetro, identificador estabelacido pelo sistema para o polígono e identificador estabelecido pelo usuário.(figura 12).

Figura 12: Tabela gerada no processo de criação da topologia.

O identificador estabelecido pelo usuário pode ser um número aleatório ou um código de identificação de outra tabela ou banco de dados já existnte , para facilitar associação com estes dados.

A inserção dos dados na tabela é realizada via teclado, através dos comandos do Menu. Todas as informações contidas no questionário estão incluídas nesta tabela (apêndice 7). A inserção dos dados foi realizada apenas em relação a coverage dos lotes.

3.8) APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS

Preparada a base de dados espaciais e os atributos armazenados no banco de dados, prossegue-se para o desenvolvimento de funções de análise espacial. O objetivo desta fase é definir procedimentos que extraiam as informações que satisfaçam as necessidades da Empresa. Devido as suas características os SIG permitem uma grande diversidade de análise.

Logo é importante definir a forma final de apresentação dos resultados de todo o processo. Esta apresentação pode ser feita através de mapas convencionais, mapas temáticos, relatórios ou arquivos digitais.

O ArcView proporciona diversos meios para visualização dos resultados, possuindo uma interface de fácil entendimento para o usuário final. Por meio dos menus é possivel acessar através da base cartográfica o banco de dados. Para isto é necessário que esteja ativa a tabela de atributos da coverage que se deseja as informações. Com um simples clic sobre a base cartográfica é acessado o banco de dados e destacado neste todas as informações sobre a entidade pesquisada, como mostra a figura 13:

Figura 13: Destaque do banco de dados ao se clicar a base cartográfica e vice-versa.

O acesso à base cartográfica através do banco de dados ocorre da mesma forma. Basta executar um clic sobre as informações de uma entidade sobre o banco de dados que o ArcView destacará a entidade na base cartográfica (figura 13).

A visualização das informações do banco de dados pode ser acessada individualmente para cada entidade, para isto basta escolher a opção do menu e clicar sobre a entidade. O ArcView abrirá uma janela com os dados referentes à entidade escolhida. A figura 14a e 14b mostram as janelas apresentadas ao usuário, contendo o tipo de dados e os dados referentes à empresa pesquisada:

Figura 14a: Tipos de dados existentes sobre a empresa pesquisada.

Figura 14b: Dados referentes a empresa pesquisada.

O processo de extração de informações do ArcView pode ser feita por questionamentos às informações geográficas. A pesquisa pode ser feita através de expressões lógicas, onde as informações serão selecionada de acordo com o critério lógico estabelecido. A expressão utilizada irá pesquisar o banco de dados e na base cartográfica serão destacados os itens pesquisados. Este é um recurso de extrema importância, pois é possível a realização de complexas análise espaciais e formulação de mapas temáticos referentes a temas específicos. Para isto é necessário o uso da função QUERY (figura 15).

Figura 15: Tela apresentada na função QUERRY.

Com o uso desta função será indicada a expressão lógica a ser utilizada para a pesquisa. O ArcView então destacará na base cartografica a informação solicitada (figura 16).

Figura 16: Destaque na base cartográfica dos dados pesquisados com a função query.

A apresentação final dos resultados pode ser realizada através de layouts. Com isto é possível a criação de mapas temáticos ou páginas de apresentação que podem conter a base cartográfica utilizada, parte do banco de dados, legendas, escala do mapa gráfica ou nominal, indicação do norte, gráficos, fotografias ou outras imagens. É possível a edição de todos estes elementos, com escolha de cores, tipos e tamanhos variados de textos. Os layout são dinâmicos e podem ser criados em relação a qualquer coverage ou itens do banco de dados. Neste trabalho, para cada item utilizado no banco de dados referente a coverage dos lotes foi criado um layout.

4) ANÁLISE DE CUSTOS E BENEFÍCIOS

Na implantação de uma nova tecnologia, em particular a de um SIG, em qualquer organização é necessário analisar os custo desta e os benefícios que podem ser trazidos, pois quase sempre é necessário um retorno da aplicação em um curto período de tempo e com uma justificativa para o investimento inicial.

Numa organização como a TELEPAR , o processo que envolve a aquisição de equipamentos e serviços englobam três etapas: o estudo de custos e benefícios, o processo de licitação, quando necessário e a aquisição do mesmo.

O custo da implantação de um SIG envolve basicamente gastos com aquisição de equipamentos e pessoal e em treinamento. O custo de softwares variam muito, dependendo do grau de sofisticação.

Através de estimativas de custos, fornecidas pelo representante GEMPI do ArcInfo, o módulo básico foi orçado em aproximadamente R$ 35.000,00 e o ArcView em aproximadamente R$ 3.000,00. Um outro software pesquisado foi o MapInfo Professional, orçado pela GEOGRAPH em R$ 2.400,00, para um usuário.

Custos de pessoal devem ser calculados de acordo com o volume de informação a serem processados, pois envolvem desde pessoas que irão a campo coletar os dados, até o responsável que irá coordenar a implantação da nova metodologia.

A implantação desta metodologia trará a eliminação de muitos dos serviços manuais ainda executados, a diminuição ou até a eliminação do manuseio de grandes planta topográficas e uma infinidade de papeis contendo informações que serão transformadas num banco de dados. O SIG proporcionará um aumento na integração dos dados utilizados, bem como uma facilidade de atualização destes. Para a TELEPAR, que manipula um volume muito grande de informação, a implantação de um SIG é uma das melhores alternativas para otimizar todo o processo que vem sendo realizado hoje em dia, justificando o custo de implantação de um sistema deste porte.

5) CONCLUSÃO

A projeção futura da TELEPAR é a implantação de um grande número de novas linhas telefônicas e outros serviços de telecomunicações. Planejar e implantar este crescimento às regiões de maior demanda, com tempo e custo possível, é um grande desafio.

Numa cidade como Curitiba o volume de dados a ser manipulado é enorme. É indispensável então a implantação de um sistema eficiente que possa identificar da melhor maneira possível seus clientes atuais e potenciais.

A aplicação de uma metodologia, como apresentada neste trabalho, mostra que a implantação de um SIG pode ser uma solução para a otimização deste processo.

É importante destacar que o SIG deve atender as necessidades da organização como um todo e não apenas de um setor. Normalmente a implantação de uma nova tecnologia passa por algumas fases, algumas pessoas não a aceitam. É necessário conscientizar e educar essas pessoas ao novo processo. Deve-se evitar o entusiasmo exagerado ao se adquirir um novo sistema, pois muitas vezes se espera muito de um equipamento e faz-se pouco para que ele trabalhe com todo o seu potencial, produzindo por muitas vezes resultados insatisfatórios.

É necessário o investimento em treinamento de pessoal e em atualizações tanto de softwares e hardware. Para isto é importante escolher bem a plataforma de trabalho. Alguns softwares apresentam uma curva de aprendizado longa devido a complexidade dos mesmos.

A necessidade da procura dos dados a serem utilizados é importante. Definir e exigir precisões e qualidades para os dados a serem utilizados facilita muito o trabalho, evitando todo um processo de seleção e edição destes. A exatidão posicional dos dados é extremamente irrelevante quando se pretende utiliza-los para realizar medições ou proporcionar análises quantitativas.

Conscientizar a população sobre a nova tecnologia que está sendo implantada e sobre as melhorias que esta trará , facilita a pesquisa e a aquisição das informações.

O que pode-se afirmar sem questionamento é que os Sistemas de informações Geográficas trazem a tecnologia para organizar, manipular e analisar o grande volume dados que as organizações mantém hoje em dia, justificando o investimento inicial necessário, desde que bem desenvolvidos e manipulados.

Untitled Document


	Termos de Uso e Política de Privacidade