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Departamento de Engenharia Civil

APLICAÇÃO DO GEOPROCESSAMENTO NA GESTÃO FÍSICO-

TERRITORIAL-AMBIENTAL DE MUNICÍPIOS

Aluna: Isabel Moreira de Oliveira

Orientador: Prof. Dr. Pedricto Rocha Filho

Co-orientador: Eng. Dr. Gilson Costa

Introdução

O termo geoprocessamento se refere a um ramo do conhecimento que utiliza técnicas

matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica e que vem

influenciando de maneira crescente as áreas de cartografia, análise de recursos naturais,

transportes, comunicações, energia e planejamento urbano e regional. As ferramentas

computacionais para geoprocessamento são chamadas de “Sistemas de Informação

Geográfica” (SIG). Essas ferramentas permitem realizar análises complexas por meio da

integração de dados de diversas fontes e da elaboração de bancos de dados georeferenciados.

Os SIG tornam ainda possível a automatização da produção de documentos cartográficos [1].

A tecnologia do geoprocessamento é uma ferramenta eficaz com relação à precisão,

confiabilidade e velocidade na geração de dados relativos à avaliação ambiental. Essas

características permitem a modelagem da realidade ambiental, e tornam viável a manipulação

de grande volume de dados, o seu tratamento e a disponibilização rápida de um universo de

informações. Em alguns estudos, após a obtenção de dados, os resultados foram conferidos

em campo, e foi constatada a veracidade das informações obtidas sobre locais de potenciais e

de riscos apontados nos mapas de avaliações [2]. Essas informações facilitam o

acompanhamento da rápida evolução de populações e dos espaços por ela ocupados, e

possibilitam o planejamento urbano. Por conta dessas razões, o uso de ferramentas do

geoprocessamento deve ser incentivado e expandido.

No final do ano de 2011 o projeto de Planejamento Urbano do município de

Maragojipe começou a ser desenvolvido. Neste projeto, é dada ênfase à utilização destas

ferramentas de geoprocessamento, já que esta área é, atualmente, palco de grandes

investimentos. A Petrobras criará um estaleiro e construirá um porto seco neste local, além de

existirem dois projetos de grande porte a serem instalados nas proximidades do município por

outras empresas. Visto isto, é de se esperar que Maragojipe cresça por causa da demanda de

mão de obra, sendo de interesse da prefeitura e da Petrobras o planejamento urbano da região,

para que o desenvolvimento e crescimento ocorram aliados àpreocupação ambiental.

Para que este projeto seja desenvolvido é necessário um estudo detalhado do

município, que se inicia por meio de um levantamento de imagens aéreas de alta qualidade

para a análise das águas, geografia, rodovias, etc. Além das imagens aéreas é necessário ter

informações censitárias, socioeconômicas, de infraestrutura e identificar no mapa elementos

urbanos como rodovias pavimentadas, não-pavimentadas, pontes, viadutos, limites dos

bairros, rios, lagos, curvas de níveis, etc. As fontes de informação utilizadas foram IBGE,

CPRM, e a Engemap (empresa parceira do projeto na área de tecnologia geográfica), e outras

fontes de conhecida confiabilidade. O presente estudo foi elaborado como forma de

introdução ao emprego das ferramentas de geoprocessamento no Planejamento Urbano, com

os objetivos descritos a seguir.


Objetivos

1. Ampliar o conhecimento nas áreas de informações geográficas e de ferramentas de análise

de dados - SIG

2. Utilização do SIG para identificação de informações no território a partir de dados e

levantamentos prévios

3. Análise das informações espacializadas no território para tomadas de decisões

Metodologia

Os itens abaixo fundamentaram o aporte teórico necessário para o desenvolvimento deste

trabalho.

1. Estudo do sistema de análise de dados e diferentes processamentos de informação.

Existem diversos métodos para tomada de decisão e organização de base de dados e

cada um permite uma interpretação de dados diferente, produzindo estatísticas e modelos do

terreno mais ou menos próximo da realidade, ajudando a tomada de decisão. [1] e [3]

Existem diversos tipos de dados geográficos, como listado a seguir:

- Temáticos: mostram distribuição espacial de certa grandeza expressa de forma qualitativa.

- Cadastrais: definem objetos geográficos em um dado espaço no mapa, como por exemplo,

um lote de terra que tenha, atrelado a ele, informações tabeladas como o quem é o

proprietário, qual seu valor, sua área, etc.

- Redes: são mapas com informações associadas a serviços de utilidade pública (água, luz,

telefone), redes de drenagem (bacias hidrográficas), rodovias, e ferrovias.

- Modelos numéricos de Terreno (MNT): são mapas qualitativos que mostram a altimetria do

local para que seja possível a geração de mapas topográficos, mapas que mostram a

declividade para a análise de geomorfologia e erodibilidade, variáveis geofísicas e

geoquímicas, etc.

- Imagens: são fotografias aéreas armazenadas em forma de matrizes (de preferência

georreferenciadas).

Para que seja possível gerar cada tipo de mapa exposto anteriormente, é necessário que

exista um universo de representação diferente para cada caso. O vetorial é o mais exato

possível, e se constitui em forma de pontos, linhas, áreas, e polígonos. O matricial é

armazenado em formas de malha quadriculada, em que cada quadrado tem um valor atribuído

a ele. O problema deste último é o tamanho de armazenamento que se torna cada vez maior

para que se tenha uma resolução melhor da matriz.

Todos esses mapas devem, idealmente, estar georreferenciados, o que implica em um

fator importante, que é a localização, ou seja, o sistema de referências deve ser previamente

determinado.

Tipos de modelos de integração de dados:

- Modelos teóricos: equações de movimento derivadas de princípios físicos.

- Modelos empíricos: baseados em conhecimento (de especialistas) ou em dados (conjunto de

dados observados).

Modelos empíricos baseados em conhecimento: deve existir um conjunto de

informações de entrada que deve ser combinado com uma metodologia que permite

descobrir localizações ou zonas que satisfaçam critérios que podem ser segundo regras

determinísticas (lógica booleana que resultaria em um mapa binário) ou segundo a

ocorrência ponderada (que avalia graus de potencialidade, não é apenas SIM ou

NÃO). O mapa binário é mais simples e exige menor espaço de armazenamento,

porém ele difere mais da realidade, e não mostra nenhuma probabilidade de ocorrência

de um dado mineral, por exemplo, em uma região, mesmo que esta seja próxima de


90%. Já o método nebuloso, de ocorrência ponderada, permite uma análise de

probabilidade.

Modelos empíricos baseados em dados: os métodos bayesianos utilizam dados de

probabilidade à priori – dados históricos que possibilitam a determinação de

probabilidade futura de um acontecimento – e à posteriori – uso de dados históricos

mais específicos para determinar uma probabilidade mais precisa de um futuro

acontecimento. Um exemplo seria que, para determinar a probabilidade de ocorrência

de chuva em um dado dia, os dados a utilizar na probabilidade à priori seriam aqueles

do histórico de chuva dos anos anteriores. Seriam determinados, então, quantos dias

chovem em um ano na região, e seria determinada a probabilidade. Porém, pode-se

obter uma probabilidade mais refinada ao adicionar outros dados, como a época do

ano que se deseja, que seria, então, utilizado para calcular a probabilidade à posteriori

[1].

2. Estudo dos diferentes modos de usos do SIG na análise territorial - estudos de casos e

referências brasileiras e internacionais.

Foram estudados casos diversos de análise de áreas de risco, locais potenciais de

ecoturismo, probabilidade de existência de reservas minerais, etc. [2] e [4].

Outro termo importante de se tratar, além do geoprocessamento, é o geoplanejamento.

Este último trata do uso de novas tecnologias de informação e de tratamento de dados

espaciais que relaciona o planejamento urbano com o espaço geográfico, e as características

físico-bióticas e socioeconômicas do território em questão.

Esse termo define o que está sendo planejado para o município de Maragojipe. Os

dados processados servem de apoio às decisões a serem tomadas e incluídas no planejamento

urbano do município. É apresentado a seguir um exemplo de geoplanejamento importante a

ser feito em Maragojipe. Neste município, ainda existem sociedades quilombolas que nunca

entraram em contato com o mundo desenvolvido; o ideal seria mantê-las protegidas em áreas

reservadas, o que somente será possível por meio de um planejamento de um local destinado à

preservação ambiental, e se houver uma fiscalização constante por parte dos órgãos

responsáveis. A criação destas áreas é facilitada através do uso de georreferenciamento do

território e análises periódicas de aerolevantamentos.

No geoprocessamento é possível atribuir um sistema de pontos que qualificam as

diferentes características de uma região. Por exemplo, uma característica de qualidade

precária receberia pontuação mínima, enquanto que uma característica bem desenvolvida

receberia uma pontuação máxima. Uma área com alto potencial ecoturístico teria notas altas,

convidando ao investimento, enquanto que áreas degradadas necessitariam de ações de

recuperação [2]. Este tratamento seria utilizado para subsidiar a elaboração de procedimentos

e normas de ação para a melhor utilização dos recursos ambientais disponíveis.

Desenvolvimento do projeto

Para que o projeto de Planejamento Urbano de Maragojipe tenha sucesso é necessário

envolver diversos tipos de profissionais na sua elaboração. Este trabalho é formado por uma

equipe de Gestão Físico Territorial, uma de Planejamento Territorial, uma de Zoneamento

Ecológico-Econômico (ZEE) e uma equipe de Legislação Ambiental. Todas as equipes devem

ter reuniões periódicas entre si e com os organizadores do projeto para a discussão de

relatórios e produtos em andamento. A integração entre as equipes e a constante atualização

das atividades é fundamental.

Uma parte fundamental deste trabalho diz respeito a utilização do SIG, através do

programa ArcGis, como ferramenta para o planejamento territorial. Para a criação de um


documento em ArcGIS, arquivos de mapas, conhecidos como shape files, devem ser

adicionados ao programa. Cada arquivo em ArcGIS pode ter diversas camadas destes shapes,

um pode conter o limite do município enquanto outro contém o mapa referente à massa

d'água, e outro referente a rodovia. Estes mapas são bases georreferenciadas obtidas a partir

do IBGE Censo 2010 e da Engemap. Shape files contêm mapas em forma de vetores e dados

em forma de tabelas. O IBGE apresenta apenas um shape e várias tabelas em Excel que

podem alimentar os mapas. Já a ENGEMAP apresenta vários shapes e ortofotos, mas carece

de dados. É fundamental que esses shapes sejam alimentados e relacionados às tabelas, para

possibilitar a produção de novos mapas pela equipe de Planejamento Territorial.

Na elaboração do projeto de Planejamento Territorial de Maragojipe os seguintes

passos foram adotados. Inicialmente, para relacionar os dados das tabelas com os mapas foi

necessário fazer uma seleção dos dados a serem utilizados, afinal, existia uma quantidade

enorme de dados que poderia deixar o projeto confuso e menos objetivo. Após esta seleção foi

necessário tornar a tabela compatível com os dados dos mapas inseridos no ArcGIS.

a. O sistema de coordenadas selecionado para uso no trabalho foi o mesmo do IBGE

– SIRGAS 2000. A conversão de todos os mapas que não estão neste sistema foi

feita no próprio ArcGIS através dos seguintes passos:

ArcCatalog Selecionar shapefile (.shp) Botão direito Properties Modify...

Escolher SIRGAS 2000 entre as opções listadas.

Figura 1 – Sistema de Coordenadas de um arquivo.


Figura 2 – Como alterar o sistema de coordenadas de um arquivo.

b. Cada shape file estava armazenado individualmente, e era de interesse uni-los em

apenas um arquivo. A partir da ferramenta “Add Data” foram inseridas as camadas de

interesse, neste exemplo estão algumas das camadas utilizadas para as estatísticas sobre

abastecimento de água na região.

Figura 3 – Camadas de um mapa.


Em seguida, foi selecionada a coluna da tabela que seria utilizada para fazer a união

dos dados das tabelas do IBGE aos shapes. A coluna selecionada foi a que continha dados

únicos, sem repetições, para que a mesma informação não fosse inserida mais de uma vez no

mesmo mapa. A coluna CD_GEOCODI tem o número cadastral de cada setor censitário.

Figura 4 – Coluna selecionada para unir os dados das tabelas.

c. A coluna correspondente a cada setor censitário estava na tabela do IBGE, e

deveríamos unir esta coluna àquela do shape file. Para tal, foi necessário utilizar o programa

Access que converte dados em forma de texto para formato numérico. É possível ligar apenas

colunas com o mesmo formato.

d. Os dados que tinham importância no projeto foram incluídos no mapa, mas para que

houvesse uma leitura direta sobre o Município, foi criado um arquivo que tivesse apenas as

informações de Maragojipe. Os passos para criar este arquivo são:

d-1. fazer um shape que tenha apenas Maragojipe.

d-2. unir as tabelas do IBGE com a tabela do shape de Maragojipe.

Figura 5 – tabelas unidas ao arquivo de mapa de Maragojipe.


Figura 6 – mapa e dados apenas de Maragojipe.

e. Foram produzidos mapas estatísticos de Maragojipe com os dados das tabelas do

IBGE, como este sobre abastecimento de água por setor censitário.

Figura 7 – mapas estatísticos de Maragojipe.


Figura 8 – Ampliação de um dos mapas estatísticos de Maragojipe.

A partir das ortofotos (imagens aéreas de alta resolução no formato de ArcGIS

georreferenciadas) foi iniciado um trabalho de desenho de cada edificação da área urbana que

será, posteriormente, confrontado em campo.

Figura 9 – Anexo do Plano Diretor de Maragojipe: Perímetro de Tombamento. Prefeitura

Municipal de Maragojipe – Instituto do Patrimonio Histórico e Artístico Nacional (IPHAN).


Figura 11 – Inserção em ArcGis do Anexo descrito anteriormente.

Figura 12 – Ampliação da inserção em ArcGIS.

A partir dos dados organizados de Maragojipe, foram definidas quais seriam as

informações a serem obtidas sobre a região ao redor do município para o planejamento das

ações referentes à mobilidade. Isto é, quais seriam as rodovias a serem estendidas, as rotas

náuticas a serem criadas, e qual seria a possibilidade ou necessidade de reativação de uma

antiga ferrovia.

No momento está sendo criado o MaragojipeGeo, um programa contendo as

informações de Maragojipe que funciona via internet. O programa é uma ferramenta de gestão

que ajuda técnicos municipais a tomarem decisões a partir da seleção e associação das

informações. Ele utiliza tecnologia flash, cuja interface e forma de comunicação com o


servidor é mais fácil. MaragojipeGeo pode ser acessado por meio de um endereço online de

maneira ágil, e permite interação com um usuário anônimo ou identificado. Este último pode

editar temas, mapas, ver todas as camadas existentes ou até mesmo gerar novas camadas.

Uma necessidade futura será a elaboração de um manual para explicar a utilização do

programa para os técnicos da prefeitura. Deste modo a própria prefeitura poderia atualizar os

dados e fazer novos projetos.

Os mapas, como os apresentados acima, foram elaborados como teste para a

sistematização de informações em ArcGIS para, futuramente, serem agregados ao

MaragojipeGeo.

No momento, um desafio para que tudo isto ocorra em grande escala é a falta de

integração entre as secretarias do governo, e entre as empresas que têm dados importantes

para alimentar a base de dados. Porém, um projeto já existe em nível federal para que as

instituições públicas e privadas tenham acesso a uma enorme base de dados integrada, que é o

Cadastro Territorial Multifinalitário (CTM).

Os sistemas de cadastro do Brasil revelam vários problemas, geralmente derivados de

falta de atualização e integração dos dados. Por exemplo, o proprietário de um terreno se

dirige ao cadastro para atualizar sua propriedade, mas a informação na Secretaria que procura

não identifica tal lote e diz ser impossível o cadastro. Porém, em outra Secretaria, as

informações poderão já estar atualizadas, mas não existe um sistema de informação integrado,

o que gera a desinformação. Outro exemplo interessante é o do IPTU, que se baseia em

informações do valor de mercado de imóveis. Os dados registrados no IPTU não são

atualizados e nem são integrados com outras empresas que têm informações similares. Dessa

forma, um valor de imposto injusto pode ser cobrado de um morador em decorrência dessa

falta de integração de informações. Esses exemplos mostram como seria importante o Estado

ter acesso a dados de múltiplas fontes. Por outro lado, existe a necessidade das empresas

terem informações de dados obtidos pelo Estado, para que elas tomem conhecimento da

existência de novos centros urbanos, e decidam sobre locais preferenciais para instalação de

novas unidades de energia elétrica, de escolas privadas, de televisão paga, internet, e outros

serviços e facilidades.

Nesse contexto, a ideia da criação de um Cadastro Territorial Multifinalitário surge

para integrar e facilitar a atualização de dados para todos os integrantes. Esse Cadastro

representaria um inventário territorial oficial e sistemático de cada município, baseado no

levantamento dos limites de cada Parcela, conforme definido a seguir. Parcela Cadastral seria

toda e qualquer porção da superfície do município a ser cadastrada, e cada unidade (lotes,

lagos...) seria modelada por uma ou mais Parcelas. Estas Parcelas teriam uma única situação

jurídica, ou seja, seriam, uma propriedade registrada ou um bem público.

Este sistema seria padronizado, e incluiria dados georreferenciados, contando com

uma projeção cartográfica comum. Sendo assim, o passo seguinte para a formação desse

sistema seria o estabelecimento de um acordo entre as instituições públicas e privadas

interessadas, para que se criasse uma base de dados unificada. Dessa forma, tanto o governo

quanto as empresas teriam as informações necessárias para continuar aprimorando seu

funcionamento em busca de maior eficiência [6].

Conclusões

No projeto de Maragogipe, o ArcGIS é utilizado para integrar informações que

permitem um melhor planejamento territorial. É possível analisar e planejar soluções sobre o

impacto de uma grande obra em uma região, como é no caso da construção de um estaleiro.

Esse empreendimento significará a ocorrência de deslocamento de mão de obra para o local.

Caso a região não tenha infraestrutura adequada, haverá falta de energia elétrica,

abastecimento de água potável, escola para os filhos dos trabalhadores, e outros fatores


importantes para que se tenha qualidade de vida. Logo, o planejamento urbano para que a

região esteja estruturada para receber novos trabalhadores é necessário. O programa ArcGIS e

o MaragojipeGeo auxiliam tanto para detectar que não existem tais recursos em uma região

quanto para permitir uma visão geral de planejamento e projeto territoriais.

As ferramentas de um SIG permitem que o projeto seja atualizado constantemente sem

dificuldades, e por diversas pessoas, ajudando a territorializar as informações do município.

Estas ferramentas podem ser utilizadas não somente no cadastro de parcelas, mas como no

cadastro e atualização do proprietário, da vegetação presente no terreno, da massa d’água

existente, entre outras diversas atualizações. Elas também agilizam o processo de fiscalização

de uma reserva ambiental, facilitam a tomada de decisão de projetos, enfim, permitem a

gestão do território.

Espera-se que o trabalho de Maragojipe se estruture como base metodológica, como

uma ferramenta para trabalhos futuros e mesmo melhoramentos futuros, com mapas que

permitam articulação das informações.

Referências

1. CÂMARA, G.; DAVIS, C.; MONTEIRO, A. M. V. (eds) Introdução à Ciência da

Geoinformação INPE, São José dos Campos, 2001.

2. SILVA, J.X. da; ZAIDAN, R. T. Geoprocessamento e Análise Ambiental:

Aplicações 4.ed. Bertrand Brasil, 2004. 61p.

3. DRUCK, S.; CARVALHO, M. S.; CÂMARA, G.; MONTEIRO, A. M. V. (eds)

Análise Espacial de Dados Geográficos. Brasília, EMBRAPA, 2004

4. 5º SIMPÓSIO BRASILEIRO DE CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA E

GEOAMBIENTAL Conhecimento do Meio Físico: Base para a Sustentabilidade, São

Carlos, 2004, Pejon, O. J. Zuquette, L. V. (eds)

5. ESRI. Apostila de Exercício: ArcGis Desktop I: Iniciando com SIG. Academia GIS

Imagem, Rio de Janeiro, 2010.

ESRI. Apostila de Exercício: ArcGis Desktop II: Ferramentas e Funcionalidades.

Versão 10. Academia GIS Imagem, Rio de Janeiro, 2010.

6. CUNHA, E. M. P.; ALFONSO, D. Manual de Apoio - CTM: Diretrizes para a criação,

instituição e atualização do Cadastro Territorial Multifinalitário nos municípios

brasileiros. Erba - Brasilia: Ministério das Cidades, 2010.

aplicaÇÃo do geoprocessamento na gestÃo fÍsico … · urbanos como rodovias pavimentadas,...

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