1. Curso de Especialização Tecnológica
Sistemas de Informação Geográfica
Validação Topológica de
Informação para Integração em
Projecto de SIG
Pedro Miguel Lucas Barroso
Nº. 20086728
Lisboa, 02 de Agosto de 2009

2. ÍNDICE
ÍNDICE ............................................................................................................... 1
INTRODUÇÃO ................................................................................................... 3
DESENVOLVIMENTO ....................................................................................... 4
METODOLOGIA................................................................................................. 5
VALIDAÇÃO DO PLANO DIRECTOR MUNICIPAL (PDM) ......................... 5
MODELO SIG (PROTÓTIPO – LOCALIZAÇÃO ÓPTIMA DA CTBF) ......... 6
RESULTADOS ................................................................................................. 10
VALIDAÇÃO DO PLANO DIRECTOR MUNICIPAL (PDM) ....................... 10
MODELO SIG (PROTÓTIPO – LOCALIZAÇÃO ÓPTIMA DA CTBF) ....... 15
CONCLUSÃO................................................................................................... 16
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................ 17
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3. INTRODUÇÃO
Uma das bases principais da produção de informação, senão a principal,
centra-se na validade da própria informação. Com o crescimento técnológico e
expansão dos Sistemas de Informação Geográfica, existe uma pressão natural
para que dados em formato analógico estejam disponíveis em formato digital,
para melhor manuseamento e qualidade da informação a produzir.
Existe também necessidade de criar e integrar informação válida, em
plataformas de acesso a profissionais e cidadãos interessados, de modo a
interligar os demais serviços de gestão territorial, quer sejam estatais, quer
sejam empresariais, assim promovendo desenvolvimento e trazendo melhorias
na eficiência e tomada de decisões.
Para que a informação, criada ou editada, seja fidedigna, é necessário
definir de um conjunto de procedimentos que permitam uma melhor adequação
dos dados, qualquer que seja o fim a que se destinam.
A uniformização de informação é uma das peças motoras para se
desenvolverem plataformas que contenham dados geográficos, de fácil acesso,
sendo o Sistema Nacional de Informação Territorial (SNIT), um exemplo
recente em Portugal. Como referido anteriormente, é necessário que todos os
dados disponibilizados sejam válidos, sendo para isso necessário o
supervisionamento destes, através de regras de controlo de qualidade, para
que os erros possam ser detectados, corrigidos e tornem a informação viável.
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4. DESENVOLVIMENTO
O novo Portal do SNIT visa albergar informação de cariz geográfico,
mais concretamente os Planos Directores Municipais (PDM) de todos os
concelhos do continente português (digitalizados a partir de plantas em papel).
A validação do PDM de Ponte de Lima constituí o início de uma nova
fase do Portal, tentando introduzir um novo tipo de Planos Directores, de forma
a serem facilmente manipulados e deles se retirarem toda a informação
possível.
Todos os passos seguidos neste projecto, com vista à passagem de
informação CAD (Desenho Assistido por Computador) para o programa ArcGIS
9.3, enquadram-se dentro do plano de qualidade do Plano de Garantia de
Qualidade de Informação Territorial (PGQIT), pertencente ao SNIT. Quer isto
dizer que toda a informação final, após análise e edição de dados vectoriais em
AutoCAD, apenas podem conter formas como pontos, linhas e polígonos para
ser analisado nos SIG.
O PDM enviado pela autarquia de Ponte de Lima ao SNIT, encontrava-
se dividido em dois tipos de plantas: de Ordenamento e Condicionantes. Cada
uma dessas plantas estava dividida por cinco cartas. A Planta de Ordenamento
subdividia-se nas cartas 1A, 1B1, 1B2, 1C e 1D e a Planta de Condicionantes
nas cartas 2A, 2B1, 2B2, 2C e 2D.
Como seria pretendido no final integrar algumas camadas de informação
no projecto de localização óptima para uma Central de Tratamento de
Biomassa Florestal (CTBF), a procura e edição de erros feita incidiu
principalmente sobre as variáveis a utilizar no protótipo.
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5. METODOLOGIA
VALIDAÇÃO DO PLANO DIRECTOR MUNICIPAL (PDM)
Com o software AutoCAD MAP 2009, iniciou-se a verificação do PDM de
Ponte de Lima (em formato *.DWG) pela Planta de Ordenamento.
(NOTA: Os métodos abaixo indicados foram aplicados para todas as cartas.)
Após a abertura do ficheiro, foi necessário efectuar um explode aos
elementos, pois estes encontravam-se trancados em block reference. De
seguida, escolhendo a camada de informação pretendida, analisaram-se o tipo
de objectos presentes. Como era pretendido que apenas constassem
elementos aceites em ambiente SIG (pontos, linhas e polígonos) houve
primeiro, a necessidade de apagar elementos do tipo trama (ou hatch). Uma
vez contidas, por exemplo, unicamente objectos do tipo polilinha (na camada),
a informação era salva e redesenhada num novo desenho (acadiso.dwt),
através do Attach - opção Draw (deste modo isolavam-se apenas os dados da
variável, para utilizar em SIG, tornando o trabalho mais fácil pois o tamanho
dos ficheiros onde o PDM estava contido era demasiado grande, tornando
muitas vezes instável o sistema operativo do computador usado).
(NOTA: Foi mantida uma cópia de segurança do PDM em suporte CD para
salvaguarda dos dados originais.)
Após este passo, era efectuado uma limpeza automática ao novo
desenho, através da ferramenta Drawing Cleanup (Limpeza do Desenho), com
vista a eliminar erros (exemplos: elementos duplicados, pequenos objectos,
cruzamento de objectos, etc. ) – Ver Resultados.
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6. Por fim, quando o tipo de desenho incluía polígonos (o que aconteceu na
grande maioria dos casos) efectuou-se uma topologia ao desenho, de modo a
que o programa encontrasse erros ocorridos na análise de rede. Isto era feito
para que os polígonos fossem fechados, de modo a integrarem sem problemas
a base de dados geográfica como objectos.
MODELO SIG (PROTÓTIPO – LOCALIZAÇÃO ÓPTIMA DA CTBF)
O primeiro passo, dentro do projecto protótipo, foi criar uma base de dados
geográfica ou Geodatabase – que englobasse todas das variáveis – em
ambiente ArcGIS, mais precisamente no ArcCatalog. Seguiu-se a exportação
dos elementos, pertencentes aos ficheiros CAD (*.DWG) para a Geodatabase,
de acordo com o tipo de objecto que o constituía. Após atribuição do sistema
de coordenadas aos dados exportados (trabalhou-se no Sistema Hayford
Gauss (IPCC) do Datum 73), visualizaram-se os dados em ArcMap. Abaixo
estão indicadas as variáveis utilizadas:
Curvas de Nível
Pontos de Cota
Área Industrial
Área Social (Tipo 1)
Estradas
Rios
Floresta Condicionada
Floresta Estruturante
Floresta Livre
Rede Agrícola Nacional (RAN)
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7. Como o texto da camada dos Pontos de Cota (com a informação de
altimetria) não estava associada aos pontos de cota, foi necessário recorrer ao
ArcGIS para se fazer a associação. Para isso adicionou-se o tema de
anotações do ficheiro CAD no ArcMap, abrindo-se de seguida o ArcToolbox e
utilizando a ferramenta Feature to point. Efectuou-se a conversão das
anotações de CAD para pontos (sob o tipo shapefile). Na tabela de atributos,
criou-se um campo do tipo Double (com uma precisão igual a 10 e escala igual
a 2). Através do modo de edição, seleccionaram-se todos os registos que só
tinham um ponto (não sendo necessários) e apagaram-se os elementos
escolhidos. Vendo que alguns dos registos tinham espaços antes e depois do
texto, no field calculate do campo “textmemo” efectuou-se a operação TRIM
(retirando os espaços da string). Carregaram-se no campo criado, a informação
relativa às cotas, editando os dados de forma a que todos os pontos sejam
seleccionados com as casas decimais correctas.
Após estes passos, os Pontos de Cota estavam prontos, juntamente com as
Curvas de Nível se proceder ao Modelo Digital de Terreno (com a ajuda da
ferramenta Create TIN from Features do 3D Analyst). A máscara exterior dada
foi o limite do Concelho de Ponte de Lima, retirado da CAOP 2008, pois o limite
existente no PDM apresentava falhas de representação (erro X).
De seguida, com a ferramenta de cálculo de distâncias do Spatial Analyst,
classificaram-se todas as variáveis acima mencionadas (exceptuando as
Curvas de Nível e Pontos de Cota), de modo a que ficassem, cada uma,
dispostas em classes, de acordo com distância em linha recta aos objectos. De
cada resultado da classificação, foi feita uma reclassificação em dez classes,
para que pudesse ser efectuada a sobreposição ponderada (ou Weighted
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8. Overlay) das variáveis de modo a achar a melhor localização para a Central
Energética.
Na ferramenta do Weighted Overlay, é dado um peso a às variáveis de
acordo com a sua importância. Ou seja, se por exemplo, a um dado elemento
for mais relevante estar perto de uma estrada, dar-se-á um peso de 10 à classe
mais próxima da estrada e um peso de 1 à classe mais longínqua.
No caso do modelo usado, estabeleceu-se uma relação de próximidade às
estradas (para que a matéria prima seja facilmente transportada até ao
equipamento de transformação de Biomassa), às áreas industriais (para que se
situe junto a zonas semelhantes à da Central), aos rios (tendo em conta a
necessidade de tal equipamento necessitar de água no processo de produção
de energia) e à floresta livre (onde estará, possivelmente, a maior parte do
combustível a usar).
Em relação às outras variáveis estabeleceu-se uma relação de maior
afastamento: floresta condicionada/estruturante (onde existem maiores
restrições à produção de matéria/protecção de espécies protegidas); áreas
sociais (zonas habitacionais); RAN (zonas agrícolas).
De referir que do TIN criado, se fez o cálculo dos declives.
Os pesos dados às variáveis, para cálculo do modelo, foram os seguintes:
Estradas (25%)
Rios (15%)
Declive (20%)
Áreas Industriais (15%)
Áreas Sociais (10%)
RAN (5%)
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9. Floresta (Livre, Condicionada, Estruturante) (6%, 2% e 2%,
respectivamente).
Uma vez calculado o mapa de localização óptima, reajustaram-se as
cores de maneira a que a visualização das melhores àreas pudessem ser
facilmente identificadas. No menú do layout, produziu-se o mapa com as
escalas do trabalho e de medida, o sistema de coordenadas utilizado, a
seta de indicação de Norte Cartográfico, a identificação da área e a
respectiva legenda.
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10. RESULTADOS
VALIDAÇÃO DO PLANO DIRECTOR MUNICIPAL (PDM)
Apesar de não ter sido efectuada qualquer quantificação, o número de
erros encontrados no PDM é elevado. A utilização de ferramentas de detecção
e correcção automáticas de erros do software AutoCAD permitiu resolver
apenas parte dos problemas encontrados, pois a maioria deles encontra-se
fora da alçada do Drawing Cleanup.
Figura 1. Lista possível de erros identificados e corrigidos pelo Drawing Cleanup do AutoCAD MAP 2009.
Esta ferramenta permite tratar os seguintes erros ou situações:
Delete Duplicates – Apagar linhas duplicadas
Erase Short Objects – Eliminar pequenos objectos
Break Crossing Objects – Quebrar objectos/linhas que se cruzam
Extend Undershoots – Extender linhas para que se encontrem com objectos
Apparent Intersection – Extender linhas soltas para que se encontrem
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11. Snap Clustered Nodes – Extender linhas em cruzamento
Dissolve Psedo Nodes – Eliminar nós desnecessários
Erase Dangling Objects – Eliminar linhas sem nexo que perturbam a formação
de polígonos
Simplify Objects – Simplificação do desenho, eliminando nós, reduzindo o
tamanho do ficheiro
Zero Length Objects – Elimina objectos com tamanho igual a zero
Weed polylines – Não usada neste trabalho (apenas para uso 3D)
Outro tipo de erros:
Layers com o mesmo tipo de informação, com designações diferentes,
encontrados através de inspecção visual. Neste caso procedeu-se à
uniformização das designações das layers.
Figura 2. Layer da Floresta Livre da Planta de Ordenamento 1A.
Figura 3. Layer da Floresta Livre da Planta de Ordenamento 1B1.
Figura 4. Layer da Floresta Livre da Planta de Ordenamento 1C.
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12. Curvas de Nível sem elevação (elevation). (Para utilização no projecto
SIG, resolveu-se inserir manualmente os valores, com ajuda do texto
marginal.)
Figura 5. Exemplo de curva de nível sem informação de elevação.
Pontos de Cota sem informação na coordenada Z (sem elevação).
Figura 6. Exemplo de ponto de cota sem informação de elevação (neste caso, coordenada Z).
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13. Hatches ou tramas sem limites (boundaries), ocorrendo perda de
informação aquando da eliminação deste tipo de elementos para
passagem para análise SIG. Encontrado através de inspecção visual.
(Para o projecto foi necessário restituir o limite de cada objecto, um a
um.)
Figura 7. Exemplo de tramas sem limites, antes de serem eliminadas.
Figura 8. Exemplo do aspecto visual do desenho após eliminação das tramas.
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14. Tramas em cima de tramas (pertencentes à mesma camada de
informação), sem qualquer espécie de limite. Para se resolver este
problema, vectorizaram-se os limites das áreas. O PDM apresentava
muitos problemas deste tipo, sendo talvez, o erro encontrado que
necessita de maior tempo dispendido para ser corrigido.
Figura 9. Exemplo de tramas sobre tramas, sem limites de fronteira.
Elementos estranhos em determinadas camadas de informação, sendo
necessária inspecção visual para ser detectado.
Figura 10. Layer referente ao Património, com elementos errados representados.
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15. Existência de informação-extra ao limite das plantas.
Figura 11. Imagem elucidativa de informação marginal excessiva presente no PDM de Ponte de Lima.
MODELO SIG (PROTÓTIPO – LOCALIZAÇÃO ÓPTIMA DA CTBF)
Foi possível encontrar no Concelho de Ponte de Lima, localizações
óptimas para a Central de Tratamento de Biomassa Florestal. Apesar da pouca
quantidade de variáveis utilizadas no Weighted Overlay, estas ainda assim
revelaram-se suficientes para encontrar tais locais.
As áreas com melhores características encontravam-se principalmente a
Norte do Concelho, nas freguesias de Arcozelo, Labruja e Cabração. Por falta
de tempo, apenas se procedeu ao cálculo de um modelo.
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16. Figura 12. Mapa final do Modelo, depois da utilização das variáveis pertencentes ao PDM.
CONCLUSÃO
O PDM, por apresentar um elevado número de erros, não se encontra
dentro dos parâmetros do PGQIT, necessitando de ser revisto em quase todos
os aspectos. No futuro pretende-se fazer uma análise mais aprofundada e
detalhada dos erros e tentar indicar uma lista de procedimentos para os
resolver.
Os objectivos ficaram aquém do previsto em relação ao modelo SIG, pois
grande parte da informação pretendida para o projecto SIG não foi integrada
por apresentar falhas que não puderam ser corrigidas a tempo, devido ao prazo
de entrega.
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17. Pensa-se, numa segunda fase tentar utilizar mais variáveis, entre as quais:
Carta de Risco de Incêndio Florestal
Rede Ecológica Nacional (REN)
Paisagem Protegida
Dados climatéricos
Demografia
Preço do Solo
Carta de Uso do Solo (COS 90)
Tipo de biomassa existente
Quantidade de biomassa existente
BIBLIOGRAFIA
Faculdade de Letras - Universidade do Porto. (2006). Biomassa
Florestal, Uma nova oportunidade para a Floresta e para os
Proprietários Florestais Portugueses. Portugal: BATISTA E SILVA, F.
Fundação Luso-Americana. (2007). Floresta e Sociedade, Uma história
em comum – Árvores e Florestas de Portugal, Volume 7.. Lisboa: SILVA,
J. S.
FERNANDES, S., GONÇALVES NERY, F. Bases Cartográficas de
Apoio à Execução dos Planos de Bacia Hidrográfica. Instituto da Água,
Portugal
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