UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE PLANEJAMENTO, URBANISMO E AMBIENTE
CRIAÇÃO DE PLATAFORMA EXPERIMENTAL ONLINE PARA DISPOSIÇÃO DE
DADOS SOBRE A CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DOS SOLOS DO MUNICÍPIO DE
PRESIDENTE PRUDENTE - SP
KENIA ARAÚJO DA ROCHA
WILSON FRANÇA DE SOUZA
Presidente Prudente
2017
KENIA ARAÚJO DA ROCHA
WILSON FRANÇA DE SOUZA
CRIAÇÃO DE PLATAFORMA EXPERIMENTAL ONLINE PARA DISPOSIÇÃO DE
DADOS SOBRE A CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DOS SOLOS DO MUNICÍPIO DE
PRESIDENTE PRUDENTE - SP
Trabalho apresentado junto ao curso de graduação
em Engenharia Ambiental da Faculdade de Ciências
e Tecnologia – UNESP – Campus de Presidente
Prudente, como um dos requisitos para a obtenção
do título de Engenheiro Ambiental.
Orientador: Prof. Dr. José Mariano Caccia Gouveia
Presidente Prudente
2017
Rocha, Kenia Araújo da.
R573c Criação de plataforma experimental online para disposição de dados sobre
a caracterização física dos solos do município de Presidente Prudente - SP /
Kenia Araújo da Rocha, Wilson França de Souza. - Presidente Prudente :
[s.n.], 2017
78 f. : il.
Orientador: José Mariano Caccia Gouveia
Trabalho de conclusão (bacharelado - Engenharia Ambiental) -
Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências e Tecnologia
Inclui bibliografia
1. Caracterização física dos solos. 2. WebSIG. 3. Google Maps API V3. I.
Souza, Wilson França de. II. Gouveia, José Mariano Caccia. III. Universidade
Estadual Paulista. Faculdade de Ciências e Tecnologia. IV. Título.
Dedico este trabalho à meus pais,
Francisco e Noêmia;
E à minha avó, Maria Ana.
Kenia
Dedico este trabalho aos meus pais,
Viviano e Shirley;
Ao meu noivo, Andrew.
Wilson
AGRADECIMENTOS
Primeiramente eu gostaria de agradecer a Deus por sempre me oferecer fé e coragem
pra continuar nos momentos em que as dificuldades pareciam se sobressair.
Aos meus pais, Francisco e Noêmia, que sempre estiveram presentes me fornecendo
até mais suporte do que era necessário, se preocuparam não só com meu bem estar mas
também com minha felicidade, sempre foram e sempre serão meus grandes e melhores
amigos.
Ao meu amigo, Wilson França de Souza, por todo companheirismo e amizade, pela
paciência, pelo suporte, pela disposição, organização e responsabilidade impecáveis, que foi,
sem dúvida, a melhor escolha para ser minha dupla do Trabalho de Conclusão de Curso.
Ao Programa Ciência Sem Fronteiras pela oportunidade de fornecer não somente à
mim, mas também ao Wilson, estudos na Humboldt State University e que assim, contribuiu
para adquirirmos experiência e conhecimentos extras no campo de estudo que este trabalho
está sendo realizado.
Ao meu orientador Prof. Dr. José Mariano Caccia Gouveia por toda recepção,
disposição, incentivo, preocupação e orientação para realizamos o projeto deste trabalho.
Ao Prof. Dr. João Osvaldo Rodrigues Nunes por todo companheirismo e pela
motivação em estarmos realizando este trabalho; por nos auxiliar durante as decisões iniciais
do projeto fornecendo a base de dados de sua antiga orientanda Melina Fushimi, que se
adequou perfeitamente para a realização deste trabalho.
À minha amiga Aline Akemi Nakata Mourão por todo incentivo e motivação não
somente durante a elaboração deste trabalho, mas também pela formação de graduação, se
dispondo e auxiliando quando precisei.
Kenia
AGRADECIMENTOS
Dedico esse trabalho aos meus pais e familiares que sempre me incentivaram,
ofereceram apoio, torceram ao meu lado e auxiliaram em minhas decisões.
Ao meu noivo, Andrew T. Smith, por sempre estar presente, ser crítico quando
necessário, permitindo meu desenvolvimento profissional, e por compreender quando eu não
tenho muito tempo para conversar.
Ao meu orientador Prof. Dr. José Mariano Caccia Gouveia pela humildade de receber
dois alunos com uma ideia completamente diferente do que ele já fez, por todo o suporte e
disposição para nos orientar.
Ao Prof. Dr. Milton H. Shimabukuro, do Departamento de Computação, que apesar de
nunca ter ministrado uma disciplina para o curso de Engenharia Ambiental, se mostrou
completamente aberto para sanar dúvidas relacionadas às tecnologias computacionais
aplicadas, oferecendo direcionamento e melhor entendimento do conteúdo.
Ao Prof. Dr. João Osvaldo Rodrigues Nunes pela amizade e companheirismo desde o
começo, auxiliando durante a formação da ideia, se colocando disponível sempre que
necessário e por disponibilizar a base de dados da Melina Fushimi, o escopo de todo o
projeto.
À minha grande amiga Kenia Araújo da Rocha, companheira de Trabalho de
Conclusão de Curso, que foi guerreira ao meu lado, paciente, me alimentou e se tornou mais
um membro da minha família.
Aos meus grandes amigos Oliver Siqueira Campos, Walber Douglas, Yara Oliveira,
Andressa da Silva Rezende, Isabela Alves, Sara Bianchi, Meyer Levy, Daniela Eugênio e
Gabriel Francisco que sempre estiveram ao meu lado, me motivaram a alcançar meus
objetivos e ofereceram feedbacks importantes relacionados ao protótipo desenvolvido.
Ao Programa Ciência Sem Fronteiras por financiar meus estudos no exterior,
permitindo a aquisição de conteúdo nesta área de conhecimento, auxiliando meu
desenvolvimento pessoal e profissional.
Wilson
RESUMO
O estudo da caracterização física dos solos é importante desde a antiguidade, para as práticas
de agricultura de subsistência, à atualidade, para além das modernas práticas agrícolas,
também para o estudo de fundações da construção civil, estudos de impacto ambiental e
pesquisas acadêmicas. Sendo assim, este trabalho visa a integração de recursos da API do
Google Maps em sua terceira versão, utilizando HTML5 e JavaScript, com um conjunto de
dados espaciais relacionados à três atributos, como os tipos de solo, de geomorfologia e grau
de vulnerabilidade erosiva para a área delimitada pelo município de Presidente Prudente – SP.
Nesse contexto, este trabalho foi esquematizado em três âmbitos majoritários: a
caracterização física dos solos, baseada em trabalhos já realizados; Sistema de Informação
Geográfica (SIG), relacionado às análises e adequações dos dados espaciais coletados com
uso de softwares específicos; e técnicas computacionais, que compatibilizaram estes dados
para o desenvolvimento do WebSIG proposto. Por fim, criou-se o SOLOMAP, uma
plataforma experimental online que, através de um conjunto de ferramentas disponíveis,
permite ao usuário interagir com seus atributos e realizar análises preliminares sobre uma área
de interesse.
Palavras chave: Caracterização Física dos Solos, Geomorfologia, Vulnerabilidade Erosiva,
WebSIG, Sistema de Informação Geográfica (SIG), Google Maps API V3
ABSTRACT
Throughout history, the study of the physical characterization of the soil has been critical to
human existence. Agriculture, construction, environmental impact surveys, as well as
academic research, have all relied on knowledge of soil. This project, "SOLOMAP," employs
the Google Maps API V3 using HTLM5 and JavaScript. It examines spatial data including
soil type, geomorphology, and erosive vulnerability within the city of Presidente Prudente in
the state of São Paulo. In the process, it will make academic work accessible to the general
public. This capstone is divided into three major subjects: soil physical characterization
(based on previous research); Geographic Information Systems (GIS), related to the analysis
and adequacy of spatial data collected from specific software; and computational methods,
which made this data compatible with the development of the proposed WebGIS. Finally,
SOLOMAP was created, an online experimental platform that, through a set of available
tools, it allows the user to interact with their attributes and perform preliminary analyzes on
an area of interest.
Keywords: Soil Physical Characterization, Geomorphology, Erosive Vulnerability, WebGIS,
Geographic Information Systems (GIS), Google Maps API V3.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AJAX - Asynchronous JavaScript and XML
ALOS - Advanced Land Observation Satellite
API - Application Programming Interface
Cl - Clima
CSS - Cascading Style Sheets
DOM - Document Object Model
GEOJSON - Geospatial JavaScript Object Notation
GIS - Geographic Information System
GPL - General Public License
GPS - Global Positioning System
HTML - HyperText Markup Language
HTTP - Hypertext Transfer Protocol
JSON - JavaScript Object Notation
MIT - Massachusetts Institute of Technology
MO - Matéria Orgânica
O - Organismos
QGIS - Quantum GIS
R - Relevo
SIG - Sistema de Informação Geográfica
SHP - shapefile
SPR - spring
T - Tempo
TFSA - Terra Fina Seca ao Ar
URL - Uniform Resource Locator
V3 - Terceira versão
XML - Extensible Markup Language
XSLT - Extensible Stylesheet Language Transformations
WGS 84 - World Geodetic System 1984
https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Land_Observation_Satellite
http://web.mit.edu/
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Exemplificação do perfil de um solo desenvolvido (Latossolo) ................................ 7
Figura 2 - Exemplificação do perfil de um solo raso a desenvolvido (Argissolos) .................... 7
Figura 3 - Exemplificação do perfil de um Neossolo ................................................................. 8
Figura 4 - Exemplo de um solo hidromórfico ............................................................................ 9
Figura 5 - Solos rasos no compartimento do topo .................................................................... 11
Figura 6 - Cabeceira de drenagem em formato de anfiteatro (vertentes côncavas) ................. 12
Figura 7 - Fundo de vale ........................................................................................................... 12
Figura 8 - Fundo de vale com mata ciliar (baixa vulnerabilidade) e vertente com sulcos (muito
alta vulnerabilidade) ................................................................................................................. 13
Figura 9 - Processo erosivo do tipo ravinamento em condições de instabilidade. Alta
vulnerabilidade ambiental......................................................................................................... 13
Figura 10 - Ravina estabilizada mediante o crescimento de cobertura vegetal (gramínea).
Média vulnerabilidade ambiental ............................................................................................. 14
Figura 11 - Matas ciliares (A) e de encostas (B), influenciando na estabilidade do meio
morfodinâmico (baixa vulnerabilidade ambiental) ................................................................... 14
Figura 12 - Modelo típico de SIG como “componentes” ......................................................... 17
Figura 13 – Diagrama esquemático (ou “árvore”) do DOM .................................................... 19
Figura 14 – Modelo de um documento HTML5 e seus respectivos elementos estruturais ...... 20
Figura 15 – Diagrama comparativo do modelo de aplicação Web clássico (a) e o modelo de
aplicação Web utilizando AJAX (b) ......................................................................................... 22
Figura 16 – Componentes de um WebSIG ............................................................................... 25
Figura 17 – Funcionamento de um WebSIG ............................................................................ 25
Figura 18 - Arquitetura ao lado do servidor (A) e ao lado do cliente (B) ................................ 26
Figura 19 – Localização do município de Presidente Prudente em relação à sua mesorregião,
seu estado e capital estadual paulista ........................................................................................ 32
Figura 20 – Exemplificação da janela aberta no software Spring® após clicar em “banco de
dados” ....................................................................................................................................... 33
Figura 21 – Exemplificação da janela aberta no software Spring após clicar em “projeto” .... 34
Figura 22 – Exemplificação da janela aberta no software Spring® após clicar em “exportar
dados vetoriais e matriciais” ..................................................................................................... 34
Figura 23 – Exemplificação da janela aberta no software Spring® após clicar em “salvar” na
janela “Exportar”, neste caso utilizando o arquivo de Vulnerabilidade Erosiva como exemplo
.................................................................................................................................................. 35
Figura 24 – Exemplificação do arquivo shapefile adicionado ao software ArcMap® com sua
classificação .............................................................................................................................. 35
Figura 25 - Categorização do shapefile “Solos” ....................................................................... 36
Figura 26 - Categorização do shapefile “Geomorfologia” ....................................................... 37
Figura 27 - Categorização do shapefile “Vulnerabilidade Erosiva” ......................................... 37
Figura 28 – Procedimento de conversão de arquivo SHP em geojson ..................................... 38
Figura 29 – Configurando o dado de saída ............................................................................... 39
Figura 30 – Ferramenta da Web - Shape Scape. ....................................................................... 39
Figura 31 – Arquivo ZIP contendo os dados de geomorfologia. .............................................. 40
Figura 32 – Fusion Table do Tipo de Geomorfologia. ............................................................. 40
Figura 33 – Código necessário para a utilização da API do Google Maps. ............................. 41
Figura 34 – Fluxograma da arquitetura do SOLOMAP. .......................................................... 42
Figura 35 – Layout proposto para o SOLOMAP. .................................................................... 44
Figura 36 – Alerta de incompatibilidade do navegador utilizado com o SOLOMAP ............. 46
Figura 37 – Representação da tela inicial da plataforma experimental .................................... 46
Figura 38– Representação do uso da ferramenta de busca ....................................................... 48
Figura 39 – Representação da ferramenta de camada de dados espaciais ativada ................... 48
Figura 40 – Representação das camadas de Tipo de Solos ativadas ........................................ 49
Figura 41 – Representação das camadas de Tipo de Geomorfologia ativadas ......................... 50
Figura 42 – Representação das camadas de Grau de Vulnerabilidade ativadas ....................... 50
Figura 43 – Interação entre as camadas de solos desenvolvidos e fundos de vale com grau
muito alto de vulnerabilidade erosiva ....................................................................................... 51
Figura 44 – Interação entre as camadas de solos hidromórficos e fundo de vale. .................... 51
Figura 45 – Aplicação da ferramenta para gerar perfil topográfico. ........................................ 52
Figura 46 – Mapa base: Satellite. ............................................................................................. 53
Figura 47 – Mapa base: Hybrid. ............................................................................................... 54
Figura 48 – Mapa base: Road Map. .......................................................................................... 54
Figura 49 – Mapa base: Terrain. .............................................................................................. 55
Figura 50 – Ferramenta de Ajuda ............................................................................................. 55
Figura 51 – Desenvolvimento urbano e a necessidade de atualizar a base de dados. .............. 56
LISTA DE QUADROS
Quadro 1- Apresentação dos grandes âmbitos de estudo e suas respectivas classificações ....... 4
Quadro 2 - Adaptação das nomenclaturas das classes de solos propostas por Trentin (2011)
para área de estudo ..................................................................................................................... 5
Quadro 3 - Síntese integrada da vulnerabilidade ambiental aos processos erosivos lineares das
áreas rurais do município de Presidente Prudente-SP .............................................................. 15
Quadro 4 - Principais marcações de um documento HTML5 .................................................. 20
Quadro 5 – Descrição dos componentes básicos da arquitetura de um WebSIG ..................... 24
Quadro 6 - Apresentação dos shapefiles, fields e suas respectivas classes .............................. 30
Quadro 7 - Resumo de conceitos .............................................................................................. 31
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 1
2 OBJETIVOS .......................................................................................................................... 3
2.1 Objetivo Geral..................................................................................................................... 3
2.2 Objetivo Específico ............................................................................................................. 3
3 REVISÃO DE LITERATURA ............................................................................................. 4
3.1 Caracterização Física do Solo ............................................................................................ 4
3.1.1 Os Solos ............................................................................................................................. 4
3.1.1.1 Latossolos ....................................................................................................................... 6
3.1.1.2 Argissolos ....................................................................................................................... 7
3.1.1.3 Neossolos ........................................................................................................................ 8
3.1.1.4 Planossolos ..................................................................................................................... 8
3.1.1.5 Gleissolos........................................................................................................................ 9
3.1.1.6 Cenário Histórico .......................................................................................................... 10
3.1.2 A Geomorfologia ............................................................................................................. 11
3.1.3 A Vulnerabilidade Erosiva .............................................................................................. 12
3.2 O Sistema de Informação Geográfica ............................................................................. 16
3.2.1 Conceitos SIG .................................................................................................................. 16
3.2.2 Funcionalidades e Aplicações de SIG ............................................................................. 18
3.3 Tecnologias Utilizadas ...................................................................................................... 19
3.3.1 DOM ................................................................................................................................ 19
3.3.2 HTML5............................................................................................................................. 20
3.3.3 CSS3................................................................................................................................. 21
3.3.4 JavaScript ........................................................................................................................ 21
3.3.5 AJAX ................................................................................................................................ 21
3.3.6 jQuery .............................................................................................................................. 22
3.3.7 GeoJSON ......................................................................................................................... 23
3.4 A Integração do SIG com WEB (WebSIG) .................................................................... 23
3.4.1 Características fundamentais de um WebSIG ................................................................. 23
3.4.2 Arquitetura de um WebSIG .............................................................................................. 24
3.5 Google Maps API .............................................................................................................. 26
3.5.1 Fusion Table .................................................................................................................... 27
3.5.2 Geocoding API ................................................................................................................ 28
3.5.3 Elevation Service API ...................................................................................................... 28
4 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................... 29
4.1 Materiais ............................................................................................................................ 29
4.1.1 Solos................................................................................................................................. 29
4.1.2 Sistemas de Informação Geográfica (SIG) ...................................................................... 30
4.1.3 Técnicas Computacionais ................................................................................................ 30
4.2 Métodos.............................................................................................................................. 31
4.2.1 Área de estudo ................................................................................................................. 31
4.2.2 Base de dados .................................................................................................................. 32
4.2.2.1 Aquisição e adequação ................................................................................................. 33
4.2.2.2 Conversão de dados: SPR para SHP............................................................................. 33
4.2.2.3 Conversão de dados: SHP para geojson ....................................................................... 38
4.2.2.4 Conversão de dados: SHP para Fusion Table ............................................................... 39
4.2.3 Desenvolvimento do SOLOMAP ..................................................................................... 41
4.2.3.1 Gerando chave de acesso do Google Maps .................................................................. 41
4.2.3.2 Arquitetura do protótipo ............................................................................................... 41
4.2.3.3 Layout ........................................................................................................................... 44
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES....................................................................................... 46
6 CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 57
7 PERSPECTIVAS FUTURAS ............................................................................................. 58
8 REFERÊNCIAS................................................................................................................... 59
1
1 INTRODUÇÃO
Tendo em vista o abrangente campo de utilização de dados coletados sobre os estudos
de solos, tanto a disponibilidade de acesso quanto a organização desses dados devem ser
dispostos de maneira adequada. A criação de uma interface digital online, para a
disseminação de informação, é uma maneira de facilitar o acesso destes dados, visando
contribuir com várias áreas de pesquisas científicas interligadas com os estudos dos solos.
Para isso, este trabalho está dividido em três âmbitos majoritários: os estudos de solos,
os sistemas de informação geográfica e as técnicas computacionais.
Sabe-se que a importância do estudo dos solos não se remete somente à sua fertilidade.
Como foi iniciada na Antiguidade, em torno do século IV a.C., naquele tempo, visava-se
primordialmente as práticas de agricultura de subsistência. De acordo com Lepsch (2010),
durante as primeiras civilizações, o homem aprendeu a diferenciar a produtividade da terra
pela intensidade de encharcamento, arenosidade e pela sua dureza.
Brevik (2005) afirma que em nossa sociedade moderna, o conhecimento sobre solos
está se tornando cada vez mais importante, para avaliações do uso da terra para fins não
agrícolas, incluindo construções, trabalhos sustentáveis, planejamento comunitário, aplicação
de tributações, entre outros.
De acordo com Brasil (1998), no âmbito das ciências geoespaciais, localização,
orientação e representação são conhecimentos integrantes do processo de organização da
sociedade. Logo,
[...] o conhecimento espacial e o desenvolvimento do pensamento crítico sobre o
espaço e seus atributos físicos (produção rural, população, circulação, entre outros)
são de grande importância para o desenvolvimento da sociedade (BARROS, 2007,
pg. 16).
Sendo assim, a importância de desenvolver novas tecnologias e metodologias de
levantamento espaciais se fez necessária, surgindo, então, os sistemas de informação
geográfica (SIG).
Um Sistema de Informação Geográfica (SIG) é um poderoso conjunto de
instrumentos para coletar, armazenar, recuperar e, posteriormente, transformar e
representar dados referenciados da superfície terrestre para um conjunto de
propósitos particulares (BURROUGH, 1986, apud GOMARASCA 2009).
Similarmente, segundo Burrough (1986),
Sistema de Informação Geográfica é um recurso para preparar, apresentar,
interpretar fatos relativos à superfície da Terra e também o define como um conjunto
de hardware e software, desenvolvido especificamente para a aquisição, manutenção
e uso de dados cartográficos (Tomlin, 1990, pg. 10).
2
De forma a desenvolver a plataforma experimental das características físicas dos solos
proposta, recorreremos então à utilização de recursos da API do Google Maps em sua terceira
versão, pois sua documentação está disponível online e seu uso é gratuito. Esta versão permite
a requisição de mapas dinâmicos de forma rápida e interativa. Como a plataforma foi
desenvolvida em uma página da Web, demandou também, para a sua criação, o conhecimento
em HTML5, CSS, JavaScript, AJAX, GeoJSON e jQuery, além da arquitetura ao lado do
cliente para o WebSIG proposto e dos serviços da Web disponíveis.
Neste contexto, visando obter melhor disposição e acessibilidade de dados, foi criada
uma interface online do município de Presidente Prudente – SP, a partir do fornecimento de
dados em âmbito SIG do mapa de vulnerabilidade ambiental dos processos erosivos lineares
de Fushimi (2012).
Neste contexto, visando obter melhor disposição e acessibilidade de dados, foi criada
uma interface online do município de Presidente Prudente - SP a partir do fornecimento de
dados em âmbito SIG do mapa das classes de solo, da geomorfologia e de vulnerabilidade
ambiental dos processos erosivos lineares de Fushimi (2012). Sendo assim, a elaboração do
SOLOMAP contribuirá com didáticas a serem aplicadas em sala de aula, como por exemplo,
através de análises prévias da área de interesse a partir da plataforma online, para assim então,
realizar trabalhos de campo; ou então, a delimitação de requisitos adequados sobre a
implantação de aterro sanitário voltado aos âmbitos citados anteriormente. É importante
ressaltar que o SOLOMAP não elimina ou substitui a necessidade do trabalho de campo sobre
a área de interesse, a plataforma online visa ser uma ferramenta auxiliar junto ao mesmo.
3
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
A elaboração de plataforma experimental online para a identificação e caracterização
física de solos do município de Presidente Prudente, São Paulo.
2.2 Objetivo Específico
● Organizar e disponibilizar informações sobre a classificação de solos, geomorfologia e
vulnerabilidade erosiva do município de Presidente Prudente, São Paulo;
● Elaborar e disponibilizar plataforma online, visando facilitar o acesso à informação e
conhecimento visando atender o público geral;
● Contribuir com a sociedade científica, acadêmica e privada por meio de disposição de
dados resultantes de análises
4
3 REVISÃO DE LITERATURA
Neste capítulo serão elencados conceitos e definições que envolvem o
desenvolvimento deste trabalho. Majoritariamente, serão abordadas explicações sobre: a
caracterização física dos solos, os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e, por fim, o
WebSIG.
3.1 Caracterização Física do Solo
A princípio serão apresentados neste subcapítulo o que serão denominados “grandes
âmbitos” de estudo, seguidos de suas respectivas classificações como segue no Quadro 1.
Serão apresentados conceitos e denominações que visam melhor compreensão futura.
Quadro 1- Apresentação dos grandes âmbitos de estudo e suas respectivas classificações
Âmbitos Classificações
Solos
Solos Desenvolvidos (Associação Latossolos)
Solos Rasos a Desenvolvidos (Associação Argissolos)
Solos Rasos (Associação Neossolos Litólicos)
Solos Hidromórficos (Associação Planossolos e Gleissolos)
Área Urbanizada (Depósitos Tecnogênicos)
Geomorfologia
Topo das Colinas
Vertente das Colinas
Planícies Aluviais – Fundos de Vales
Vulnerabilidade Erosiva
Muito Alta
Alta
Média
Baixa
Fonte: Autores (2016).
3.1.1 Os Solos
Para Azevedo e Dalmolin (2006), por estar apto quanto à retenção e transformação de
substâncias naturais ou produzidas pelo ser humano, representando potencial perigo ao seu
bem estar, o solo é a fonte mais básica e primordial de sustento da humanidade.
5
Todos os solos possuem uma história que pode ser contada pelo conhecimento dos
fatores e dos processos de formação, os quais têm relação direta com a história do
local e que ficam registrados no perfil de solo, e conhecer os solos da região onde se
vive é importante para entender a dinâmica da produção de alimentos, a dinâmica da
água, a sua quantidade e qualidade, o microclima, o desenvolvimento da população,
a biodiversidade animal e vegetal e o equilíbrio da região (RHODEN et al., 2015,
p.1).
Segundo os estudos do geógrafo russo Dokuchaev (1846-1903), considerado como o
pai da Pedologia, os processos de formação do solo podem ser definidos em cinco fatores de
formação, dados pela seguinte equação:
S = f (MO, Cl, O, R, T),
Onde S representa o solo em si bem como seu processo de formação, em função das
ações da matéria orgânica (MO), o clima (Cl), a presença de organismos (O), as diferentes
feições do relevo (R) em um determinado período de tempo (T).
O fator de formação do solo denominado de material de origem é a rocha
que está presente no local e que irá receber a ação dos agentes ativos de
formação do solo, clima e organismos, por um período de tempo, ocorrendo
o intemperismo, ou seja, seu desgaste e decomposição, e com isso a
formação do solo (Rhoden et al, 2015, p.3).
Os fatores de formação do solo interagindo em sua ampla magnitude e intensidade
determinam o processo de formação do solo e com isso as diferentes classes de solos
(AZEVEDO; DALMOLIN, 2006) propostas pela EMBRAPA (2006), no Brasil.
Sendo assim, para a criação da interface digital, serão associadas informações sobre os
estudos de solos de acordo com a nomenclatura dos solos predominantes de Trentin (2011)
adaptada por Fushimi (2012) de acordo com o Quadro 2 abaixo.
Quadro 2 - Adaptação das nomenclaturas das classes de solos propostas por Trentin (2011) para área
de estudo
Classe de solos propostas por Trentin (2011)
Classe de solos adaptadas para a área
de estudo
Solos rasos a bem desenvolvidos em colinas de
rochas vulcânicas
Solos desenvolvidos
Solos rasos a bem desenvolvidos em rochas
areníticas
Solos rasos a desenvolvidos
Solos rasos de altitudes elevadas Solos rasos
Solos hidromórficos Solos hidromórficos
Fonte: Fushimi (2012).
6
“As associações dos solos basearam-se nas características das classes do 1º nível
categórico (ordens) e do 2º nível categórico (subordens) propostas pela EMBRAPA (1999):
Solos desenvolvidos – associação Latossolos Vermelhos;
Solos rasos a desenvolvidos – associação Argissolos Vermelhos;
Solos rasos – associação Neossolos Regolíticos;
Solos hidromórficos – associação Planossolos e Gleissolos.” (FUSHIMI, 2012)
Sendo assim, sabe-se que o 1° nível categórico relata classes, que são diferenciadas
através de processos dominantes na formação e desenvolvimento do solo.
As diversas classes no 1º nível categórico foram separadas pela presença ou
ausência de determinados atributos, horizontes diagnósticos ou propriedades que são
características passíveis de serem identificadas no campo mostrando diferenças no
tipo e grau de desenvolvimento de um conjunto de processos que atuaram na
formação do solo (...). As características diferenciais que refletem a natureza do
meio ambiente e os efeitos (sinais) dos processos de formação do solo, dominantes
na gênese dele, são as que devem ter maior peso para o 1º nível categórico, porque
estas propriedades têm o maior número de características acessórias. (EMBRAPA,
2006, p. 61).
Já o 2° nível categórico faz referência aos processos que influenciaram a diferenciação
específica do 1° nível categórico, modificando a atuação nos processos de formação e
desenvolvimento do solo, as características que possam afetar não somente na ausência do
horizonte diagnóstico (B), mas também quanto à sua gênese, impactando o desenvolvimento
de vegetais (EMBRAPA, 2006).
Tendo sido apresentada a diferenciação quanto ao modelo de classificação referente às
duas primeiras classes, que serão relevantes para o desenvolvimento deste trabalho, é possível
analisar as caracterizações, de fato, dos tipos de solos apresentados anteriormente. Os tópicos
a seguir apresentarão as classificações referentes ao 1° nível categórico, sendo eles
Latossolos, Argissolos, Neossolos, Planossolos e Gleissolos. Estas conceituações e definições
são divididas em bases, ordem de considerações que governam a formação das classes, e
critérios, elementos pelos quais as classes são diferenciadas na aplicação do sistema aos solos
(Cline, 1993 apud EMBRAPA 2006).
3.1.1.1 Latossolos
É um grupamento de solos com horizonte B latossólico.
Base: evolução muito avançada com atuação expressiva de processo de latolização
(ferralitização ou laterização), segundo intemperização intensa dos constituintes minerais
primários, e mesmo secundários menos resistentes, e concentração relativa de argilominerais
7
resistentes e/ou óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, com inexpressiva mobilização ou
migração de argila, ferrólise, gleização ou plintitização.
Critério: desenvolvimento (expressão) de horizonte diagnóstico B latossólico, em
sequência a qualquer tipo de A e quase nulo, ou pouco acentuado, aumento de teor de argila
de A para B, vide Figura 1.
Figura 1 - Exemplificação do perfil de um solo desenvolvido (Latossolo)
Fonte: Adaptado de Fushimi (2012).
3.1.1.2 Argissolos
Grupamento de solos com horizonte B textural, com argila de atividade baixa, ou alta
conjugada com saturação por bases baixa ou caráter alítico.
Base: evolução avançada com atuação incompleta de processo de ferralitização, em
conexão com paragênese caulinítica-oxídica ou virtualmente caulinítica, ou com hidroxi-Al
entre camadas, na vigência de mobilização de argila da parte mais superficial do solo, com
concentração ou acumulação em horizonte subsuperficial.
Critério: desenvolvimento (expressão) de horizonte diagnóstico B textural em
vinculação com atributos que evidenciam a baixa atividade da fração argila ou o caráter
alítico, vide Figura 2.
Figura 2 - Exemplificação do perfil de um solo raso a desenvolvido (Argissolos)
Fonte: Adaptado de Fushimi (2012).
8
3.1.1.3 Neossolos
Grupamento de solos pouco evoluídos, sem horizonte B diagnóstico definido.
Base: solos em via de formação, seja pela reduzida atuação dos processos
pedogenéticos ou por características inerentes ao material originário.
Critérios: insuficiência de manifestação dos atributos diagnósticos, que caracterizam
os diversos processos de formação. Exígua diferenciação de horizontes, com individualização
de horizonte A seguido de C ou R. Predomínio de características herdadas do material
originário, ilustrado por Figura 3.
Figura 3 - Exemplificação do perfil de um Neossolo
Fonte: Adaptado de Fushimi (2012).
3.1.1.4 Planossolos
Grupamento de solos minerais com horizonte B plânico, subjacente a qualquer tipo de
horizonte A, podendo ou não apresentar horizonte E (álbico ou não).
Base: desargilização vigorosa da parte mais superficial e acumulação ou concentração
intensa de argila no horizonte subsuperficial.
Critério: expressão de desargilização intensa evidenciada pela nítida diferenciação
entre o horizonte diagnóstico B plânico e os horizontes precedentes A ou E, normalmente
associada a mudança textural abrupta; ou com transição abrupta conjugada com acentuada
diferença de textura do A para o B; restrição de permeabilidade em subsuperfície, que
interfere na infiltração e no regime hídrico, com evidências de processos de redução, com ou
sem segregação de ferro, que se manifesta nos atributos de cor e na mobilização e sorção do
cátion Na+, ilustrado pela Figura 4.
9
Figura 4 - Exemplo de um solo hidromórfico
Fonte: Fushimi (2012).
3.1.1.5 Gleissolos
Grupamento de solos com expressiva gleização.
Base: hidromorfia expressa por forte gleização, resultante de processamento de intensa
redução de compostos de ferro, em presença de matéria orgânica, com ou sem alternância de
oxidação, por efeito de flutuação de nível do lençol freático, em condições de regime de
excesso de umidade permanente ou periódico (Figura 4).
Critério: preponderância e profundidade de manifestação de atributos evidenciadores
de gleização, conjugada à caracterização de horizonte glei.
Com as classes do primeiro nível categórico apresentadas, a seguir, serão apresentadas
a caracterização das classes do 2 nível categórico referentes às classes de solos adaptadas
utilizadas: os solos desenvolvidos, Latossolos Vermelhos; aos solos rasos à desenvolvidos,
Argissolos Vermelhos; e, solos rasos, Neossolos Regolíticos.
Segundo a EMBRAPA (2006), os Latossolos Vermelhos referem-se aos solos com
matiz 2,5YR ou mais vermelho na maior parte dos primeiros 100 cm do horizonte Bw
(inclusive BA); os Argissolos Vermelhos, aos solos com matiz 2,5YR ou mais vermelho ou
com matiz 5YR e valores iguais ou menores que 4, na maior parte dos primeiros 100 cm do
horizonte Bt; e por último, os Neossolos Regolíticos são solos com contato lítico a uma
profundidade maior que 50 cm e horizonte A sobrejacente a horizonte C ou Cr, admitindo
horizonte Bi com menos de 10 cm de espessura. Apresentam pelo menos um dos seguintes
requisitos: a) 4% ou mais de minerais primários alteráveis (menos resistentes ao
10
intemperismo) na fração areia total e/ou no cascalho, porém referidos a 100 g de TFSA1 em
algum horizonte dentro de 150 cm da superfície do solo; b) 5% ou mais do volume da massa
do horizonte C ou Cr, dentro de 150 cm de profundidade, apresentando fragmentos de rocha
semi-intemperizada, saprolito ou fragmentos formados por restos da estrutura orientada da
rocha (pseudomorfos) que deu origem ao solo.
3.1.1.6 Cenário Histórico
A vida do homem no planeta terra, desde as mais remotas civilizações, esteve e
continua estreitamente relacionada ao potencial do recurso solo, em oferecer ao
mesmo alimento, abrigo e energia, bem como ao uso e manejo que o homem
dispensava e ainda dispensa ao solo. Há consenso geral que o solo é a base dos
sistemas de produção agrícola e que a sustentabilidade das produções dependem da
manutenção desse recurso natural da terra (Klamt & Reinert, 2015, p.2).
De acordo com Buol, Hole e McCraken (l989), existem referências que Aristóteles
(384 - 322 a.C.), Theophrastus (372 - 287 a.C.), Virgílio (70 - l9 a.C.) e Columella (45 a.C.)
avaliaram o solo em relação à nutrição de plantas, ou seja, a qualificação das terras segundo
sua produtividade e que estes conhecimentos acumulados no Império Romano, foram usados
como referência por l000 anos.
Throeh et al. (1980) fazem referência a áreas cultivadas no vale Chemchemal, no
Iraque há aproximadamente 13 mil anos. Klamt & Reinert (2015) também citam que com as
margens dos rios Tigres e Eufrates irrigadas há aproximadamente 2000 anos a.C., tornavam
os solos tão férteis, que o vale era considerado como paraíso terrestre, fazendo assim com que
se iniciasse o processo de formação de grandes centros urbanos.
Já o cenário atual se antagoniza em relação ao histórico. Segundo Lepsch (2002), por
mais que a humanidade necessite de água, ar e solo de boa qualidade para viver, nem sempre
têm sido usufruídos destes recursos naturais com o objetivo de preservá-los. Lepsch também
menciona a união de cientistas por um conjunto de práticas de modo a evitar a degradação
destes recursos, como o ocorrido no evento Rio 92 (ou Eco 92), quando houve um consenso
de que a humanidade é, de fato, a maior responsável pelo comprometimento da qualidade
ambiental.
1Terra Fina Seca ao Ar
11
3.1.2 A Geomorfologia
Segundo Cunha e Guerra (1996, apud. Nunes, 2002), a Geomorfologia Ambiental tem
como tema integrar as questões sociais às análises da natureza, devendo, assim, incorporar em
suas observações e análises as relações político-econômicas importantes na determinação dos
resultados dos processos e mudanças. Este conceito faz clara referência aos objetivos deste
trabalho, que poderá servir como apoio técnico para a integração da sociedade, com a
exposição da presença de um núcleo urbano na área de estudo, que reúne o meio ambiente,
juntamente com suas feições geomorfológicas, que também serão apresentadas. Sendo assim,
é importante mencionar a caracterização da análise geomorfológica que será seguida.
De acordo com Ab’Saber (1969), sua caracterização propõe três níveis de abordagem,
sendo o primeiro nível referente à “compartimentação topográfica” que envolve tanto a
análise topográfica quanto a geomorfologia influente na estruturação deste compartimento; o
segundo nível, que refere-se à “estrutura superficial da paisagem”, que visa obter
informações sistemáticas relacionadas à esta estrutura superficial de paisagens referentes a
todos os compartimentos além de formas observação de relevo como as formações geológicas
dos depósitos, e feições antigas e recentes do mesmo; e o terceiro e último nível que
corresponde à “fisiologia da paisagem”, procurando compreender de maneira global a
fisiologia da paisagem através da dinâmica climática e de observações mais demoradas, além
de contar com o controle através de equipamentos de precisão.
Sendo assim, a elaboração do mapa geomorfológico de Fushimi (2012), “baseou-se na
caracterização geomorfológica e geológica de acordo com os dois primeiros níveis de
abordagem propostos por Ab’Saber (1969, p.1-23): Compartimentação Topográfica e
Estrutura Superficial da Paisagem”.
Para este trabalho, Fushimi (2012) categorizou a geomorfologia em topo das colinas,
vertente das colinas e fundos de vales (planícies aluviais) como seguem as Figuras 5, 6 e 7.
Figura 5 - Solos rasos no compartimento do topo
Fonte: Fushimi (2012).
12
Figura 6 - Cabeceira de drenagem em formato de anfiteatro (vertentes côncavas)
Fonte: Fushimi (2012).
Figura 7 - Fundo de vale
Fonte: Fushimi (2012).
3.1.3 A Vulnerabilidade Erosiva
A vulnerabilidade erosiva é o último critério que será utilizado neste trabalho. Assim
como os tipos de compartimentos geomorfológicos e de solos, a vulnerabilidade erosiva
também visa expor apoio técnico, para realização de algum tipo de análise ou estudo de área
dentro do perímetro do município de Presidente Prudente. Figueiredo et al. (2007) relaciona
vulnerabilidade e/ou fragilidade ambiental com a susceptibilidade de uma área de sofrer
algum tipo de dano ou prejuízo quando submetida à uma determinada ação, sendo que quanto
maior a vulnerabilidade da bacia hidrográfica, menor a chance de recuperação ambiental.
Figueiredo et al. (op cit) ainda adicionam que ter o conhecimento sobre a vulnerabilidade
erosiva de uma área, influenciada por determinados fatores de pressão ambiental, auxilia na
priorização de investimentos públicos.
Sendo assim, para este caso, a determinação da vulnerabilidade erosiva da área de
estudo seguirá os parâmetros e análises realizadas na dissertação de mestrado por Fushimi
13
(2012). Sabe-se que este último critério foi classificado em intensidades: baixa, média, alta e
muito alta de acordo com o Quadro 3 a seguir.
Quanto ao atributo vulnerabilidade erosiva, Fushimi (2012) a categorizou em: muito
alta, alta, média e baixa, como seguem as Figuras 8, 9, 10 e 11.
Figura 8 - Fundo de vale com mata ciliar (baixa vulnerabilidade) e vertente com sulcos (muito alta
vulnerabilidade)
Fonte: Fushimi (2012).
Figura 9 - Processo erosivo do tipo ravinamento em condições de instabilidade. Alta vulnerabilidade
ambiental
Fonte: Fushimi (2012).
14
Figura 10 - Ravina estabilizada mediante o crescimento de cobertura vegetal (gramínea). Média
vulnerabilidade ambiental
Fonte: Fushimi (2012).
Figura 11 - Matas ciliares (A) e de encostas (B), influenciando na estabilidade do meio morfodinâmico
(baixa vulnerabilidade ambiental)
Fonte: Fushimi (2012).
15
Quadro 3 - Síntese integrada da vulnerabilidade ambiental aos processos erosivos lineares das áreas rurais do município de Presidente Prudente-SP
CLASSES DE
VULNERABILIDADE
COMPARTIMENTOS
DE RELEVO
TIPOLOGIA DA
FORMAÇÃO DO
RELEVO
CLASSES DE SOLO
USO DA TERRA E
COBERTURA
VEGETAL
MORFODINÂMICA
PREDOMINANTE
Baixa
(1% da área total)
Planícies aluviais e
alvéolos
(280 a 340 m)
Fundos de vales com
declividades inferiores a
5%
Solos Hidromórficos
Mata,
Lançamento de esgoto,
Assoreamento dos
cursos d’água,
Porto de areia
Domínio espacial de
condições
morfodinâmicas
estáveis, principalmente
pela presença de matas
ciliares
Média
(28% da área total)
Topos suavemente
ondulados das colinas
convexizadas
(400 a 480 m)
Topos convexos com
declividades entre 5 a
10%
Solos Desenvolvidos
Áreas urbanizadas,
Estrada Raimundo
Maiolini, Estradas
Vicinais, Cultivo de
cana-de-açúcar
Domínio espacial de
condições
morfodinâmicas
intergrades – solos com
textura arenosa
Alta
(66% da área total)
Domínio das vertentes
côncavas
(340 a 400 metros)
Vertentes côncavas com
declividade entre 10 e
20%
Solos Rasos à
Desenvolvidos
Solo exposto com
terraceamento (para
posterior cultivo de
cana-de-açúcar)
Domínio espacial de
condições
morfodinâmicas
intergrades
Muito alta
(5% da área total)
Domínio das vertentes
côncavas, convexas e
retilíneas
(340 a 400 m)
Vertente côncavas com
declividades acima de
20% e vertentes
convexas e retilíneas
com declividade entre
10 à acima de 20%
Solos Rasos Pastagem e gramíneas
Domínio espacial de
condições
morfodinâmicas
fortemente instáveis,
principalmente nas
médias-baixas vertentes
(intensificado pela
erosão zoógena)
Fonte: Adaptado de Fushimi (2012).
16
3.2 O Sistema de Informação Geográfica
No âmbito das ciências geoespaciais, localização, orientação e representação são
conhecimentos integrantes do processo de organização da sociedade (BRASIL, 1998). Logo,
o conhecimento espacial e o desenvolvimento do pensamento crítico sobre o espaço e seus
atributos físicos (produção rural, população, circulação, entre outros) são de grande
importância para o desenvolvimento da sociedade (BARROS, 2007). Sendo assim, a
importância de desenvolver novas tecnologias e metodologias de levantamentos espaciais se
fez necessária, surgindo, então, os Sistemas de Informação Geográfica (SIG).
Além de demonstrar seus conceitos técnicos, é importante evidenciar a funcionalidade
e eficácia da utilização de SIGs, tanto para âmbitos cotidianos ou profissionais. Segundo
Almeida (2007), é possível que qualquer pessoa que já tenha realizado uma análise
semelhante à que um SIG permite, como por exemplo, pensar no melhor caminho para chegar
a uma cidade próxima, analisar e cruzar informação referente a um negócio em perspectiva,
para a obtenção de referências para uma escolha mais fundamentada. Davis & Câmara (1990)
afirmam que um SIG oferece ao administrador (urbanista, planejador, engenheiro) uma visão
inédita de seu ambiente de trabalho, em que todas as informações disponíveis, sobre um
determinado assunto, estão ao seu alcance, interrelacionadas com base no que lhes é
fundamentalmente comum: a localização geográfica.
3.2.1 Conceitos SIG
Star & Estes (1990) definem SIG como
[...] um sistema de informação que é concebido para trabalhar com dados
referenciados por coordenadas geográficas ou espaciais. Por outras palavras, um SIG
é um sistema de bases de dados com capacidades específicas para lidar com dados
espacialmente referenciados (…) De certo modo, um SIG pode ser pensado como
um mapa de ordem superior (STAR & ESTES, 1990, p.2-3).
Martin (1996) cria um modelo típico sobre os componentes de SIG (Figura 12), em
que este é dividido em quatro componentes majoritários.
17
Figura 12 - Modelo típico de SIG como “componentes”
Fonte: Adaptado de Martin (1996).
1. Recepção, input e correção:
São as operações preocupadas com o recebimento de dados no sistema, incluindo a
digitalização manual, scanning, entrada de atributos selecionados, além de retorno online de
outros sistemas de banco de dados.
2. Armazenamento e organização:
São mecanismos que incluem o controle do armazenamento físico dos dados na memória do
sistema utilizado.
3. Manipulação e análise:
Representa o espectro de técnicas disponíveis para a transformação do modelo digital por
meios matemáticos.
4. Output e apresentação:
Nesta última etapa há a exportação do sistema em leitura humana ou computacional sendo
possível para que o usuário da base de dados do mapa digital ser capaz de seletivamente criar
um novo produto do mapa.
Painho et al. (1999), afirmam que “com os recentes avanços no desenvolvimento das
tecnologias de informação geográfica, já não é necessário carregar os discos rígidos dos
computadores com aplicações de SIG que consomem muitos recursos” (p.1). Ainda sobre
Painho et al. (1999)
18
Atualmente, já é possível construir aplicações específicas, feitas à medida e de fácil
utilização com software de componentes. Este tipo de tecnologia integra um
conjunto de ferramentas acessíveis ao utilizador que lhe permite construir aplicações
específicas a partir de objetos que são programados em ambientes de programação
visual padronizados, como por exemplo, o Visual Basic, Visual C++, Delphi, etc
(PAINHO et al., 1999, p.1).
Apresentado o modelo de Martin (1996), pode-se concluir que os SIGs surgem então
como uma ferramenta de apoio bastante valiosa, com elevada capacidade de armazenar e gerir
informação geográfica e alfanumérica de forma interligada e estruturada, constituindo uma
ferramenta essencial na tomada de decisão (GASPAR, 2012).
3.2.2 Funcionalidades e Aplicações de SIG
Neste tópico são abordados variados aspectos sobre a utilização de
georreferenciamento a partir das ferramentas SIG. Almeida (2007), em sua dissertação de
mestrado, defende a identificação de um modelo para a disseminação da informação
geográfica nas Autarquias Locais da cidade portuguesa Póvoa de Varzim com recurso de
tecnologia baseada em SIG.
A importância do tema vem ao encontro à crescente preocupação das Autarquias
Locais em pensar a informação geográfica como base de apoio à tomada de
decisões, sustentada e reforçada pela tecnologia SIG, cujo crescente
desenvolvimento apresenta capacidades cada vez mais avançadas de integração do
contexto geográfico com as bases de dados alfanuméricas (ALMEIDA, 2007, p.1).
Com o contexto similar a este trabalho, Gaspar (2014) defende em sua dissertação de
mestrado, a implementação de um WebSIG para o município português Oliveira do Hospital.
Pretendemos implementar um WebSIG para o Município de Oliveira do Hospital,
com o objetivo de permitir o acesso à informação geográfica variada, de uma forma
intuitiva, utilizando apenas o browser da internet, sem a necessidade de instalar
qualquer software com recurso a serviços eletrônicos no domínio da informação
territorial (...) Com este estudo, pretende-se organizar a informação referente aos
espaços verdes urbanos, da cidade de Oliveira do Hospital, fazendo um
levantamento de dados no terreno, através da fotointerpretação e edição de dados de
base da autarquia (GASPAR, 2014, p.7).
Em parâmetros ambientais, as atividades de geoprocesssamento com utilização de
SIG, juntamente com sensoriamento remoto, podem fornecer resultados sobre questões
geoambientais, processos de uso e ocupação da terra, além de impactos ambientais. Araújo &
Freire (2007), visando cumprir os exatos objetivos mencionados anteriormente, acreditam que
através destas ferramentas é possível levar uma conscientização à população residente na área
de estudo - Estuário do Rio Acaraú, Ceará - e de conservar os recursos da natureza de maneira
sustentável, de forma a garanti-los para as gerações futuras.
19
Este projeto analisou de forma integrada os atributos geoambientais do estuário do
rio Acaraú, enfocando os impactos ambientais, bem como, a delimitação da área,
identificação e caracterização das unidades naturais (Geossistemas e Geofácies),
analisar o processo de uso e ocupação do solo, o seu processo de degradação e fazer
o zoneamento da área, dando enfoque na educação ambiental para as populações que
vivem nesse meio. A análise pretendida tornou-se possível com as aplicações de
geotecnologias, que possibilita a interpretação e processamento das imagens através
do sistema SIG (Sistema de Informações Geográficas) (ARAÚJO & FREIRE, 2007,
P.112).
Os Sistemas de Informação Geográfica não se restringem apenas à análises do espaço
em si. No âmbito da saúde, Santos et al. (1996) evidenciam em artigo, a análise da
distribuição espacial das residências de vítimas das principais causas violentas de morte no
município de Porto Alegre em 1996. E devido à este fato, georreferenciaram os locais de
residência das vítimas de acidentes de transporte, homicídio e suicídio utilizando meios de
SIG a fim de subsidiar, com essas informações especializadas, os meios de vigilância e
proteção.
O setor saúde tem papel primordial, diretamente ou através de ações intersetoriais,
em todos estes níveis. Os SIGs e a análise espacial, neste caso, são instrumentos
importantes de vigilância e identificação de situações adversas à saúde (SANTOS et
al., 1996, p.1150).
3.3 Tecnologias Utilizadas
3.3.1 DOM
O DOM (Document Object Model) é a representação interna de uma página Web, ou
seja, este é uma plataforma gerada automaticamente pelo browser, que representa como as
marcações em HTML, XHTML e XML são organizadas e lidas pelo navegador (W3C, 2005).
Uma vez indexadas, estas marcações se transformam em elementos de uma “árvore” que pode
ser manipulada, vide Figura 13.
Figura 13 – Diagrama esquemático (ou “árvore”) do DOM
Fonte: W3Schools (2017).
20
3.3.2 HTML5
O HTML5 é a sigla em inglês para HyperText Markup Language. Trata-se uma
linguagem de marcação e possui componentes que estruturam o conteúdo do layout,
mantendo os elementos separados de acordo com a função que desempenham e a sua
importância, além de garantir compatibilidade praticamente universal com navegadores de
internet existentes (SCHMITT, 2013; SILVA, 2012).
O Quadro 4 apresenta alguns dos principais elementos estruturais do HTML5 e suas
respectivas descrições, destacando os dois primeiros como componentes essenciais para
definir o formato deste documento.
Quadro 4 - Principais marcações de um documento HTML5
Nome Descrição do elemento Exemplo de marcação
DOCTYPE Declara ao navegador qual tipo de
documento será mostrado e quais regras
deverão ser utilizadas
METATAGS Descreve o contexto da página e sua
codificação
SCRIPT Utiliza arquivos de scripts externos
LINK Utiliza arquivos externos
CANVAS Renderiza conteúdo gráfico
AUDIO Executa conteúdo de áudio
VIDEO Executa conteúdo de vídeo
HEADER Define cabeçalhos de conteúdo no
contexto da página
...
ARTICLE Define artigos de conteúdo no contexto
da página
....
SECTION Define uma seção de conteúdo ...
Fonte: Adaptado de CARVALHO (2011, p.20).
O uso desses elementos estruturais facilita a leitura, identificação de funções e edição
dos códigos, pois estes se apresentam melhor organizados, como o exemplo da Figura 14.
Figura 14 – Modelo de um documento HTML5 e seus respectivos elementos estruturais
Fonte: Autores (2017).
21
3.3.3 CSS3
A linguagem CSS3, abreviação do termo em inglês Cascading Style Sheets, é um
documento composto por um conjunto de regras que configura a camada de visualização e
apresentação dos dados, controlando o design do layout de páginas e aplicações na web
(SILVA, 2012).
Segundo Venkata (2014), o documento de CSS3 pode ser armazenado externamente
ao documento HMTL e anexado a este. Esta prática aumenta significativamente o
desempenho de uma página ou aplicação na internet.
3.3.4 JavaScript
O JavaScript é a linguagem de programação da web responsável por especificar o
comportamento das páginas Web. Seu script é baixado junto com a página Web em que foi
referenciado, sendo interpretado e executado pelo navegador, conforme a interação entre o
usuário e as ferramentas dispostas (FLANAGAN, 2013).
3.3.5 AJAX
De acordo com SILVA (2009, p.23, grifo do autor),
AJAX é a sigla em inglês para Asynchronous JavaScript and XML e trata-se de uma
técnica de carregamento de conteúdos em uma página web com uso de JavaScript
e XML, HTML, TXT, PHP, ASP, JSON ou qualquer linguagem de marcação ou
programação capaz de ser recuperada de um servidor.
Segundo Garrett (2005, p. 1, tradução nossa), AJAX não é uma tecnologia ou
linguagem de programação em si, mas, sim, um conjunto de tecnologias já existentes
combinadas para melhorar a experiência do usuário, compostas por:
- Layout e design dados por HTML5 e CSS;
- Exibição dinâmica e interativa utilizando o DOM;
- Manipulação e troca de dados utilizando XML e XSLT;
- Funcionamento é responsável pelo objeto XMLHttpRequest; e,
- Funcionalidades dadas pelo JavaScript.
A Figura 15 compara o modelo clássico de uma aplicação na Web e o modelo
utilizando o AJAX. O modelo clássico de interação entre o usuário e o servidor funciona da
seguinte forma: a página da Web é carregada e as ações dos usuários na aplicação
desencadeiam requisições HTTP do servidor, onde este as processa e retorna os dados e
22
informações requeridos para o usurário através da interface da aplicação. Já uma aplicação
AJAX, permite a troca de dados com um servidor sem a necessidade de recarregar a página
inteira, logo, recarrega-se apenas a parte da página de interesse (SILVA, 2009).
Figura 15 – Diagrama comparativo do modelo de aplicação Web clássico (a) e o modelo de aplicação
Web utilizando AJAX (b)
Fonte: Adaptado de Garret (2005, p.2, tradução nossa).
Assim, o AJAX proporciona uma experiência para o usuário aprimorada porque reduz
o tráfego de informações, tornando aplicações mais próximas de um ambiente desktop com
menor tempo de carregamento das páginas.
3.3.6 jQuery
Em conjunto com a biblioteca API, a biblioteca jQuery também será utilizada. Criada
por John Resig em 2005 e disponibilizada como software livre e aberto conforme regras do
MIT (Massachusetts Institute of Technology) e pelo GPL (General Public License), jQuery
apresenta conformidade com os padrões da Web e, por isso, é compatível com quaisquer
sistemas operacionais e navegadores (SILVA, 2010).
A biblioteca jQuery se destaca por adicionar maior interatividade e dinamismo às
páginas Web, proporcionando aos desenvolvedores funcionalidades necessárias à criação de
scripts que procuram incrementar a usabilidade, a acessibilidade e o design, enriquecendo a
experiência do usuário (SILVA, 2010).
Com o jQuery o programador pode acessar e manipular o DOM, buscar
informações no servidor sem a necessidade de recarregar a página (utilizando
JQuery AJAX), alterar conteúdos, modificar apresentação e estilização, simplificar
23
tarefas específicas em JavaScript, dentre outras (SILVA, 2010, cap. 1, p. 23, grifo
nosso).
Assim, a finalidade do uso desta biblioteca se resume em controlar o comportamento
de toda ou partes de uma página ou aplicação Web.
3.3.7 GeoJSON
Segundo Butler et al. (2008), GeoJSON é um formato de intercâmbio de dados
geoespaciais baseado em JavaScript Object Notation (JSON). JSON é uma estrutura baseada
em texto para armazenar e transmitir dados estruturados. Com sintaxe de texto simples e
compacto, o usuário pode armazenar uma variedade de elementos a partir de um único
número por meio de strings, matrizes e objetos, permitindo a criação de estruturas mais
complexas de dados. Além disso, outra vantagem do GeoJSON é que já existe uma grande
varieade de linguagens de programação que contém funções ou bibliotecas disponíveis para
leitura dessas estruturas (SCHMITT, 2013).
3.4 A Integração do SIG com WEB (WebSIG)
3.4.1 Características fundamentais de um WebSIG
Um SIG definido para ambiente Web refere-se a aplicações que distribuem dados
geográficos. Dependendo das capacidades do software, os utilizadores conseguem exibir,
consultar e analisar dados espaciais remotos através da interface de um navegador web. Esta
modalidade se tornou amplamente utilizada por organizações públicas e privadas devido ao
baixo custo de disseminação de dados espaciais e aplicações de geoprocessamento sem
grandes restrições de tempo e custo para os usuários (BONNICI, 2005).
De acordo com Bonnici (2005), o avanço de aplicações WebSIG vem proporcionando
o desenvolvimento de novas tecnologias e melhor disseminação de informação, devido às
seguintes características:
Capacidade para distribuir dados SIG e funcionalidade para uma variedade de
usuários;
Os usuários não necessitam adquirir software SIG;
Os usuários normalmente não necessitam de treino;
Segundo Victorino (2015, p. 24, grifo nosso), a diferença conceitual entre webmapping e
WebSIG é dada por:
24
A aplicação webmapping refere-se a aplicativos que permitem a visualização de
dados geográficos através de uma interface web, possibilitando que o usuário realize
pouca ou nenhuma análise espacial. Contudo, o WebSIG permite a comunicação
de todos os elementos de um SIG através da web, admitindo que o usuário utilize
técnicas de visualização e de consultas para realizar análises de interesse.
Os sistemas, responsáveis pelo desenvolvimento de aplicações que disponibilizam
mapas na internet, são denominados servidores de mapas. Como exemplo, temos o Google
Maps (NOBERTO DESTRO; BERUTTI VIEIRA; FIRKOWSKI, 2009).
3.4.2 Arquitetura de um WebSIG
Segundo Mucanza (2015) e Peterson (2012), os componentes básicos da arquitetura de
um WebSIG são o cliente e os servidores, sendo eles o servidor web, o servidor aplicacional,
o servidor de mapas e o servidor de dados, cujas respectivas descrições estão dispostas no
quadro 5 e Figura 16.
Quadro 5 – Descrição dos componentes básicos da arquitetura de um WebSIG
Componentes Básicos Descrição
Cliente
(ou Navegador Web)
É o local onde os usuários interagem com os dados espaciais ou com
as ferramentas de análise espacial.
É também o local onde os programas SIG oferecem diferentes
formas de output para o usuário em resposta ferramentas que são
desencadeadas por ações executadas no lado do Cliente ou do
Servidor.
Servidor
Servidor Web
Responde a pedidos enviados pelo navegador Web via HTTP
(Hypertext Transfer Protocol).
Servidor
Aplicacional
Define, mantém e determina uma conexão entre o Servidor Web e o
Servidor de Mapas.
Servidor de
Mapas
Identifica, processa e disponibiliza ao cliente as requisições deferidas
pelo usuário (por exemplo, servidor da Google).
Servidor de
Dados
Constitui um banco de dados.
Fonte: Adaptado de Mucanza (2015) & Peterson (2012).
25
Figura 16 – Componentes de um WebSIG
Fonte: Mucanza (2015, p. 11).
Neste contexto, o usuário realiza uma requisição no navegador Web, identificada pelo
cliente que a reencaminha para o Servidor Aplicacional. Este responde o pedido e o envia
para o Servidor de Mapas apropriado, responsável por sintetizar o pedido e executar as
funções SIGs necessárias e, então, solicitando os respectivos dados de um Servidor de Dados
(server-side) ou outro local de armazenamento (client-side). Assim, encaminhando a resposta
para o cliente com o conteúdo referente à solicitação do utilizador, demonstrado pela Figura
17.
Figura 17 – Funcionamento de um WebSIG
Fonte: Mucanza (2015, p. 11).
26
Desta forma, a arquitetura pode ser desenvolvida ao lado do servidor (Server-side) e
ao lado do cliente (client-side). Na primeira, os clientes somente possuem a interface do
usuário para comunicar com o Servidor de Dados e visualizar os resultados. Logo, todos os
processamentos (queries) são realizados no lado do servidor. Já a arquitetura ao lado do
cliente, os processamentos são executados em um navegador sem o auxílio de um servidor de
dados, sendo configurada por um documento HTML contendo as respectivas bibliotecas
(JavaScript, jQuery e AJAX, principalmente) e extensões necessárias para realizar a
comunicação com o Servidor de Aplicação e o respectivo Servidor de Web, exemplificado
pela Figura 18 (BROWN & KRAAK, 2001).
Figura 18 - Arquitetura ao lado do servidor (A) e ao lado do cliente (B)
Fonte: Adaptado de Mucanza (2015).
3.5 Google Maps API
O Google Maps é um serviço gratuito fornecido pela Google. Este é utilizado para
integrar pesquisas na web com visualização mapas e imagens de satélite da superfície da
Terra, bem como marcar locais e compartilhar todo o conteúdo disponível na rede. De forma
a desenvolver o protótipo proposto, recorreremos à utilização de recursos da API V3 do
Google Maps.
Uma API (Application Programming Interface) define uma maneira padrão para um
programa para chamar o código contido em outro aplicativo ou biblioteca (ERLE; GIBSON,
2006). A API do Google Maps define um conjunto de funções e métodos que podem ser
utilizados para manipulação de suas funcionalidades sem a necessidade de distribuição de seu
código fonte e disponibilização do conteúdo em páginas Web. Também, por ser baseada em
27
JavaScript, esta permite criar aplicações inovadoras de WebSIG compatíveis com os
navegadores Web existentes.
A utilização da terceira versão do API do Google Maps permite requisitar mapas
dinâmicos de forma rápida e eficiente. Estes são carregados assincronamente em tempo real
(utilizando AJAX), permitindo maior interação com os usuários utilizando todas as
funcionalidades do Google Maps, inclusive o Google Street View (SILVA, 2011).
Além disso, a API do Google possibilita a integração de mapas com serviços Web,
adicionando funcionalidades às aplicações. Estes serviços são conhecidos como web services.
Essas aplicações (ou web services) do Google Maps são um conjunto de interfaces HTTP para
serviços do Google que fornecem dados geográficos para seus aplicativos de mapa
(GOOGLE, 2016).
De forma geral, esses serviços utilizam solicitações HTTP para URLs específicos para
uma variedade de aplicações, retornando dados de interesse em cada solicitação como, por
exemplo, arquivos XML ou objetos JavaScript para análise e processamento por parte da
aplicação. Dentre a variedade de APIs de serviços web disponibilizada pela Google, foram
utilizados para o desenvolvimento deste protótipo:
- Fusion Table REST API;
- Geocoding API;
- Elevation API;
A utilização destes serviços é gratuita, porém possuem algumas limitações, como uma
quota limite de 2500 requisições diárias ou 50 requisições por segundo.
3.5.1 Fusion Table
Google Fusion Tables é um serviço da web desenvolvido pela Google para gestão de
dados. Estes são armazenados em diversas tabelas, onde os usuários podem interagir e
exportar seus dados. O serviço da Fusion Tables permite ao usuário armazenar, processar e
compartilhar as informações em gráficos e mapas geográficos. Esta tecnologia oferece a
REST API que permite a manipulação e edição das tabelas, assim como a filtragem dos dados,
de acordo com seus atributos e suas respectivas customizações, o que favorece ainda mais seu
uso devido à simplicidade e efetividade da aplicação (GOOGLE, 2016; MILOVANOVIC et
al., 2012).
28
3.5.2 Geocoding API
Geocodificação é o processo de conversão de endereços em coordenadas geográficas,
que podem ser utilizadas para inserir marcadores em um mapa ou posicionar o mesmo. Já a
geocodificação inversa é o procedimento responsável pela conversão de coordenadas
geográficas em endereços legíveis (GOOGLE, 2016).
3.5.3 Elevation Service API
O Google Maps Elevation API é um web service que fornece dados de elevação para
todas as áreas do planeta, incluindo a profundidade de corpos d’água. Os dados de localização
podem ser especificados de duas formas: um conjunto de um ou mais pontos ou por uma série
de pontos conectados por uma linha. Ambas as abordagens utilizam as coordenadas de
latitude e longitude para identificar localizações ou vértices de caminhos (GOOGLE, 2016).
29
4 MATERIAIS E MÉTODOS
Neste capítulo serão introduzidos os materiais e métodos utilizados para o
desenvolvimento e produção da interface online, bem como a escolha da área de estudo, o
detalhamento sobre a aquisição, análise e conversão dos dados SIG e, por fim, o
desenvolvimento da plataforma online (WebSIG).
4.1 Materiais
Os materiais utilizados diretamente para o desenvolvimento deste presente trabalho
podem ser destrinchados em três grandes âmbitos: Estudo de Solos, SIG, Técnicas
Computacionais.
4.1.1 Solos
É importante mencionar que, para a realização de um estudo aprofundado sobre solos
são necessários trabalhos de campo, os quais envolvem diretamente um conjunto de
procedimentos metódicos analíticos que seguem de acordo com o Manual de Métodos de
Análise de Solo (EMBRAPA, 2011).
Sendo assim, segundo a metodologia de Fushimi (2012), na dissertação, cujos dados
são utilizados neste trabalho, os trabalhos de campo realizados seguiram com o objetivo de
verificar e atualizar as informações mapeadas além dos levantamentos dos tipos de solos,
compreender a dinâmica da paisagem e identificar os processos erosivos lineares, que foram
previamente constatados em imagens do satélite ALOS e do Google Earth4®, datadas do ano
de 2009 e 2010, respectivamente. Além de que, ainda segundo a mesma fonte, foram feitos
levantamentos de pontos de observação dos compartimentos de relevo e suas respectivas
morfologias, localizando as coordenadas geográficas e a elevação com o auxílio de um GPS
(Global Positioning System) da marca Garmin.
Sendo assim, os procedimentos relacionados ao estudo de solos, juntamente com a
geomorfologia e vulnerabilidade erosiva, não foram realizados neste presente trabalho, devido
os dados necessários para o cumprimento do objetivo do mesmo, já estarem disponíveis em
formatos adequados para a criação da interface online.
30
4.1.2 Sistemas de Informação Geográfica (SIG)
No âmbito SIG, foi necessária a utilização de dois softwares: ArcMap® 10.2.2 e
Spring® 5.4.2. Os dados analisados, a princípio em formato SPR (Spring) e posteriormente
convertidos à SHP (Shapefile), são provenientes de estudos já realizados. A seleção de uso foi
dividida segundo o Quadro 6. A coluna da esquerda refere-se à nomenclatura dada ao
shapefile quando utilizado no software ArcMap® 10.2.2 e a coluna central refere-se ao field
de principal interesse deste shapefile. O field contém as classes que evidencia a diferenciação
das áreas referentes aos tipos de solos, geomorfologia e vulnerabilidade erosiva. E a classe
contém a informação de cada polígono único relacionado ao destrinchamento do respectivo
field.
Quadro 6 - Apresentação dos shapefiles, fields e suas respectivas classes
Nome do Shapefile Field Classe
Solos
SPRCLASSE
Solos Desenvolvidos
Solos Hidromórficos
Solos Rasos
Solos Rasos Desenvolvidos
Área Urbanizada
Geomorfologia
SPRCLASSE
Topo de Colinas
Vertente de Colinas
Planícies Aluviais – Fundos de Vales
Vulnerabilidade
Erosiva
SPRCLASSE
Muito Alta
Alta
Média
Baixa
Fonte: Autores (2017).
4.1.3 Técnicas Computacionais
De forma a desenvolver a plataforma online dos solos proposta, recorremos então, à
utilização de recursos da API V3 do Google Maps. A API é baseada em JavaScript, então os
navegadores da Web possuem compatibilidade com as aplicações que a utilizam. Além disso,
a documentação está disponível online de forma gratuita (CARVALHO, 2011). Logo, como a
plataforma será desenvolvida em uma página da Web, demandou também para a sua criação o
conhecimento em HTML5, CSS, JavaScript e jQuery. O Quadro 7 apresenta uma listagem
31
resumida de conceitos básicos para melhor entendimento do funcionamento da arquitetura do
SOLOMAP.
Quadro 7 - Resumo de conceitos
Elemento Descrição
HTML 5 Apresenta o conteúdo da plataforma
CSS Estética da aplicação
JavaScript Viabiliza as funcionalidades das aplicações
jQuery Adiciona maior interatividade e dinamismo às páginas Web
AJAX Reduz o tráfego de informações, proporcionando menor tempo de carregamento da
página
APIs Criar aplicações inovadoras de WebSIG compatíveis com os navegadores Web
existentes
GeoJSON Formato de arquivo para disposição de dados geoespaciais baseado em JavaScript
Fusion Table Permite armazenar, processar e compartilhar informações em gráficos e mapas
Fonte: Autores (2017).
4.2 Métodos
O desenvolvimento do projeto embasou-se, primeiramente, na tomada de decisão
quanto à área de estudo apropriada e que serviria como base para o desenvolvimento do
protótipo, analisando assim as condições básicas dos dados existentes da área. Em seguida,
houve a aquisição destes dados em âmbito SIG, bem como sua adequação para o
desenvolvimento do SOLOMAP. Durante o desenvolvimento, gerou-se a chave de acesso do
Google Maps, projetou-se a arquitetura do protótipo e, por fim, seu layout.
4.2.1 Área de estudo
A área de estudo que serviu como base para o desenvolvimento da plataforma
experimental é o município de Presidente Prudente, São Paulo. A decisão desta área foi
baseada em disponibilização de dados já existentes em formato spring previamente
elaborados por Fushimi (2012).
32
O município de Presidente Prudente está localizado na mesorregião do Oeste Paulista
e possui uma distância em linha reta de aproximadamente 510 km da capital paulista. Estima-
se que o município de Presidente Prudente tenha uma população de 223.749, uma área
territorial de 560,637 km² (IBGE, 2015-2016). Em divisão territorial, o município é
constituído de quatro distritos: Ameliópolis, Eneida, Floresta do Sul e Montalvão
(PRESIDENTE PRUDENTE, 2014). A Figura 19 a seguir apresenta a localização da área de
estudo em relação à mesorregião Oeste Paulista e ao estado São Paulo, além de apresentar
também a capital paulistana.
Figura 19 – Localização do município de Presidente Prudente em relação à sua mesorregião, seu
estado e capital estadual paulista
Fonte: Autores (2017).
4.2.2 Base de dados
A base de dados foi adquirida, a partir de estudos realizados previamente, por Fushimi
(2012). E assim, necessariamente adequadas para a compatibilização dos programas
computacionais.
33
4.2.2.1 Aquisição e adequação
Foi realizada a aquisição de três arquivos poligonais, que visam à delimitação de área,
em formato spring: Solos, Geomorfologia e Vulnerabilidade Erosiva. Estes arquivos estavam
classificados de acordo com o Quadro 6. Sendo assim, a partir do software Spring® foi
possível realizar a conversão destes arquivos para o formato shapefile a fim de trabalhar com
os softwares ArcMap® e Quantum GIS® 2.12 lyon. O primeiro possibilitou definir a projeção
dos dados iniciais, realizar análises e manipulação dos dados, e converter dados para projeção
cartográfica WGS 84, utilizada pela Google. Já com o segundo, realizou-se a conversão do
shapefile do limite do município em geojson. Com a ferramenta Web
foi possível a conversão dos dados de Solos, Geomorfologia e
Vulnerabilidade Erosiva para o formato Fusion Table.
4.2.2.2 Conversão de dados: SPR para SHP
A princípio foi necessário abrir os arquivos no software Spring, sendo necessário
fornecer o banco de dados – a pasta onde o arquivo se localiza – clicando em “arquivos”
seguido de “banco de dados” assim, abre-se uma janela como mostra a Figura 20. Ao ativar o
banco de dados, foi necessário fornecer à este banco de dados um projeto. Então clicou-se
novamente em “arquivos”, “projeto” e “projeto” novamente. Assim foi aberta uma nova
janela como mostra a Figura 21, onde são mostradas as subpastas presentes na pasta
selecionada como banco de dados inicial, além da projeção utilizada pelos arquivos contidos
nesta mesma pasta e o retângulo envolvente desta área de estudo, sendo delimitada por X1,
X2, Y1 e Y2, previamente definidos.
Figura 20 – Exemplificação da janela aberta no software Spring® após clicar em “banco de dados”
Fonte: Autores (2017).
34
Figura 21 – Exemplificação da janela aberta no software Spring após clicar em “projeto”
Fonte: Autores (2017).
Assim, foi possível analisar os arquivos com a classificação dos solos, geomorfologia
e vulnerabilidade erosiva. Em seguida, foram realizadas suas conversões da seguinte forma:
foi selecionado o arquivo desejado, clicando na aba “arquivos”, seguido de “exportar” e
“exportar dados vetoriais e matriciais”. Uma nova janela foi aberta fornecendo opções de
“dados externos” que este arquivo receberá, como por exemplo, o formato desejado – neste
caso, opção “shapefile” (Figura 22). Ao clicar em “salvar” será aberta uma nova janela onde
será necessário definir as “opções de saída” – local de destino onde se deseja salvar o arquivo
selecionado (Figura 23) e, então, este arquivo terá o novo formato de interesse.
Figura 22 – Exemplificação da janela aberta no software Spring® após clicar em “exportar dados
vetoriais e matriciais”
Fonte: Autores (2017).
35
Figura 23 – Exemplificação da janela aberta no software Spring® após clicar em “salvar” na janela
“Exportar”, neste caso utilizando o arquivo de Vulnerabilidade Erosiva como exemplo
Fonte: Autores (2017).
Com os arquivos em formato shapefile, iniciou-se então a metodologia no software
ArcMap®. Os arquivos puderam ser inseridos neste software e então foi analisada sua
classificação como mostra a Figura 24.
Figura 24 – Exemplificação do arquivo shapefile adicionado ao software ArcMap® com sua
classificação
Fonte: Autores (2017).
36
Após a conversão dos layers, os arquivos shapefiles foram melhor analisados no
software ArcMap® através da categorização das classes, a partir da seleção de um field. Esta
ação pode ser realizada a partir da análise da simbologia do layer, inserido na opção de suas
propriedades. Ressalta-se que os arquivos spring podem ser analisados visualmente a partir de
melhor adequação e harmonização de cores no software Spring® porém, quando convertidos
para shapefile e adicionados no software ArcMap®, o arquivo oculta a diferenciação das
classes, deixando o shapefile somente com uma cor determinada pelo próprio software. Isto
ocorre porque o arquivo contém mais de um field de informação sobre o mesmo, como área
ou perímetro do polígono, e para cada field pode haver a categorização para diferentes tipos
de classes. Sendo assim, as cinco diferentes classes para o shapefile “Solos”, categorizado
através do field SPRCLASSE, pode ser melhor visualizado na Figura 25 abaixo.
Figura 25 - Categorização do shapefile “Solos”
Fonte: Autores (2016).
Abaixo, seguem os três diferentes tipos de classes para o shapefile “Geomorfologia”.
Também categorizados através do field SPRCLASSE (Figura 26).
37
Figura 26 - Categorização do shapefile “Geomorfologia”
Fonte: Autores (2016).
E por fim, seguem abaixo as quatro diferentes classes ordinárias relativas ao shapefile
“Vulnerabilidade Erosiva” (Figura 27).
Figura 27 - Categorização do shapefile “Vulnerabilidade Erosiva”
Fonte: Autores (2016).
38
Após análise dos dados, utilizou-se a ferramenta Define Projection para adicionar a
projeção em que os dados foram coletados (SIRGAS 2000), visto que após a conversão os
mesmos perderam a informação do sistema de coordenadas. Após definir o sistema de
coordenadas, ainda no ArcMap®, utilizou-se a ferramenta Project para converter os dados
para o sistema WGS 84, compatível com o Google.
4.2.2.3 Conversão de dados: SHP para geojson
A conversão do arquivo SHP para geojson foi realizada utilizando o software QGIS®.
Apenas o shapefile do limite do município de Presidente Prudente – SP, fornecido pelo IBGE,
foi convertido por este processo. Basicamente, após a adição do arquivo vetorial do
município, clicando com o botão direito do mouse sobre o layer e selecionando a opção
“salvar como” foi possível selecionar o formato de saída geojson realizando, assim, a
transformação dos arquivos com sistema de coordenada de saída WGS 84, vide Figura 28 e
Figura 29.
Figura 28 – Procedimento de conversão de arquivo SHP em geojson
Fonte: Autores (2017).
39
Figura 29 – Configurando o dado de saída
Fonte: Autores (2017).
4.2.2.4 Conversão de dados: SHP para Fusion Table
Para a conversão dos SHP de tipo de solos, geomorfologia e vulnerabilidade erosiva,
utilizou-se uma ferramenta online gratuita conhecida por Shape Scape®, disponível pelo URL
, ilustrado pela Figura 30.
Figura 30 – Ferramenta da Web - Shape Scape.
Fonte: Autores (2017).
Selecionando a opção “shp 2 fusion tables”, esta ferramenta direciona o usuário para a
etapa de importação dos shapefiles. Cada dado espacial é composto por um conjunto de sete
40
arquivos que compõe o SHP. Estes arquivos necessitam ser agrupados em um único arquivo
ZIP (comprimido) para ser convertido, como o exemplo dado pela Figura 31 para o SHP de
Geomorfologia.
Figura 31 – Arquivo ZIP contendo os dados de geomorfologia.
Fonte: Autores (2017).
Após importado o arquivo na ferramenta e pressionado o botão ‘upload’, um link é
gerado para a sua fusion table, que estará disponível em seu Google Drive® previamente
conectado, vide Figura 32. Este novo arquivo deve ser compartilhado para o público da Web
de forma a ser acessado e disponibilizado pela plataforma experimental.
Figura 32 – Fusion Table do Tipo de Geomorfologia.
Fonte: Autores (2017).
41
4.2.3 Desenvolvimento do SOLOMAP
Como a plataforma experimental é uma ferramenta da Web, toda a estrutura
implantada em sua criação foi desenvolvida baseada em uma página da Web utilizando o
software de uso livre Notepad++®, tendo o JavaScript como a principal linguagem de
programação para o uso do Google Maps. A aplicação foi construída em um documento
HTML5, formatado com CCS e aprimorado com o uso do AJAX e da biblioteca jQuery.
Portanto, as linguagens de marcação e Javascript foram necessárias para a criação do
protótipo SOLOMAP (WebSIG).
4.2.3.1 Gerando chave de acesso do Google Maps
Para utilizar qualquer API do Google Maps e o próprio serviço da Google, foi
necessário obter uma chave de acesso. Essa chave é única e gratuita. Para gerar a chave é
necessário possuir uma conta no gmail, fornecer o arquivo ‘.js’ que contém a função de
criação do mapa, no caso, utilizou-se o arquivo “GMaps_Solos.js”. A Figura 33 apresenta o
modelo do código que deve ser adicionado em arquivo HMTL que, no caso, é o
“SOLOMAP.html”, apenas substituindo “YOUR_API_KEY” pela chave de acesso gerada.
Figura 33 – Código necessário para a utilização da API do Google Maps.
Fonte: Adaptado de Google (2016).
O URL contido em é a localização de um arquivo JavaScript
responsável por carregar todos os símbolos e as definições necessárias para a utilização deste
serviço. O atributo async permite ao navegador gerir o restante do site durante o carregamento
da aplicação. Quando a API está pronta, ela chama a função Initmap( ) utilizando o parâmetro
callback.
4.2.3.2 Arquitetura do protótipo
A arquitetura foi programada ao lado do cliente (client-side), segmentando-se em três
ramos principais: o usuário, cliente e o servidor. A Figura 34 apresenta o fluxograma da
estruturação do WebSIG proposto, ilustrando os componentes principais da aplicação. O
usuário é composto pelo utilizador da plataforma, que realiza requisições ao interagir com a
42
aplicação. O cliente é o navegador da Web, que carrega o documento SOLOMAP.html,
responsável por chamar a função “Initmap( )” contida no arquivo “GMaps_Solos.js” para
inicializar a aplicação. O servidor da Google é responsável por processar e disponibilizar as
requisições do utilizador baseadas nas APIs e funções JavaScript adicionadas pelo
programador.
Figura 34 – Fluxograma da arquitetura do SOLOMAP.
Fonte: Autores (2017).
O documento HTML (“SOLOMAP.html”) contém as bibliotecas e os arquivos
produzidos pelos autores anexados no cabeçalho ... , que são processados
antes de disponibilizar a plataforma experimental para os usurários, além de conter a estrutura
e o conteúdo da página, como os textos, tabelas, figuras, listas, entre outros. Destacam-se os
documentos gerados pelos autores: ‘main.css’, ‘InfoWindowStyle.css’, ‘checkboxstyle.css’,
‘Browser.js’, ‘Function_Process.js’, ‘FunctionsControl.js’ e ‘GMaps_Solos.js’.
Os arquivos com extensão ‘.css’ são responsáveis pela estilização da plataforma, cada
qual com sua finalidade. O primeiro estiliza toda a plataforma, desde as fontes de texto
utilizadas até os efeitos transicionais, como a mudança da cor do botão de fechar uma janela
(“x”), por exemplo. O segundo configura a janela que contém as informações disponibilizadas
(como endereço e coordenadas geográficas do local) após a utilização da ferramenta de busca.
Já o terceiro, adiciona um novo estilo as checkboxes das camadas de dados, permitindo
correlacionar suas cores com a coloração das feições disponibilizadas no mapa, como por
43
exemplo, adicionar o mesmo tom avermelhado para as áreas de topo (em geomorfologia) e
sua checkbox correspondente.
Por sua vez, os arquivos com extensão ‘.js’ atribuem a funcionalidade das aplicações
contidas na plataforma experimental. O primeiro identifica qual o navegador está sendo
utilizado antes de carregar a plataforma, caso o navegador Internet Explorer (IE) for
detectado, um alerta será emitido ao usuário referente aos problemas de compatibilidade do
mesmo com a aplicação, oferecendo ao usuário as opções de utilizar outros navegadores
compatíveis, como o Google Chrome e o Mozilla Firefox.
O segundo contém duas funções importantes, a primeira desenha os polígonos que
serão adicionados, já a segunda adapta os caracteres especiais, como acentos e ‘ç’ à
ferramenta de busca e seus resultados.
O terceiro, dado por “FunctionsControl.js”, gera os botões da aplicação, assim como
seu design, integrando também as caixas de texto informativas disponibilizadas quando o
usuário mantém o cursor do mouse sobre o botão, sem clicar no mesmo.
Por fim, o mais importante, dado por “GMaps_Solos.js”, contém desde a função que
cria o mapa até todas as APIs utilizadas, sendo responsável pelas requisições II, III e IV ao
Servidor da Google, que processa e disponibiliza ao utilizador o que foi requerido.
A requisição I retorna os mapas base (ou tiles) do Google Maps utilizando AJAX
antes do SOLOMAP ser carregado, proporcionando melhor rendimento e experiência de uso
ao utilizador. A requisição II processa o mapa em si a partir da função “Initmap( )”, que
contém as propriedades e funções relativas ao mapa, como sua escala e par de coordenadas
central inicial, opções de zoom, adição de marcadores, entre outros.
A requisição III adiciona os dados espaciais sobre o mapa nos formatos ‘.geojson’,
para os limites do município de Presidente Prudente - SP, e Fusion Table, para os dados
referentes ao tipo de solo, tipo de geomorfologia e grau de vulnerabilidade erosiva. O limite
do município foi alocado sobre as demais camadas e teve sua visualização omitida
intencionalmente, visto que a adição do mesmo apenas viabiliza a funcionalidade de obter
coordenadas de Latitude e Longitude quando o cursor do usuário está sobre as camadas de
dados.
A requisição IV permite o uso das APIs referentes aos diferentes usos do WebSIG
proposto. O processo de requisição e resposta do Servidor da Google está intrinsecamente
relacionado com o uso do SOLOMAP pelo usuário, visto que as chamadas direcionadas ao
Servidor da Google realizadas são funções de resposta, dada a interação de ambos.
44
4.2.3.3 Layout
Baseando-se nas necessidades dos usuários em adquirir informações das
características físicas do solo do município de Presidente Prudente-SP, foi desenvolvido um
WebSIG com interface simples e intuitiva, facilitando manipulação e análise de dados. As
ferramentas de interação com o usuário foram programadas em Javascript, apresentando
interações como funções de busca, disposição e sobreposição da camada de dados, alteração
de mapas base, ferramenta que gera o perfil topográfico, dentre outras. A Figura 35 ilustra o
layout do SOLOMAP, destacando seus componentes, representados por blocos numerados de
1 a 12, e, em seguida, as suas respectivas funcionalidades.
Figura 35 – Layout proposto para o SOLOMAP.
Fonte: Autores (2017).
Bloco 1: Área correspondente à identificação do título da plataforma experimental, com
seus respectivos desenvolvedores;
Bloco 2: Ferramenta de centralização para escala inicial;
Bloco 3: Ferramenta de busca por endereços e coordenadas;
Bloco 4: Ferramenta de camada de dados;
Bloco 5: Ferramenta que traça e gera perfil topográfico;
Bloco 6: Ferramenta que altera o mapa base;
Bloco 7: Ferramenta de ajuda, informações, referências e créditos;
Bloco 8: Ferramenta de zoom do mapa;
45
Bloco 9: Norte Geográfico (ou direção);
Bloco 10: Ferramenta que dispõe informações de Latitude e Longitude conforme
movimento do cursor sobre o mapa;
Bloco 11: Informação do mapa base, da escala gráfica e créditos da Google;
Bloco 12: Mapa de referência.
46
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Tendo em vista que alguns navegadores não possuem compatibilidade com a
plataforma, uma função de detecção do navegador foi adicionada antes do carregamento da
aplicação. A Figura 36 apresenta o alerta exibido para o usuário que estiver utilizando o
navegador Internet Explorer, tendo em vista que os navegadores com maior compatibilidade
são Google Chrome e Mozilla Firefox.
Figura 36 – Alerta de incompatibilidade do navegador utilizado com o SOLOMAP
Fonte: Autores (2017).
A interface final do SOLOMAP é dada pela Figura 37. A escala inicial para o
protótipo, disponibilizada na tela inicial, permite uma visão panorâmica da localização do
município de Presidente Prudente-SP. É possível identificar tanto sua malha urbana como o
Rio Paraná à sua esquerda, proporcionando espacialização da região.
Figura 37 – Representação da tela inicial da plataforma experimental
Fonte: Autores (2017).
47
Inicialmente, como o cursor do mouse do usuário não está localizado sobre o mapa e
nunca esteve sobre o mesmo antes, então, este não possui nenhuma informação de sua
posição, logo não disponibiliza a Latitude e Longitude. Isto geralmente ocorre quando o
SOLOMAP é carregado pela primeira vez. Uma vez que o usuário já tenha alocado o mouse
sobre o mapa, informações de suas coordenadas já ficarão armazenadas, logo, com a retirada
do mouse do mapa, o último par de coordenadas geográficas gerado fica fixado e estarão
visíveis para o utilizador.
O BLOCO 2, representado pelo ícone do planeta Terra, é responsável por retornar o
zoom (ou escala) inicial, demonstrado pela Figura 37. Toda vez que o mouse do usuário se
posiciona sobre os BLOCOS 2 a 7, uma caixa de texto informativa referente à ferramenta é
disponibilizada.
A Figura 38 apresenta o uso da ferramenta de busca, contida no BLOCO 3,
representada pelo ícone de uma lupa sobre o mapa. Esta ferramenta se tornou muito útil para
buscar lugares de interesse, disponibilizando valores para Latitude e Longitude do local. Esta
ferramenta pode ser utilizada para buscar desde cidades a estabelecimentos específicos, como
a própria FCT UNESP, por exemplo.
Para realizar a busca por lugares de interesse, o usuário pode procurar utilizando o
nome do local, ou o endereço ou as coordenadas geográficas em seu formato numérico,
utilizando ponto ‘.’ no lugar da vírgula ‘,’ (por exemplo, -22.117 -51.449). Assim como a
busca no próprio Google Maps ou Google Earth®, a latitude e longitude devem ser separadas
por um espaço.
Já a procura por endereço ou nome de cidade, apresenta maior precisão no resultado
com a utilização de vírgulas e espaços, como por exemplo, o endereço ‘Rua Felipe Carnevali,
45, Presidente Prudente, SP’. Também, alguns municípios podem ser encontrados sem a
adição da sigla do estado, exemplificado pela Figura 38.
Entretanto, recomenda-se a adição do maior número de informações, de modo a
receber posições mais precisas. Assim como o Google, não é necessária a digitação de todos
os acentos das palavras utilizadas. Para fechar a janela de busca, o usuário somente necessita
clicar fora da região desta, no mapa. Para encerrar a ferramenta de busca, basta pressionar o
botão fechar.
48
Figura 38– Representação do uso da ferramenta de busca
Fonte: Autores (2017).
A Figura 39 apresenta o uso da ferramenta de camada de dados espaciais. Esta
ferramenta está contida no BLOCO 4, representado pelo ícone de uma lista e, toda vez que é
acionada, abre uma janela com os dados espaciais referentes ao Tipo de Solos, de
Geomorfologia e Grau de Vulnerabilidade Erosiva.
Figura 39 – Representação da ferramenta de camada de dados espaciais ativada
Fonte: Autores (2017).
49
Assim como o próprio ícone desta ferramenta, os dados espaciais estão
disponibilizados em forma de lista, na qual a checkbox ao lado do título da camada de dados é
responsável por acionar todas as camadas referentes à mesma, vide Figura 40.
Figura 40 – Representação das camadas de Tipo de Solos ativadas
Fonte: Autores (2017).
Cada tonalidade contida em uma checkbox é referente à feição de interesse no mapa.
Essas checkboxes coloridas funcionam como um filtro da camada principal, logo é possível
manter feições de interesse ativas, enquanto as outras estão desativadas. Caso o usuário não
deseje manter a janela da ferramenta aberta, a mesma pode ser encerrada sem desativar as
camadas de dados ativas. Para desativar as camadas de dados, basta a remoção da seleção das
checkboxes.
As Figuras 41 e 42 apresentam as camadas de dados ativas de Tipo de Geomorfologia
e Grau de Vulnerabilidade Erosiva, respectivamente.
Como as Fusion Tables estão em fase experimental e o número de polígonos contidos
na camada de dados de Grau de Vulnerabilidade Erosiva é superior ao limite comportado, não
é possível visualizar todos os graus em conjunto, como verificado nas outras camadas. Por
isso, a checkbox geral foi desabilitada, recomendando-se aos usuários a visualização de ca