Criar as bases de dados certamente é o item de maior custo na formação de um Sistema de Informações Geográficas. Porém, é evidente a carência de cartas topográficas de boa qualidade no que tange à atualidade do conteúdo. Isso se potencializa em bases cartográficas para aplicações urbanas, pelas características particulares de elevado número de camadas de informação e da dinâmica urbana que demanda uma maior velocidade em atividades de manutenção do mapeamento.
Utilizar materiais cartográficos já existentes pode representar vantagem em relação ao tempo, custo e benefício. Neste contexto, bases cartográficas originadas em sistemas Computer Aided Design (CAD) são uma excelente fonte de dados para a formação de bases SIG. Entretanto, é necessário ter bem especificados os objetivos pretendidos, com relação às tolerâncias (erros máximos permitidos para as medidas e quantidades), formatos (topologias permitidas para os variados níveis) e modelo de dados (atributos e domínios).
Conversão a partir de bases CAD
Pode-se caracterizar a conversão como a atividade de transformação de um produto, com determinada característica particular, para um segundo produto baseado nesta origem. Neste sentido, as bases digitais, em sua grande maioria, originam-se a partir de algum tipo de processo de conversão. A mudança de uma base gerada em CAD para GIS significa uma segunda conversão, pois a base CAD, na maioria das vezes, é originada de fontes analógicas.
Os sistemas baseados em CAD foram empregados extensivamente para a criação de bases cartográficas e para a entrada e conversão de dados gráficos para GIS. Entretanto, apresentam limitações de organização e de armazenamento de entidades, e desta forma não apresentam grande poder de manipulação das entidades e gerenciamento entre os níveis de informações, comprometendo as relações de integridade dos dados.
Tais limitações geram diferenças entre a informação para a utilização em GIS e aquela que o CAD é capaz de produzir. No processo de conversão é feita uma analogia entre os níveis do CAD e o do modelo GIS. Entretanto, a liberdade de gerenciamento e edição existente nos CAD’s não garante que, em determinado nível de informação, só exista aquele dado específico. Outra limitação está relacionada com o gerenciamento da topologia entre objetos, o qual não é exigido em um ambiente CAD.
O processo proposto, conforme fluxo ao lado, tem como origem bases que já se encontram digitalizadas (originadas em CAD) e que sofreram inserção e propagação de erros a partir dos processos de edição e manutenção das mesmas ao longo do tempo.
Fig. 1 – Processo de conversão de bases CAD para GIS <-
Qualificação das cartografias
O principal objetivo é qualificar o acervo CAD de forma a subsidiar a formação das bases de dados GIS, à luz da especificação do produto esperado, garantindo seus domínios e tolerâncias.
Existem três tipos básicos de atividades a serem realizados em uma atividade de qualificação das bases:
• Verificação geodésica das bases – objetiva conferir o geoposicionamento da base a ser convertida;
• Verificação da atualidade das toponímias dos MUB’s – objetiva verificar presença e atualidade das toponímias existentes na base a ser convertida;
• Verificação da atualidade dos dados de logradouros – objetiva verificar a quantificação e atualidade dos atributos que formam o cadastro de logradouro, comparando as informações textuais de logradouros contidos nos desenhos CAD, com a realidade de campo e com o cadastro da instituição.
Na figura 2 tem-se o resultado (temático) de uma qualificação. Nesta avaliação o erro geodésico (por classes) permite verificar regiões que deverão ser editadas em até 400 m de deslocamento dos vetores para a sua posição real.
Com relação às classes, é importante avaliar os intervalos de crescimento do erro. Quanto maiores os desvios, mais intervalos devem ser criados para que, em uma definição de áreas para correção geodésica, não se crie a possibilidade de introdução de erros taxonômicos.
->Figura 2 – Erro geodésico determinado pelo inverso da distância ponderada
Aproveitamento dos acervos cartográficos
Aproveitar os acervos cartográficos em CAD é de grande relevância em função da larga utilização deste tipo de ferramenta na produção de cartografia básica digitalizada nos últimos anos, que por conseqüência propiciou a construção de grandes acervos nesta tecnologia.
O processo proposto apresenta como principal vantagem a capacidade de prover, de forma controlada, o fornecimento de subprodutos intermediários que permitem explorar a potencialidade das aplicações GIS. Existe uma etapa de qualificação da base CAD que fornece um diagnóstico da qualidade do material de referência. De forma simples, o resultado da avaliação inicial do material fornecerá um horizonte para a tomada de decisão, principalmente com relação à necessidade de se procurarem novas fontes de dados, descartando ou não o material CAD existente.
É importante ressaltar que, apesar da análise fornecida pela qualificação, a decisão de conversão deve ser baseada em pelo menos três pontos:
• Variação do custo em função da qualidade do mapa CAD;
• Tempo para o produto final com a qualidade desejada em função do número de etapas;
• A quantidade de etapas intermediárias que deverão ser gerenciadas.
Estes pontos são conseqüências diretas da qualidade da base CAD e estão intimamente relacionados. Por isto, a qualificação permitirá formar um cenário para o apoio à decisão quanto à utilização da referida base CAD.
O processo de conversão
O trabalho inicial consiste em transformar as entidades gráficas básicas (logradouros, quadras, hidrografia, acidentes geográficos, etc.) do formato CAD para GIS, obedecendo o modelo de dados criado. Após as entidades terem sido convertidas, passa-se a fase de preencher os metadados. Utilizando as figuras 3 a 5 apresenta-se o passo a passo destas atividades:
1. Geocodificar os lotes – criar pontos representativos para as edificações e editar as respectivas numerações;
2. Geocodificar logradouros – inserir os atributos de identificação do logradouro (código, nome, etc.);
3. Segmentar o logradouro – quebrar os logradouros em segmentos ou trechos;
4. Geocodificar o segmento do logradouro – inserir o atributo de seqüenciação dos segmentos;
5. Topologia nodal – identificar as interseções e parametrizar os nós;
6. Geocodificar quadras – inserir os atributos de identificação das quadras (código, nome, etc.);
7. Desdobrar endereços – a partir do lote criado, estruturar o endereçamento de forma a identificar as unidades imobiliárias individuais.
O modelo de dados adotado pela aplicação GIS usuária deve prever as várias nuances do desdobramento imobiliário. Situações triviais, como o aparecimento de identificação do tipo (fundos, sobrado, casa A, etc.), podem representar dificuldade na formação da base GIS se não tiverem seus graus de relacionamento mínimo e máximo corretamente identificados.
Figura 3 – Codificação de lotes e logradouros
Figura 4 – Segmentação dos logradouros
Figura 5 – Desdobramentos imobiliários
Ajuste geodésico e edição vetorial
As etapas de ajuste geodésico e edição vetorial tratam das edições necessárias à transformação da base convertida em produto final, dentro das especificações do sistema.
São 4 as atividades inerentes a esta etapa:
1. Cobertura fotogramétrica – prover uma imagem atualizada da área convertida para direcionar a atualização cartográfica e do plano de informações;
2. Correção geodésica – ajustar o posicionamento das entidades convertidas ao DTM da imagem de referência;
3. Adequação de feições – completar e atualizar os planos de informações;
4. Levantamento de campo – levantar em campo as informações complementares (domínios) para preenchimento dos metadados.
Na figura 6 é possível verificar a comparação entre a base convertida e sua correspondente imagem atualizada. É possível notar com clareza erros de dimensão, posicionamento e representação na base CAD convertida. Por exemplo, as ruas estão representadas com larguras diferenciadas (dimensão), assim como as quadras estão fora do posicionamento. Estes erros, ou a sua propagação, se devem à forma como a base original foi obtida (qualidade da fonte) ou à sua manutenção (crescimento urbano).
->Figura 6 – Sobreposição da base CAD à imagem de referência
É fundamental a existência de uma imagem com boa qualidade para referência. Esta imagem deve ser clara o suficiente para permitir explorar ao máximo as possibilidades de extração de informações temáticas (foto-interpretação).
Na atividade de adequação de feições devem ser realizadas as operações de ajustes de linhas e fechamento de polígonos, para definir a topologia e viabilizar que as entidades estejam corretamente associadas ao seu plano de informações. Esta etapa tem papel primordial na atualização da base convertida, pois dela resultará um subproduto quase que totalmente atualizado em termos gráficos.
Deve-se tentar ao máximo, em função de custos, reduzir a quantidade de atividades de campo. Neste caso, a foto-interpretação é preponderante, pois deixa para o levantamento somente edições de entidades ou planos de informação que não conseguiram ser realizados a partir da imagem.
Por último deve-se realizar um levantamento de campo para conferir a natureza das feições cuja classificação ainda está indefinida, e coletar dados para completar a atualização dos domínios dos planos de informações.
Jorge Henrique Castro
UERJ – Mestrando
jorgecastro@petrobras.com.br
