SIG Desktop e Web
ANA conta com nova ferramenta para avaliação dos recursos hídricos no Brasil
O Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH), através da Resolução 58 de janeiro de 2006, atribuiu à Agência Nacional de Águas (ANA) a responsabilidade pela elaboração e publicação anual do relatório expositivo sobre a “Conjuntura dos Recursos Hídricos no Brasil”, que tem como principal objetivo apresentar aos gestores e ao público em geral uma visão sobre a situação dos recursos hídricos, sua gestão no Brasil e sua evolução ao longo do tempo.
Para operacionalizar a elaboração anual desta ampla análise e respectiva compilação em relatório, foi desenvolvido pela Geoambiente para a ANA o Sistema de Informações Geográficas SIG Conjuntura, baseado em plataforma Esri ArcGIS e composto por ambientes Desktop e Web. O SIG Conjuntura Desktop permite a manipulação dos dados necessários à criação dos Relatórios anuais de Conjuntura dos Recursos Hídricos. Já o SIG Conjuntura Web (http://conjuntura.ana.gov.br) é responsável por publicar, na internet, as diversas informações que constituem o Relatório de Conjuntura, incluindo os resultados oriundos dos processamentos do SIG Conjuntura Desktop, como gráficos, relatórios e mapas.
Divisão temática
A abordagem do SIG para operacionalizar e integrar a base de dados da ANA e obter as análises e resultados publicados no Relatório de Conjuntura dos Recursos Hídricos no Brasil, anualmente, considera dois grandes grupos temáticos:
• Situação dos Recursos Hídricos: caracteriza, fundamentalmente, a situação dos recursos hídricos sob o ponto de vista quali-quantitativo. Abrange os subtemas de precipitação, disponibilidade hídrica superficial e subterrânea, qualidade de água, setores usuários, demandas consuntivas, balanço entre oferta e demanda, e uma análise de eventos hidrológicos críticos (cheias ou estiagens);
• Situação da Gestão dos Recursos Hídricos: caracteriza a situação da gestão dos recursos hídricos em escala nacional, com foco nos instrumentos de gerenciamento, nos aspectos legais e institucionais da Política Nacional de Recursos Hídricos. Esta caracterização contempla também os Comitês e Agências de Bacia, os recursos financeiros arrecadados e alocados e os programas e informes do Plano Nacional de Recursos Hídricos.
Arquitetura tecnológica
A arquitetura de sistemas utilizada para o projeto Conjuntura é baseada na plataforma Environmental Systems Research Institute (Esri).
A estruturação e o armazenamento dos dados foram feitos no sistema de gerenciamento de banco de dados Oracle com a extensão Oracle Spatial. Além destes, utilizou-se também o gerenciador de dados espaciais Esri ArcSDE (Enterprise Geodatabase).
Estes dois mecanismos de gerenciamento de dados espaciais, atuando em conjunto em uma mesma base de dados, permitem o desenvolvimento de sistemas SIG heterogêneos, ao possibilitar que a base do sistema possa ser acessada tanto por aplicativos desenvolvidos na plataforma Esri quanto na plataforma Oracle Spatial.
Outra característica importante da base de dados é que todos os objetos geográficos modelados atendem ao padrão de armazenamento Simple Feature Specification (SFS) do Open
Geospatial Consortium (OGC), tornando acessível a qualquer aplicativo que atenda a este padrão. Estas características do banco de dados foram desenvolvidas para manter a compatibilidade com o Sistema Nacional de Informações de Recursos Hídricos (SNIRH), mantido pela ANA.
Desktop
O SIG Conjuntura Desktop foi construído em ambiente Esri ArcGIS Desktop (ArcInfo / ArcEditor). O sistema permite que a equipe técnica da ANA possa manipular os dados necessários para a criação dos Relatórios de Conjuntura dos Recursos Hídricos em cada nova edição.
Os processos realizados pelo SIG Conjuntura Desktop consistem em cargas de dados a partir de planilhas Microsoft Excel, edição de dados espaciais e alfanuméricos, análises e cálculos baseados em cruzamentos espaciais, agregação e desagregação de variáveis baseadas em cruzamentos espaciais, emissão de relatórios e gráficos diversos. Através do SIG Conjuntura Desktop é possível formar o panorama da situação dos recursos hídricos e sua gestão no âmbito nacional, bem como para os três níveis de bacias hidrográficas adotadas pela ANA: Regiões Hidrográficas, Unidades Hidrográficas e Unidades de Planejamento Hídrico.
Estas ferramentas foram desenvolvidas em ambiente Microsoft Visual Studio .NET, utilizando a linguagem de programação C# e Esri ArcObjects. Visando simplificar a manutenção e evoluções futuras, o projeto utilizou técnicas de desenvolvimento em camadas, baseado no modelo Model-View Controller (MVC), agrupando os módulos do sistema em componentes, aplicou padrões de projetos de software, Design Patterns, em conjunto com frameworks NHibernate e SpringNET.
O NHibernate é uma parte do Hibernate Core para Java portado para o .NET Framework, que permite o tratamento da persistência dos dados como objetos em uma base de dados relacional. A partir de uma descrição XML de suas entidades e relacionamentos, NHibernate gera automaticamente SQL para carregar e guardar os objetos no banco de dados. As classes persistentes do código-fonte não precisam implementar nenhuma interface ou herdar de uma classe especial base. Isto torna possível desenvolver a lógica de negócio independente dos mecanismos de armazenamento e recuperação dos dados.
O SpringNET é a versão para .NET do framework open source, não intrusivo, baseado nos padrões de projeto inversão de controle e injeção de dependência. No SpringNET o container se encarrega de criar (instanciar) classes de uma aplicação e definir as dependências entre elas através de um arquivo de configuração em formato XML. Dessa forma, o SpringNET permite o baixo acoplamento entre classes de uma aplicação orientada a objetos. Esse framework oferece diversos módulos que podem ser utilizados de acordo com as necessidades do projeto, como módulos voltados para desenvolvimento Web, persistência, acesso remoto e programação orientada a aspectos.
O SIG Conjuntura Desktop é constituído pelos seguintes módulos:
• RC_ANA: realiza a agregação e/ou desagregação de variáveis relacionadas aos municípios para os níveis político-admininstrativos de Estado, Brasil, Regiões Metropolitanas e diferentes níveis de bacia hidrográfica. Realiza também a acumulação de variáveis imprescindíveis para prover, em cada trecho de rio da hidrografia principal, as informações de montante da bacia selecionada. Através das informações acumuladas é que outros módulos realizam o cálculo de indicadores como “balanço da demanda / disponibilidade hídrica”, “relação da carga lançada / carga assimilável pelos rios”, etc.;
• Cruzamento Espacial (Cálculo do Fator Urbano e Rural): faz o cruzamento espacial entre os municípios, sedes municipais e manchas urbanas com as unidades de bacia para gerar os fatores sede, urbano e rural, proporcionalmente à área das unidades de bacia. Esta aplicação é de extrema importância para a atualização das informações do Sistema Conjuntura, pois os resultados oriundos são utilizados no processo de desagregação de variáveis do RC_ANA;
• Precipitação: realiza o cruzamento espacial entre rasters de precipitação com unidades de bacia hidrográfica. A ferramenta possui recursos para realizar consultas, relatórios e legendas automáticas para geração de mapas de precipitação e anomalia de precipitação;
• Disponibilidade Hídrica Superficial: fornece aos usuários uma visão sobre a situação da disponibilidade hídrica superficial sobre os pontos de monitoramento fluviométrico (estações fluviométricas e Usinas Hidrelétricas) e sobre os principais reservatórios do Nordeste;
• Disponibilidade Hídrica Subterrânea: fornece ferramentas que apresentam a situação do país em relação à água subterrânea e sistemas aquíferos;
• Setores Usuários (Saneamento e Irrigação): possui ferramentas que apresentam ao usuário informações sobre a situação atual do saneamento no país em nível municipal e por bacia, e sobre a situação atual das áreas irrigadas do país por bacia hidrográfica;
• Balanço da Demanda pela Disponibilidade Hídrica: apresenta informações em relação à demanda e disponibilidade hídrica no país;
• Demandas do Uso Consuntivo: fornece aos usuários uma visão sobre as demandas de água por tipo de uso, por finalidade de uso e por Região Hidrográfica;
• Qualidade das Águas Superficiais: apresenta um panorama da situação da qualidade de água por Região Hidrográfica, Unidade Hidrográfica, Unidade de Planejamento Hídrico e para o país. Este módulo é constituído por ferramentas de cadastro, consulta, simulação, análise de tendência, geração de gráficos, edição e geração automática de legenda para os indicadores de qualidade da água, tais como IQA, IET, cloretos e relação carga orgânica lançada / carga assimilável;
• Outorga de Uso da Água: apresenta o quadro geral da outorga no país, bem como uma análise comparativa do ano de referência do relatório de conjuntura dos recursos hídricos com o histórico. Possui ferramentas de cadastro, edição, consultas, emissão de relatórios e gráficos sobre o histórico e ano de referência das vazões totais outorgadas e números de outorgas para as diferentes finalidades de uso;
• Sinplage: apresenta análise geral das 12 Regiões Hidrográficas e demais níveis de bacia para as diferentes dimensões temáticas apresentadas no Sistema de Indicadores para Planejamento e Gestão dos Recursos Hídricos de Bacias Hidrográficas (Sinplage). Baseia-se em aspectos de usos, disponibilidade hídrica, gestão e vulnerabilidade. O Sinplage é constituído por ferramentas de cadastro edição, exclusão, consultas, cálculos, simulação e emissão de gráfico radar para cada uma das 12 Regiões Hidrográficas e demais níveis de bacia hidrográfica;
• Interpretação de Resultados: permite ao usuário cadastrar a caracterização das unidades de bacia de acordo com as caracterizações temáticas do Conjuntura.
Web
O SIG Conjuntura Web é responsável por publicar, através da internet, as diversas informações que constituem o Relatório de Conjuntura, incluindo os resultados oriundos dos processamentos do SIG Conjuntura Desktop como gráficos, relatórios e mapas. Permite geração dinâmica de mapas temáticos, relatórios e gráficos ao público em geral. Também disponibiliza, para download, documentos e mapas temáticos sobre a situação dos recursos hídricos no Brasil.
O SIG Conjuntura Web foi desenvolvido sobre o framework Web ADF (Application Developer Framework) / Esri ArcIMS, sendo que a implementação do site e dos mapas interativos foi realizada no ambiente Microsoft Visual Studio .NET (C# e ASP .NET), aplicando os mesmos conceitos e boas práticas do SIG Conjuntura Desktop, como desenvolvimento em camadas, componentização, padrões de projetos de software, utilização de frameworks e algumas rotinas em Oracle Spatial.
A publicação de relatórios e mapas foi consolidada sob os seguintes temas:
• Precipitação;
• Disponibilidade hídrica superficial;
• Saneamento;
• Irrigação;
• Demandas consultivas;
• Balanço entre demanda/disponibilidade;
• Qualidade de água;
• Outorga;
• Eventos críticos;
• Sinplage.
Alexandre M. Hashimoto
Analista de Banco de Dados
alexandre.hashimoto@geoambiente.com.br
George Bem
Analista de Sistemas
george.bem@geoambiente.com.br