Uso do Geodatabase no gerenciamento e organização de dados geográficos a serem utilizados ...

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Uso do Geodatabase no gerenciamento e organização de dados
geográficos a serem utilizados no Licenciamento Ambiental
Para entendermos a estrutura e a composição de um geodatabase, é preciso o
conhecimento rudimentar a respeito do banco de dados (BD). Em uma definição geral,
o banco de dados é uma entidade na qual é possível armazenar dados de maneira
estruturada e com a menor redundância possível. A funcionalidade das operações do
banco de dados faz-se graças a um sistema chamado SGBD (sistema de gestão de bancos
de dados). O SGBD consiste em um conjunto de serviços que permitem gerenciar os
bancos de dados. Esse mesmo conceito se aplica aos dados geográficos, onde há uma
categoria de SGBD capaz de manipular e organizar os dados geográficos, que são os
SGBD Geográficos. Por fim, o uso do banco de dados simplifica a forma que o usuário
manipula os dados geográficos, implicando em ganhos de eficiência, como: rapidez na
manipulação e no acesso à informação, controle integrado de informações distribuídas
fisicamente, aumento da consistência de informações.
Orientando o conhecimento de banco de dados ao aspecto geográfico que
nossos dados apresentam, surge o recurso do geodatabase. O geodatabase é a
estrutura de dados nativo do ArcGIS e é o formato de dados primários a serem utilizados
para edição e gerenciamento de dados (ESRI). Este recurso tem o papel de permitir a
organização e a operação de dados geográficos que não seriam possíveis em arquivos
do formato shapefile. Para mais informações a respeito, acessar o repositório de
informações das ferramentas do sistema ArcGIS:
http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/What_is_a_geodatab
ase/003n00000001000000/
O software ArcGIS apresenta três tipos de geodatabase: Personal, File e ArcSDE.
O Personal Geodatabase (PGDB) atua sobre o sistema gerenciador (SGBD) Microsoft
Access e apresenta espaço de 2 Tb. Possui limitação quanto ao número de acessos
(monousuário) e, por conseguinte, na capacidade de editar e organizar os dados do
banco. O File Geodatabase (FGDB) apesenta as mesmas limitações do Personal GDB, no
entanto o FGDB pode ser acessado simultaneamente por vários usuários, mas a
capacidade de edição continua limitada, restrito a somente um usuário por vez. O
ArcSDE é a solução multiusuário e recomendada para organização de dados em larga
escala. Permite acessos múltiplos ao banco e controle de versões de edição de um
mesmo dado (recurso de versionamento). O ArcSDE se mostra uma solução adequada
no uso dos dados geográficos em uma grande empresa.
Neste treinamento, será abordado o uso do File Geodatabase na otimização das
operações envolvidas no processo de adequação da área de estudo a legislação
ambiental vigente. A região a ser considerada no nosso trabalho é a bacia do Alto Iguaçu,
no estado do Paraná. A bacia do Alto Iguaçu está compreendida entre a Serra do Mar e
a Escarpa Devoniana, apresentando diferentes regiões morfológicas (Instituto de Águas
do Paraná). Devido à grande extensão territorial da bacia, vamos trabalhar com a Sub-
bacia do Rio Verde. Para o download e o conhecimento de todos os dados envolvidos na
execução do treinamento, acesse:
http://www.aguasparana.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=79.
Portanto, o objetivo principal do webtreinamento é mostrar as potencialidades
que o uso do geodatabase implica na manipulação, na organização e nas operações
envolvidas no processo de licenciamento ambiental. Na introdução, será abordada a
contextualização geográfica do local e as questões relacionadas ao licenciamento
ambiental a ser aplicado na área de estudo. No passo seguinte será mostrado as
ferramentas do software ArcGIS na criação do geodatabase e suas ferramentas de
gerenciamento de atributos ou de feições. Dessa forma, o aluno será capaz de
compreender a real importância que uma organização eficaz dos dados apresenta.
Prática 01 – Contexto geográfico do processo de licenciamento
ambiental
O primeiro passo consiste no conhecimento dos dados primários a execução do
projeto. As informações sobre a definição de escala, a orientação geodésica e o sistema
de projeção se mostram fundamentais, a fim de se gerar uma informação geográfica de
qualidade. Todos os dados estão contidos em uma pasta, em formato shapefile, com
sistemas de referência elipsoidal e projetiva incompatíveis com as normas nacionais
cartográficas. Com a atenção direcionada a esse aspecto, a criação de um geodatabase
permite homogeneizar todos os dados dentro de um “guarda-chuva” de referência. Ou
seja, todos os dados importados ao geodatabase compartilharão dos mesmos sistemas
de referência geográfica, de projeção e da extensão geográfica da área de estudo.
Passo 01.1 – Criação de um File Geodatabase
Vamos trabalhar no ambiente do ArcCatalog, pois este programa garante
ferramentas intuitivas no gerenciamento dos dados vetoriais ou matriciais. Abra o
ArcCatalog e na aba ao lado, no Catalog Tree, deixe selecionado a pasta do
webtreinamento. Esta pasta está nomeada como GDB_Treinamento. Siga os passos no
encapsulamento dos dados shapefiles contidos na pasta:
1. Abra o ArcCatalog na sua máquina;
2. Na aba ao lado, no Catalog Tree, deixe selecionado a pasta do webtreinamento. Esta
pasta está nomeada como GDB_Treinamento;
3. O comando de criação do File Geodatabase pode ser feito de duas formas:
a. Deixe a pasta do treinamento selecionada e no menu suspenso, na parte
superior a direita em: File/New/File Geodatabase;
b. Ou clique na pasta do treinamento, GDB_Treinamento, e vá em New/File
Geodatabase;
4. A Figura 1.a ilustra o momento de criação do Geodatabase;
5. Após a criação do File Geodatabase, nomei-o como Treinamento_LA referente ao
objetivo do webtreinamento que é a criação de um banco de dados para as
operações de licenciamento ambiental;
6. Com a criação do banco de dados, no momento em que ele é aberto, veja que este
permanece vazio;
7. Sua representação fora do ambiente SIG surge como uma pasta. Ao abrir a pasta,
encontramos a estrutura interna de arquivos.
Figura 1.a: Processo de criação do File Geodatabase.

Passo 01.2 – Criação do Feature Dataset
O Feature dataset é uma coleção de classes de feições que compartilham o
mesmo sistema de coordenadas. Seu principal propósito é a estruturação e organização
das classes de feição (Feature Class), a fim de construir relações topológicas, redes
geométricas, dados de terreno e dentre outras aplicabilidades (ESRI).
O Feature dataset (FD) deve reunir um conjunto de dados geograficamente
relacionados, assim permitindo relacionamento espacial. Para criar um Feature dataset
faça:

1. Partindo do passo anterior, crie um Feature dataset clicando com o botão direito
no File Geodatabase criado e vá em New/Feature Dataset;
2. O ArcCatalog abriu uma janela para definir um nome para o FD. Vamos criar 2
Feature Datasets. Primeiramente, vamos criar um FD para reunir dados de
hidrografia e um outro para agrupar dados altimétricos. Coloque o nome de
RioVerde_Hidrografia e clique em Avançar;
3. Na próxima tela, o sistema solicita o sistema de coordenadas do FD criado.
Selecione Project Coordinate System/UTM/SouthAmerica/SIRGAS2000 UTM
Zone 22S. A Figura abaixo ilustra esta janela;
Figura 01.b: Janela de seleção do sistema de referência.

4. Na janela seguinte de seleção de sistema vertical de referência, clique em
Avançar;
5. Na tela seguinte, as seguintes configurações são apresentadas:
a. XY Tolerance: Este parâmetro indica o grau de variação planimétrica, ou
seja nos eixos X e Y de qualquer coordenada. Como por exemplo, se dois
pontos estiverem nume distância um do outro menor do que o valor
informado, eles serão considerados equivalentes, logo sobrepostos.
Deixe o valor padrão de 0,001 metros (1mm)
b. Z tolerance: Mesmo objetivo da tolerância planimétrica acima. Como o
Feature dataset criado conterá somente dados de hidrografia sem
referência altimétrica, deixe o campo com o valor padrão;
c. M Tolerance: Mesmo objetivo do campo acima, porém o valor M se
apresenta com unidade desconhecida, ou seja, esta valor tem aplicação
em análises não geográficas, como análises de rede;
d. Accept default resolution and domain: Deixe-o marcado. Essa opção
garante o compartilhamento geográfico de todos os dados que
comporão o Feature dataset. O retângulo envolvente a ser considerado
será o retângulo (recorte geográfico) padrão do sistema de coordenadas
selecionado anteriormente.
6. Clique em Finish e o Feature dataset será exibido na aba Contents;
7. Repita os itens de 1 a 5 para criar os Feature dataset RioVerde_UsoSolo e Rio
Verde_Altimetria com a mesma configuração;

Nota 01: O compartilhamento geográfico se apresenta como a porção geográfica que
contém todos os dados a serem incorporados ao Feature Dataset. Assim, qualquer dado
geográfico que não esteja contido no retângulo de referência definido será descartado.
Quando associamos o sistema de coordenadas (Coordinate System) aos dados
geográficos, o retângulo de referência padrão é definido pelo software.

Passo 01.3 – Importação de dados ao Feature Dataset
Neste passo, vamos adicionar todos os dados shapefile contidos na pasta
GDB_Treinamento para cada Feature Dataset criado no passo anterior. O FD unifica os
sistemas de referência de qualquer dado que for incorporado a sua estrutura.

1. Primeiramente, clique com o botão direito em qualquer dado shapefile contido
na pasta e vá em properties. Na aba XY Coordinate System, perceba que o dado
se apresenta com referência geográfica SAD 69. Entretanto no processo de
importação do dado, o dado será transformado para o sistema de coordenadas
definido pelo Feature dataset;
2. Para iniciar o processo de importação, clique com o botão direito no Feature
dataset RioVerde_Hidrografia e vá em Import/Feature Class (Multiple);
3. Na janela que o sistema abriu, adicione os três dados vetoriais:
SB_Rio_Verde.shp, SB_Rio_Verde_Hidrografia.shp,
SB_Rio_Verde_Hidrografia_Poligono.shp;
4. Clique em Ok. Ao terminar o processo, o sistema exibe uma mensagem na parte
inferior de confirmação;
5. Após terminar a operação, clique com o botão direito em qualquer Feature Class
e vá em properties. Perceba que na aba XY Coordinate System, a referência do
dado está orientada para a referência definida na criação do Feature Dataset;
6. Repita o mesmo procedimento anterior para o FD Rio Verde_Altimetria e
importe os dados SB_Rio_Verde.shp, SB_Rio_Verde_Curvas_Nivel,
SB_Rio_Verde_Pontos_cotados;
7. Repita o mesmo procedimento anterior para o FD Rio Verde_UsoSolo e importe
os dados SB_Rio_Verde.shp, SB_Rio_Verde_Uso_Solo.shp,
SB_Rio_Verde_Uso_Solo;

Nota 02: O dado base de análise geográfica da região, o polígono da bacia
SB_Rio_Verde, foi importado para todos os Feature dataset, pois este dado terá
importância nas posteriores análises topológicas. O agrupamento físico de todos os
dados envolvidos em uma região de interesse fisicamente representada (Feature Class)
no FD auxilia em ganhos de eficiência no gerenciamento destes.

Nota 03: Para criar um dado geográfico vetorial novo no Feature Dataset, clique com o
botão direito no FD de interesse e em New/Feature Class;
Passo 02 - Gerenciamento de informações do Geodatabase
Uma das vantagens de se usar o geodatabase, é a segurança na edição e
validação das informações (atributos) relacionados aos dados de interesse. No contexto
do licenciamento ambiental, vamos elaborar um domínio de atributos envolvendo o
preenchimento de informações referentes ás Áreas de Proteção Permanente (APP) de
corpos hídricos. A questão do dimensionamento das APPs varia conforme a largura de
margem do corpo hídrico. Consequentemente, seria arriscado o simples registro dessas
áreas relacionadas às margens dos rios. Neste passo, vamos tornar a edição do campo
referente às APPs mais intuitiva e mais segura, garantindo o correto registro dessas
informações.
Para iniciar a gestão de informação dos dados geográficos, vamos trabalhar com
a organização dos campos dos dados com o recurso Alias. Como o usuário pode reparar,
há uma série de limitações na nomenclatura dos campos nas tabelas de atributos dos
dados. Como exemplo dessas limitações, podemos citar: quantidade excessiva de
caracteres, uso de acentos, uso de underlines dentre outros. Em certas situações, o uso
do alias se mostra insuficiente, devido à falta de contexto que os novos nomes (alias)
apresentam. Assim, os metadados apresentam crescente importância.
O recurso Domain é útil para mantermos a coesão dos atributos, registrando
apenas valores pertinentes, pré-definidos. Dessa forma, erros sumários de entrada de
valores são suprimidos, pois só são aceitas edições pré-estabelecidas. Este recurso
garante qualidade semântica para o conjunto de dados de interesse. Domínios podem
também ser usados para configurar políticas de divisão e junção para edição de feição
(Apostila Geodatabase).

Passo 02.1 - Uso do alias na caracterização dos atributos dos dados
Nesse passo, vamos trabalhar com o alias somente no Feature dataset referente
a hidrografia. Essa operação pode ser feita em todos os dados, no entanto o objetivo da
atividade é construir as condições necessárias para garantir um robusto gerenciamento
de atributos.

1. Quando se deseja alterar o alias a nível de geodatabase, é necessário faze-lo pelo
ArcCatalog;
2. Dentro do Feature dataset RioVerde_Hidrografia, vá à propriedade do Feature
Class SB_Rio_Verde_Hidrografia.shp, SB_Rio_Verde_Hidrografia_Poligono.shp.
Na janela que se abriu, vá à aba Fields. A Figura 02.a ilustra a janela aberta e um
retângulo vermelho indicando o local de modificação do alias;
Figura 02.a: Janela de alteração do alias.

3. Observe os nomes em cada campo e veja que o alias de cada nome apresenta o
mesmo nome do campo. Vamos alterar o campo representado pela retângulo
vermelho;
4. Altere o alias de todos os campos do Feature Class SB_Rio_Verde_Hidrografia;
 OBJECTID_1 - Identificador
 Shape - Geometria
 HID_CODIGO – Código de Hidrografia
 TIPOHID_CO – Código do Tipo de Hidrografia
 RIO_CODIGO – Código do Rio
 HID_DATA_H – Data de Levantamento da Hidrografia
 HID_NOME – Nome do Rio
 HID_DADO_F – Fonte do Dado de Hidrografia
 HID_ESCALA – Escala do dado de Hidrografia
 HID_CLASSE – Classe do dado de Hidrografia
 OBJECTID – Identificador 2
 TIPOHID_DE – Tipo de Hidrografia
 LARG_MA – Largura de margem
 Shape_Length – Comprimento da Feição
5. Faça o mesmo procedimento para o Feature Class
SB_Rio_Verde_Hidrografia_Poligono;
 OBJECTID_1 - Identificador
 Shape - Geometria
 HID_CODIGO – Código de Hidrografia
 TIPOHID_CO – Código do Tipo de Hidrografia
 RIO_CODIGO – Código do Rio
 HID_DATA_H – Data de Levantamento da Hidrografia
 HID_NOME – Nome do Rio
 HID_DADO_F – Fonte do Dado de Hidrografia
 HID_ESCALA – Escala do dado de Hidrografia
 HID_CLASSE – Classe do dado de Hidrografia
 OBJECTID – Identificador 2
 TIPOHID_DE – Tipo de Hidrografia
 Shape_Length – Comprimento da Feição
 Shape Area – Área da Feição

6. A Figura 02.b mostra o resultado, no ambiente Arcmap, da modificação dos
nomes dos campos;

Figura 02.b: Visualização dos alias.

7. Para seguirmos no passo, vamos criar um campo novo nos dois dados de
hidrografia. Para isso, na aba Fields da janela de propriedades do dado, em Field
Name, escreva APP e, ao lado, em Data Type, coloque Short Integer. Após isso,
clique em Aplicar;
8. Faça o mesmo procedimento para o dado SB_Rio_Verde_Hidrografia_Poligono;

Passo 02.2 - Agrupamento das informações (Recurso Domain)

O recurso Domain é útil para mantermos a coesão dos atributos, registrando
apenas valores pertinentes aos mesmos. Assim, evita-se a edição incorreta dos
atributos. No passo, vamos trabalhar com o domínio Coded Values, na qual definimos
uma valore codificados para cada campo da tabela de atributos.

1. Clique com o botão direito no File Geodatabase Treinamento_LA e vá em
properties;
2. Na janela que se abriu, acesse a aba Domains, como na Figura 02.c;
Figura 02.c: Aba Domains da janela de propriedade.
3. Na parte superior temos a lista de domínios do geodatabase, que está em
branco. Clique na primeira linha, na coluna Domain name;
4. Digite o nome do novo domínio, em Domain Name, de
dmÁreasProteçãoPermanente. Logo a direita, na aba Description, escreva Áreas
de Proteção Permanente;
5. No grupo logo abaixo, em Domain Properties, configure:
a. Field Type: Selecione Short Integer. Esta opção indica o tipo de campo
que esse domínio é aplicado;
b. Domain Type: Coded values.
c. Split Policy: Deixe como default value.Essa opção se refere ao aplicarmos
a operação Split sobre a feição, ou seja, dividi-la em duas, definindo o que
fazer com o atributo que detenha esse domínio;
d. Merge Policy: Deixe padrão, é relacionado a operação Merge;
6. Mais abaixo, no grupo Coded values, definimos a lista de codificação do domínio,
digite ordenadamente (Code – description):
a. 1/30
b. 2/50
c. 3/100
d. 4/200
e. 5/500
f. 6/Não aplicado
7. Clique em aplicar;
8. Realize o mesmo procedimento para o domínio
dmÁreasProteçãoPermanenteLagoas.
9. No grupo Coded values, definimos a lista de codificação do domínio, digite
ordenadamente (Code – description):
a. 1/ 30
b. 2/Não aplicado