IGP
Automatização de Processos para a Produção de Cartografia
Problema
O IGP procurou a Esri Portugal, com o intuito de auxiliarmos o processo de criação da cartografia M7810 (1:50 000).
A capacidade da tecnologia Esri em manipular e trabalhar a informação geográfica, especialmente no domínio espacial, constitui uma mais valia para o IGP, permitindo assim automatizar determinados mecanismos que maximizem a eficiência de produção da mesma.
Neste contexto, o IGP sentiu necessidade de automatização de processos para apoiar a produção da carta M7810 (1:50 000), solicitando o desenvolvimento de três aplicações:
1. Transformação polinomial de coordenadas
2. Aplicação para criação de paralelas, a partir de eixos de via
3. Migração para o formato Geodatabase de informação em formato CAD
Solução
Conhecendo as necessidades do cliente, a Esri Portugal definiu um modelo capaz de satisfazer os requisitos necessários para o sucesso da aplicação a desenvolver. Este modelo procura enquadrar 3 requisitos bastante diferenciados num único ambiente SIG, procurando assim facilitar a interacção com o utilizador e a sua utilização.
A aplicação encontra-se integrada em ambiente ArcMapTM da família ArcGIS Desktop 9.2 (service pack 4) na forma de uma extensão adicional, que pode ser activada ou desactivada a pedido do utilizador, disponibilizando ou limitando as suas funcionalidades.
O facto de a extensão estar integrada na aplicação ArcMap e não numa aplicação standalone, disponibiliza ao utilizador um maior leque de opções SIG out-of-the box, para manipular a informação existente.
O acesso às funcionalidades desenvolvidas é efectuada com recurso a 3 barras de ferramentas, uma para cada módulo desenvolvido, sendo que para as aplicações de Geração de Paralelas e de Transformação Polinomial de Coordenadas é necessário um licenciamento de ArcINFO devido à exportação para o formato DGN.
Todos os parâmetros de configuração internos de cada aplicação encontram-se disponíveis em ficheiros XML que podem ser personalizados se necessário. Todos os parâmetros de lógica de negócio estão implementados em ficheiros Access ou SQL Server 2005, uma vez que são inputs das aplicações e podem variar em cada utilização.
Descrição do projecto
De acordo com as necessidades do IGP, relativas à automatização de procedimentos para auxiliar a produção da folha M7810, a Esri Portugal desenvolveu três módulos de acordo com as aplicações pedidas.
1. Transformação polinomial de coordenadas
Permite converter informação geográfica em formato vectorial proveniente de diferentes sistemas de referência para um outro sistema de referência, utilizando uma transformação polinomial. A aplicação é vantajosa porque centraliza todos os sistemas de referência utilizados pelo IGP, numa única aplicação. Por outro lado, a aplicação permite transformar o sistema de referência dos elementos geográficos utilizando uma transformação polinomial de coordenadas que, por si só, não se encontra implementada no software base ArcGIS.
Esta aplicação permite converter as geometrias dos elementos em shapefile, utilizando a transformação polinomial de coordenadas.
A aplicação lê o ficheiro de configuração (*.txt) que define os valores e o grau do polinómio e a aplicação utiliza a equação descrita de seguida, para determinar a nova posição do elemento.
O grau do polinómio é determinado com base na equação:
Exemplo: Para um polígono com 5 pontos, a aplicação itera por cada ponto e determina a sua nova posição utilizando a transformação polinomial e posiciona o elemento no seu todo, nesta nova posição espacial.
O output da aplicação é uma shapefile e um ficheiro DGN com os elementos modificados geograficamente com base na transformação polinomial.
Figura 1 - Conversão do sistema de coordenadas Datum 73 Hayford Gauss IPPC para o ETRS 1989 TM06 (Portugal) utilizando a transformação polinomial de coordenadas.
2. Aplicação para criação de paralelas, a partir de eixos de via
Na carta M7810, devido à escala de representação, as estradas são representadas pelas bermas (paralelas ao eixo de via) e não pelo eixo, pelo que o procedimento automático de gerar duas paralelas com base no eixo de via é vantajoso para a produção, tornando o processo mais rápido e eficiente.
A aplicação desenvolvida permite gerar de forma automática as paralelas de um ficheiro DGN, considerando, inclusivamente, regras como os túneis (introduz o conceito de patamar inferior), diferentes tipos de estradas (Auto-Estrada, Estradas Principais, etc.), preenchendo determinados atributos-chave, necessários para a simbologia das estradas.
Figura 2 - Barra de ferramentas para acesso às funcionalidades de Gerar Paralelas e Atribuição da representação (simbologia).
Nesta sequência, a aplicação inclui um procedimento que permite simbolizar de forma automática as paralelas geradas, utilizando o conceito de efeito sombra (metodologia extremo a extremo), e exportar o resultado final para DGN.
A relação entre os diferentes tipos de estrada, e a simbologia a utilizar está definida no ficheiro Access (DBF) de configuração.
Figura 3 - Círculo trigonométrico que define a simbologia a atribuir às paralelas. A simbologia a utilizar para os elementos do tipo 1 e 2 está definida na base de dados de configuração.
Figura 4 - Paralela gerada associada a um segmento de eixo de via.
Figura 5 - Exemplo de geração de paralelas para um ficheiro de entrada de eixos de via.
3. Migração para o formato Geodatabase de informação em formato CAD
Trabalhar toda a informação em CAD, é importante, em algumas circunstâncias, permitindo potenciar a produção de cartografia, mesmo em aspectos relacionados com a própria representação da simbologia em si, que de outra forma poderiam levar mais tempo a concretizar.
A necessidade de conversão dos elementos CAD para o ambiente SIG está associado à necessidade de trabalhar determinadas características espaciais relacionadas com os elementos. Neste campo, os SIG adquirem preponderância especial.
Esta aplicação permite ler um ficheiro DGN (Microstation) e separar toda a informação geográfica em layers diferentes (estradas, edifícios, etc.) e escrever a mesma em Geodatabase ou File Geodatabase (formato Esri). Este processo é automático, estando apenas associado a um ficheiro de configuração Access (DBF) ou SQL Server 2005, que define a relação entre os elementos DGN de entrada e os ficheiros Geodatabase de saída.
Antes de iniciar o processo de conversão, o utilizador tem que especificar quais os elementos (características e campos) que deseja converter, se deseja criar novos campos e quais os seus nomes e tipos, recorrendo à base de dados de configuração.
Na sua essência, o que esta aplicação faz é pegar num conjunto de dados estruturados e, através da aplicação de algumas regras, convertê-los, de forma totalmente automática, para ambiente SIG.
A vantagem é conseguir rapidamente que informação que está em formato CAD corra numa aplicação em ambiente SIG, mas que mantenha a diferenciação dos objectos do ambiente CAD.
Figura 6 - Selecção do DGN a converter.
Figura 7 - Selecção da base de dados de configuração.
Figura 8- Pormenor de uma file geodatabase convertida.
Arquitectura da Solução
A solução implementada, está assente numa estrutura desktop integrada no software ArcMapTM sobre a forma de uma extensão, disponibilizando 3 barras de ferramentas, uma para cada módulo.
Os dados geográficos de origem estão, ou em formato DGN ou em formato shapefile, no entanto, os dados que definem a lógica de negócio podem estar como ficheiros Access ou SQL Server 2005.
Nesta óptica, o ArcMap acaba por ser o principal interface de acesso às funcionalidades implementadas, permitindo desta forma que o utilizador possa aceder aos módulos desenvolvidos.
O utilizador define os inputs da aplicação e os parâmetros a serem utilizados ao longo de cada processo e são gerados resultados de forma totalmente automatizada. Os resultados tal qual os dados de origem, correspondem a ficheiros DGN ou shapefile, à excepção da aplicação de conversão para Geodatabase que importa os dados de DGN para uma Geodatabase ou File Geodatabase.
Opinião do cliente
O IGP trabalha com a Esri Portugal há bastante tempo. Este projecto correu bem e a Esri Portugal demonstrou bastante empenho por parte dos seus técnicos no decorrer do projecto.
Software utilizado:
ArcGIS Desktop 9.2 (Service Pack 4)
Suporte .NET para ArcGIS
Framework .NET 2.0
Windows XP (Service Pack 2 ou superior)