Sebenta · Utilizar ferramentas de apoio à decisão (UC04242)

Introdução

Esta sebenta ensina a utilizar ferramentas de apoio à decisão baseadas em Sistemas de Informação Geográfica (SIG) no contexto da Proteção Civil. O objetivo não é decorar comandos de um programa, é compreender porque um mapa bem construído ajuda a decidir melhor: onde está o risco, onde estão os meios, para onde encaminhar as pessoas.

O percurso segue a lógica do próprio trabalho com um SIG: primeiro os conceitos e a composição de um SIG, depois os fundamentos da georreferenciação, os tipos de dados, o mapeamento e a visualização, a gestão de dados geoespaciais, a análise espacial e, por fim, o FEB Monitorização e a sua aplicação concreta como ferramenta de apoio à decisão no dia a dia de um Técnico de Proteção Civil.

Objetivos de aprendizagem (referencial): explorar as capacidades e recursos dos SIG; trabalhar com mapas SIG para visualizar diferentes tipos de dados geográficos; e aplicar a abordagem geográfica e as ferramentas de análise espacial, mobilizando as funcionalidades do software SIG e as técnicas e aplicações do SIG e do FEB Monitorização, sempre representando corretamente os dados geoespaciais.

1. Geotecnologias e Sistemas de Informação Geográfica

As geotecnologias são o conjunto de tecnologias que permitem captar, tratar e representar informação sobre o território: recetores GPS, satélites de observação da Terra, sensores e os próprios SIG. Nasceram do cruzamento entre a cartografia tradicional e a capacidade de cálculo dos computadores.

Um pouco de história

Um Sistema de Informação Geográfica (SIG) é, então, um sistema que permite capturar, armazenar, gerir, analisar e visualizar dados que têm uma localização geográfica associada. A diferença essencial entre um SIG e um simples "mapa digital" é a capacidade de analisar: cruzar camadas de informação e responder a perguntas que envolvem o espaço.

Em Proteção Civil, o SIG deixou de ser uma ferramenta de gabinete para ser parte do trabalho no terreno: planeamento de emergências, gestão de meios, análise de risco e apoio à decisão em tempo real.

2. Composição e função dos SIG

Um SIG assenta em cinco componentes que só funcionam bem em conjunto:

Falhar num destes componentes compromete todo o sistema: dados sem métodos claros de recolha produzem mapas inconsistentes, por mais avançado que seja o software.

As funções de um SIG resumem-se em cinco verbos:

• Captura: introduzir dados novos, por GPS, digitalização ou importação.
• Armazenamento: guardar os dados de forma organizada e segura.
• Gestão: manter os dados atualizados e corrigir erros.
• Análise: cruzar camadas e responder a perguntas concretas.
• Visualização e partilha: produzir mapas claros e partilhá-los com quem decide.

Exemplo resolvido: identificar os componentes de um SIG municipal

Um serviço municipal de Proteção Civil quer montar um SIG para gerir o risco de incêndio florestal. Passo a passo:

1. Hardware: computadores no gabinete, tablets para as equipas de campo, recetores GPS.
2. Software: uma aplicação SIG de gabinete e uma aplicação móvel de recolha (Field Maps).
3. Dados: limites de freguesia, rede viária florestal, pontos de água, histórico de ocorrências.
4. Métodos: um protocolo que define como e quando cada equipa regista uma ocorrência no terreno.
5. Pessoas: um técnico responsável pela qualidade dos dados e formação das equipas de campo.

Sem qualquer um destes cinco elementos, o sistema falha: hardware sem métodos gera dados soltos; dados sem pessoas formadas geram erros de registo.

3. Fundamentos da georreferenciação

Georreferenciar é atribuir a um dado uma posição exata na superfície da Terra, através de um sistema de coordenadas. Sem isto, um SIG não sabe "onde" colocar a informação.

Sistemas de coordenadas

• Coordenadas geográficas: latitude e longitude, medidas em graus, sobre uma esfera ou elipsoide de referência. O sistema mundial mais usado é o WGS84, o mesmo dos recetores GPS.
• Coordenadas projetadas: convertem a superfície curva da Terra num plano, medido em metros, o que facilita o cálculo de distâncias e áreas. Em Portugal continental usa-se o sistema ETRS89 / PT-TM06.

Um mesmo ponto no terreno tem valores diferentes consoante o sistema de coordenadas escolhido. Dois conjuntos de dados só se sobrepõem corretamente se estiverem no mesmo sistema, ou se um deles for reprojetado para o sistema do outro.

Técnicas de georreferenciação

• GPS / GNSS: um recetor de campo regista a posição em tempo real, com precisão que pode ir de vários metros a poucos centímetros, consoante o equipamento.
• Digitalização de mapas antigos: georreferenciar uma imagem escaneada, a partir de pontos de controlo cujas coordenadas reais já se conhecem.
• Geocodificação de moradas: converter uma morada de texto ("Rua Principal, n.º 12, Montijo") em coordenadas, através de bases de dados de endereços.

4. Tipos de dados SIG

Um SIG trabalha com três grandes categorias de dados: vetoriais, matriciais (raster) e de texto.

Dados vetoriais

Os dados vetoriais representam a geografia com três formas geométricas exatas:

Cada elemento vetorial tem uma tabela de atributos associada: um hidrante não é só um ponto, tem caudal, estado de conservação e data da última inspeção.

Dados matriciais (raster)

Os dados raster organizam a informação numa grelha de células (pixels), cada uma com um valor. São ideais para fenómenos contínuos, que não têm fronteiras exatas: imagens de satélite, modelos digitais de terreno (altitude), mapas de temperatura ou de precipitação.

Dados de texto

Tabelas de atributos, listas de contactos, registos de ocorrências. Muitas vezes ligam-se a dados vetoriais ou raster por um identificador comum (por exemplo, o código de freguesia).

5. Mapeamento e visualização

Componentes de um mapa

Um mapa produzido num SIG deve ter sempre: título claro e específico; legenda, explicando símbolos e cores; escala, gráfica ou numérica; orientação (seta do Norte); grelha de coordenadas ou referência geográfica; e fonte dos dados e data. Um mapa sem estes elementos pode até ser esteticamente agradável, mas não é fiável para uma decisão operacional.

Intervalos de escala

A escala relaciona a distância no mapa com a distância real. Uma escala de 1:25 000 significa que 1 centímetro no mapa equivale a 25 000 centímetros, ou seja, 250 metros, no terreno.

• Escalas grandes (por exemplo, 1:1 000): mostram muito detalhe, mas pouca área, adequadas a um bairro.
• Escalas pequenas (por exemplo, 1:250 000): mostram pouco detalhe, mas muita área, adequadas a uma região inteira.

A escolha da escala depende sempre da pergunta a responder: planear a evacuação de uma rua exige escala grande; planear a resposta a um incêndio florestal regional exige escala pequena.

Imagens de satélite para visualização

As imagens de satélite mostram o território tal como está num momento recente, o que as torna essenciais em emergências: monitorização de incêndios florestais (deteção de focos de calor e avanço das chamas), medição da área afetada por cheias e inundações através da comparação de imagens antes e depois, e acompanhamento da evolução do território ao longo do tempo. Programas como o Copernicus/Sentinel, europeu, disponibilizam imagens gratuitas e atualizadas com frequência.

6. Gestão de dados geoespaciais

Fontes de dados geoespaciais

• Direção-Geral do Território (DGT): cartografia oficial e limites administrativos.
• Organismos de cartografia nacional: dados de base e ortofotomapas.
• Copernicus / Sentinel: imagens de satélite gratuitas e frequentes.
• Câmaras municipais e comunidades intermunicipais: dados locais, redes viárias, planos municipais de emergência.
• ANEPC: dados nacionais de risco e de meios de socorro.

Cruzar fontes diferentes exige verificar sempre três coisas: o sistema de coordenadas, a data de produção e a fiabilidade de quem publicou o dado.

Importar, organizar, armazenar e gerir dados

Boas práticas de gestão de dados geoespaciais:

• Estrutura de pastas clara e consistente, por projeto e por data.
• Metadados: registar quem criou o dado, quando e com que rigor de recolha.
• Cópias de segurança regulares, sobretudo de dados recolhidos em campo.
• Nomes de ficheiro descritivos, sem espaços nem caracteres especiais.
• Rever periodicamente dados desatualizados, um SIG mal gerido acumula erros silenciosos.

7. Análise espacial

A análise espacial responde a perguntas que só fazem sentido com localização: o que está perto de quê, onde duas realidades se cruzam, onde se concentram mais ocorrências, ou qual o valor estimado num ponto sem dados diretos.

Conceitos de análise espacial

• Proximidade: identificar o que está perto de um elemento (a escola mais próxima de uma zona de risco).
• Sobreposição (overlay): encontrar onde duas camadas se cruzam (zonas inundáveis sobre zonas habitadas).
• Densidade: identificar concentrações (mapa de calor de chamadas de emergência).
• Interpolação: estimar um valor num ponto sem dados, a partir de pontos vizinhos (por exemplo, a precipitação entre estações meteorológicas).

Ferramentas e técnicas de análise espacial

• Buffer (zona de influência): cria uma área à volta de um elemento, útil para calcular coberturas.
• Overlay (sobreposição): combina duas ou mais camadas para encontrar interseções.
• Análise de redes (network analysis): calcula percursos e tempos reais ao longo da rede viária, não em linha reta.

8. FEB Monitorização

O FEB Monitorização é o conjunto de ferramentas usado pela Proteção Civil para recolher, enviar e visualizar dados geográficos em tempo real, diretamente a partir do terreno.

• Field Maps: aplicação móvel para recolher dados em campo com o telemóvel ou tablet, já georreferenciados automaticamente pelo GPS do dispositivo. Permite formulários personalizados, fotografias associadas e trabalho sem ligação à internet, sincronizando depois.
• Quick Capture: registo ainda mais rápido, pensado para situações de emergência, um único toque regista posição, hora e tipo de ocorrência.
• Aplicação FM: junta os dados recolhidos em campo com os dados de gabinete, permitindo acompanhar uma operação em tempo real, com todos os intervenientes a ver a mesma imagem atualizada.
• ArcGIS Earth: visualização tridimensional do território, útil para perceber relevo, altitude e linha de visão, por exemplo, em zonas de incêndio ou de risco geológico.

O fluxo completo do FEB Monitorização é: recolher no terreno (Field Maps ou Quick Capture) → sincronizar → visualizar e cruzar em gabinete (SIG, ArcGIS Earth) → decidir. O valor está precisamente na sincronização: os dados do terreno chegam ao gabinete quase em tempo real, permitindo ajustar a resposta enquanto a situação decorre.

9. Ferramentas de apoio à decisão na Proteção Civil

Todo o percurso desta UC serve um único fim: transformar dados dispersos numa decisão informada. As três realizações do referencial resumem este percurso:

• Explorar as capacidades e recursos dos SIG, para saber o que a ferramenta realmente permite fazer.
• Trabalhar com mapas SIG para visualizar diferentes tipos de dados geográficos, porque cada camada conta uma parte da história do território.
• Aplicar a abordagem geográfica e as ferramentas de análise espacial, para responder a perguntas concretas: onde atuar primeiro, que meios mobilizar, que população avisar.

Esta atividade desenvolve-se em contextos como os Serviços de Proteção Civil Municipais, os Serviços de Proteção Civil das Comunidades Intermunicipais e outras entidades com intervenção na Proteção Civil, sempre mobilizando corretamente as funcionalidades do software SIG e as técnicas e aplicações do SIG e do FEB Monitorização, e representando corretamente os dados geoespaciais.

Boas práticas e atitudes

• Rigor: representar corretamente os dados geoespaciais, sem aproximações que enganem quem decide.
• Respeito pelas normas, regulamentos e procedimentos instituídos.
• Sentido de organização: dados bem geridos, camadas bem nomeadas, metadados completos.
• Cooperação com a equipa: os dados recolhidos no terreno por uns servem a decisão de outros.
• Sentido crítico: questionar a fonte, a data e a fiabilidade de cada dado antes de o usar para decidir.

Um mapa de apoio à decisão só é útil se responder à pergunta de quem decide, com rigor e a tempo. O SIG é o binóculo do comandante de operações: não substitui a decisão, mas mostra o que sem ele não se veria.

Erros comuns

• Confundir "escala grande" com "área grande": uma escala grande (1:1 000) mostra pouca área com muito detalhe; uma escala pequena (1:250 000) mostra muita área com pouco detalhe.
• Sobrepor camadas em sistemas de coordenadas diferentes sem reprojetar, o que desloca os dados de forma silenciosa.
• Trocar as colunas de latitude e longitude ao importar um CSV, colocando os pontos no local errado do mapa.
• Escolher pontos de controlo mal distribuídos ao georreferenciar uma imagem, o que distorce o resto do desenho.
• Confiar num buffer circular como se fosse a área real de cobertura, ignorando que a rede viária real dá um resultado diferente.
• Usar dados sem verificar a data ou a fonte, arriscando decidir com informação desatualizada.
• Não sincronizar os dados recolhidos em campo, deixando o gabinete a decidir com informação incompleta.

Glossário

• SIG: Sistema de Informação Geográfica, sistema que capta, guarda, gere, analisa e visualiza dados com localização.
• Georreferenciar: atribuir a um dado uma posição exata na superfície da Terra.
• Coordenadas geográficas: latitude e longitude sobre uma esfera ou elipsoide (ex.: WGS84).
• Coordenadas projetadas: coordenadas em metros sobre um plano (ex.: ETRS89 / PT-TM06).
• Dado vetorial: representação por pontos, linhas ou polígonos.
• Dado raster (matricial): representação por uma grelha de células, cada uma com um valor.
• Escala: relação entre a distância no mapa e a distância real.
• Buffer: zona de influência criada à volta de um elemento geográfico.
• Overlay: sobreposição e cruzamento de duas ou mais camadas de dados.
• Análise de redes: cálculo de percursos e tempos ao longo de uma rede viária real.
• Field Maps: aplicação móvel do FEB Monitorização para recolha georreferenciada de dados em campo.
• Quick Capture: aplicação do FEB Monitorização para registo imediato de ocorrências.
• ArcGIS Earth: aplicação de visualização tridimensional do território.
• Metadados: informação sobre um dado, quem o criou, quando e com que rigor.

Síntese

Um SIG assenta em cinco componentes (hardware, software, dados, métodos, pessoas) e cinco funções (captura, armazenamento, gestão, análise, visualização). A georreferenciação e os sistemas de coordenadas garantem que os dados estão no lugar certo do mundo. Os dados organizam-se em vetoriais, raster e de texto, e um bom mapa tem título, legenda, escala e orientação. A análise espacial (buffer, overlay, redes) transforma o mapa numa ferramenta de decisão, e o FEB Monitorização (Field Maps, Quick Capture, aplicação FM, ArcGIS Earth) leva essa ferramenta para o terreno, em tempo real. No fim, tudo converge para o mesmo objetivo: apoiar uma decisão de Proteção Civil com dados rigorosos, atualizados e bem representados.

Exercícios resolvidos

1. Um SIG municipal tem software instalado, mas os técnicos nunca receberam formação e não existe protocolo de recolha de dados. Que componentes estão em falta?

Resolução: faltam os componentes métodos (não há procedimentos definidos) e, na prática, pessoas capacitadas (sem formação, os técnicos não usam corretamente o sistema). Ter apenas hardware e software não chega para um SIG funcionar bem.

2. Classifica como vetorial ou raster: (a) rede de hidrantes de um concelho; (b) imagem de satélite de uma área ardida; (c) limites de freguesia.

Resolução: (a) vetorial, pontos; (b) raster, grelha de pixels de valores contínuos; (c) vetorial, polígonos.

3. Duas camadas do mesmo concelho, uma em coordenadas geográficas (WGS84) e outra em coordenadas projetadas (ETRS89/PT-TM06), aparecem desalinhadas quando sobrepostas. Porquê, e como se resolve?

Resolução: estão em sistemas de coordenadas diferentes; sem reprojeção, os valores não correspondem ao mesmo referencial espacial. Resolve-se reprojetando uma das camadas para o sistema de coordenadas da outra, antes de as sobrepor.

4. Um mapa de escala 1:10 000 é impresso numa folha onde uma estrada mede 8 cm. Qual é o comprimento real da estrada?

Resolução: 8 cm × 10 000 = 80 000 cm = 800 metros.

5. Uma equipa de campo regista uma ocorrência de incêndio florestal com o Quick Capture, mas o gabinete só a vê meia hora depois. Qual foi o passo em falta?

Resolução: a sincronização dos dados. Sem ligação à internet no momento do registo, os dados ficam guardados no dispositivo até haver rede disponível; só depois de sincronizados chegam ao gabinete.