Infraestrutura de Dados Espaciais e Geosserviços: Fundamentos, Exemplos e Aplicações

A Infraestrutura de Dados Espaciais (IDE) é essencial para organizar, compartilhar e acessar informações geoespaciais de maneira eficiente. Órgãos públicos federais, estaduais e municipais possuem vastos conjuntos de dados espaciais que são indispensáveis para planejamento urbano, gestão ambiental, infraestrutura, monitoramento territorial e segurança pública. A disponibilização padronizada desses dados traz economia de recursos, transparência, interoperabilidade e otimização da gestão pública.

A adoção de uma IDE facilita o acesso a dados confiáveis por gestores, pesquisadores, empresas e sociedade civil, promovendo uma gestão territorial mais eficaz. No Brasil, um exemplo central de IDE é a Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais (INDE), que padroniza e integra dados geoespaciais governamentais. Este artigo explora conceitos fundamentais da IDE, abordando geosserviços como WMS, WFS, WCS, além de tecnologias como XYZ Tiles e WMTS.

2. O que é uma Infraestrutura de Dados Espaciais (IDE)?

2.1 Definição e Papel da IDE

A Infraestrutura de Dados Espaciais (IDE) consiste em um conjunto de políticas, padrões, tecnologias e arranjos institucionais que permitem a organização e o compartilhamento de dados geoespaciais através da internet. Seu principal objetivo é promover a interoperabilidade entre diferentes sistemas e instituições, garantindo que os dados estejam acessíveis e utilizáveis por diversas plataformas.

A implementação de uma IDE oferece economia de recursos, maior transparência e melhor gestão territorial, pois evita a duplicidade de esforços na coleta de dados. Seu acesso se dá por meio de geosserviços, integrados a plataformas como QGIS, GeoServer e ArcGIS.

2.2 Componentes Fundamentais de uma IDE

Uma IDE é composta por elementos essenciais que garantem sua funcionalidade e confiabilidade. Esses componentes asseguram a disponibilidade, padronização e interoperabilidade das informações geoespaciais compartilhadas.

Metadados

Os metadados são informações estruturadas que descrevem os dados espaciais, fornecendo detalhes como origem, precisão, formato e data de atualização. Eles desempenham um papel crucial ao permitir que os usuários compreendam e utilizem os dados de forma adequada.

No Brasil, os metadados seguem o Perfil de Metadados Geoespaciais do Brasil (Perfil MGB), atualizado para a versão 2.0 em 2021. Esse perfil, alinhado à norma ISO 19115-1:2014, garante padronização na documentação de dados espaciais e facilita sua utilização em diversas plataformas.

Padrões e Normas Técnicas

Os padrões e normas técnicas são fundamentais para garantir a interoperabilidade e a qualidade dos dados geoespaciais. Eles definem a forma como os dados devem ser estruturados, armazenados e compartilhados. Os principais padrões incluem:

• OGS – Web Map Service (WMS) Standard: Compartilhamento de mapas como imagens.
• OGC – Web Feature Service (WFS) Standard: Acesso a feições vetoriais.
• OGC – Web Coverage Service (WCS) Standard: Distribui dados raster para análises detalhadas.
• ISO 19115: Definição de metadados geoespaciais.
• ISO 19139: Especificação XML para metadados geoespaciais.

A implementação dessas normas possibilita que diferentes sistemas GIS possam acessar e utilizar diretamente os dados sem necessidade de conversão.

Interoperabilidade

A interoperabilidade garante que sistemas distintos possam trocar e utilizar informações sem perda de dados ou inconsistências. Para alcançar esse objetivo, as IDEs adotam arquiteturas baseadas em serviços padronizados, como SOA (Service-Oriented Architecture), permitindo integração eficiente e escalável.

A interoperabilidade proporciona:

• Facilidade de acesso a dados entre órgãos e instituições.
• Redução da redundância na coleta de informações.
• Adoção de padrões abertos, permitindo compatibilidade entre diferentes sistemas GIS.

Geosserviços

Os geosserviços são os mecanismos pelos quais os dados espaciais são acessados, processados e disponibilizados na web. Esses serviços permitem a visualização, consulta e análise de dados geográficos sem a necessidade de armazená-los localmente. Os principais geosserviços incluem:

• WMS (Web Map Service): Permite exibir mapas rasterizados remotamente.
• WFS (Web Feature Service): Fornece acesso a dados vetoriais editáveis.
• WCS (Web Coverage Service): Compartilha dados raster em alta resolução.
• WMTS (Web Map Tile Service): Otimiza a visualização de mapas em blocos (tiles).

Esses serviços tornam possível a integração de dados espaciais em diversos aplicativos e plataformas, promovendo um fluxo de trabalho eficiente e colaborativo.

Tabela de Comparação entre WMS, WFS, WMTS, WCS e XYZ Tiles.

CURIOSIDADE: XYZ Tiles é um Geosserviço?

O XYZ Tiles não é um geosserviço no sentido tradicional do Open Geospatial Consortium (OGC), pois não segue padrões como WMS ou WFS. Ele é um método de entrega de mapas em blocos pré-renderizados via URLs estruturadas, ideal para renderização rápida, mas sem interatividade avançada ou acesso a dados brutos, como os geosserviços permitem.

2.3 Exemplos de IDEs no Brasil

No Brasil, diversas Infraestruturas de Dados Espaciais (IDEs) foram desenvolvidas em âmbitos nacional, estadual e municipal, visando organizar e disponibilizar dados geoespaciais de forma integrada e acessível. A seguir, apresentamos alguns exemplos:

1. Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais (INDE): A INDE é a iniciativa nacional que integra dados geoespaciais de órgãos públicos federais, estaduais e municipais, promovendo a padronização e o compartilhamento dessas informações. Seu objetivo é facilitar o acesso a dados espaciais para apoiar políticas públicas e pesquisas científicas.
2. Infraestrutura de Dados Espaciais do Estado de São Paulo (IDE-SP): Desenvolvida pelo governo do Estado de São Paulo, a IDESP reúne e disponibiliza dados geoespaciais de diversas secretarias e órgãos estaduais, promovendo a integração e o acesso a informações essenciais para o planejamento e a gestão pública.
3. Infraestrutura de Dados Espaciais do Município de São Paulo (GeoSampa): O GeoSampa é o portal de mapas da cidade de São Paulo, que disponibiliza uma ampla variedade de dados geoespaciais, incluindo informações sobre zoneamento, equipamentos públicos, meio ambiente e mobilidade urbana. É uma ferramenta fundamental para gestores, pesquisadores e cidadãos interessados no desenvolvimento urbano da capital paulista.
4. Infraestrutura de Dados Espaciais do Município de Belo Horizonte (Geoportal PBH): O Geoportal da Prefeitura de Belo Horizonte, BHGEO, oferece acesso a diversos dados geoespaciais municipais, como informações sobre infraestrutura urbana, meio ambiente e serviços públicos, facilitando a transparência e a participação cidadã.

Essas iniciativas demonstram o compromisso de diferentes esferas governamentais no Brasil em promover a organização, a padronização e o compartilhamento de dados geoespaciais, essenciais para o desenvolvimento sustentável e a tomada de decisões informadas.

Confira outras IDEs no portal de insumos da GeoOne: https://geoone.com.br/insumos/

3. Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais – INDE

3.1 O que é a INDE e sua importância para o Brasil

A Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais (INDE) é uma iniciativa do governo brasileiro que tem como objetivo facilitar a organização, o compartilhamento e o acesso a informações geoespaciais produzidas por órgãos e entidades da administração pública. Criada pelo Decreto nº 6.666, de 27 de novembro de 2008, a INDE é coordenada pela Comissão Nacional de Cartografia (CONCAR), vinculada ao Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE).

3.2. Principais plataformas e serviços disponibilizados pela INDE

A INDE oferece diversas plataformas e serviços que facilitam o acesso e o uso de dados espaciais. Entre as principais ferramentas disponíveis, destacam-se:

O Geoportal da INDE (https://www.inde.gov.br) é a principal plataforma de acesso aos dados geoespaciais da INDE. Nele, é possível:

• Visualizar mapas interativos, através do Visualizado de Mapas.
• Buscar e acessar dados geográficos publicados por diversos órgãos públicos.
• Baixar camadas de informações geoespaciais para uso em QGIS, ArcGIS e outras ferramentas GIS.
• Consultar metadados para entender a origem e as características dos dados disponibilizados.

Catálogo de Geosserviços da INDE: https://inde.gov.br/CatalogoGeoservicos

4. Exemplos de Plugins que Trabalham com Geosserviços no QGIS

O QGIS é um dos principais softwares open-source para geoprocessamento e análise espacial, oferecendo suporte nativo para conexão com diversos geosserviços. No entanto, para facilitar o acesso e aprimorar a experiência do usuário, existem diversos plugins que automatizam e ampliam as possibilidades de conexão com WMS, WFS, WCS e WMTS. Abaixo estão alguns dos mais utilizados:

1. QuickMapServices

• Permite adicionar rapidamente serviços de mapas base, como WMS, WMTS e XYZ Tiles.
• Inclui camadas populares como Google Maps, OpenStreetMap, Bing Maps e Mapbox.
• Facilita a adição e visualização de mapas base em projetos QGIS sem necessidade de configuração manual.
• Possui opções avançadas para adicionar provedores personalizados.

2. HCMGIS (Alternativa ao QuickMapServices)

• Similar ao QuickMapServices, oferece suporte a mapas base predefinidos, mas com menos opções.
• Não requer configuração para exibição de camadas, tornando-se uma boa opção para iniciantes.
• Inclui ferramentas adicionais para download de dados abertos, projeções personalizadas, conversão em lote e cálculos geoespaciais.

3. Plugin INDE

• Desenvolvido para facilitar o acesso aos geosserviços da Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais (INDE).
• Permite a conexão direta com WMS, WFS e WCS da INDE sem necessidade de configurar URLs manualmente.
• Ú til para usuários que necessitam de dados oficiais do governo brasileiro, como mapas topográficos, limites administrativos e informações ambientais.

4. MetaSearch Catalog Client

• Conecta-se a serviços de Catalog Services for the Web (CSW), permitindo pesquisa e acesso a metadados de dados geoespaciais.
• Facilita a descoberta de camadas WMS e WFS publicadas em infraestruturas de dados espaciais.
• Ajuda a encontrar conjuntos de dados relevantes sem precisar navegar por várias fontes separadamente.

5. Lizmap

• Permite a publicação de projetos do QGIS na web de maneira interativa.
• Facilita a criação de mapas web dinâmicos que podem ser acessados via navegador sem necessidade de software especializado.
• Suporta integração com geosserviços WMS e WFS, tornando-se uma ferramenta útil para compartilhar projetos cartográficos com outras instituições ou o público.

6. QGIS GeoNode

• Plugin que permite a integração do QGIS com o GeoNode.
• Adiciona funcionalidades de cliente GeoNode ao QGIS, permitindo pesquisa, carregamento e gerenciamento de recursos do GeoNode diretamente dentro do software.
• Desenvolvido inicialmente pela Pacific Community (SPC), com financiamento do Banco Mundial, sendo mantido pelas equipes da Kartoza e GeoSolutions.
• Mantém-se atualizado conforme as mudanças na API do GeoNode, garantindo compatibilidade com versões mais recentes.

7. GeoCat Bridge

• Plugin para publicação fácil de dados e metadados a partir do QGIS.
• Permite publicar mapas do QGIS diretamente para GeoServer, MapServer e compartilhar metadados no GeoNetwork.
• Oferece conversão automática dos estilos do QGIS para formatos padrão como SLD, Mapfile.
• Facilita o upload de dados em formatos como GeoPackage, Shapefile ou a importação para um banco de dados PostGIS.

Oportunidade

Uma Infraestrutura de Dados Espaciais (IDE) e os geosserviços desempenham um papel essencial na organização e compartilhamento de dados geoespaciais. Com o uso de WMS, WFS, WCS e WMTS, é possível acessar informações geográficas de forma padronizada, permitindo tomadas de decisão mais eficazes e melhorando a interoperabilidade entre sistemas.

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