Alexandre Filipe Maia

Licenciado em Engenharia Informtica

Plataforma para Anlise de Estruturas Costeiras

Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

Engenharia Informtica

Orientadora: Armanda Rodrigues, Professora Auxiliar,

Universidade Nova de Lisboa

Co-orientadora: Rute Lemos, Engenheira Civil,

Laboratrio Nacional de Engenharia Civil

Jri

Presidente: Prof Doutora Susana Maria dos Santos Nascimento Martins de Almeida

Arguente: Prof Doutor Antnio Manuel Silva Ferreira

Vogal: Prof Doutora Armanda Rodrigues

Dezembro, 2016

Plataforma para Anlise de Estruturas Costeiras

Copyright Alexandre Filipe Maia, Faculdade de Cincias e Tecnologia, Universidade

NOVA de Lisboa.

A Faculdade de Cincias e Tecnologia e a Universidade NOVA de Lisboa tm o direito,

perptuo e sem limites geogrficos, de arquivar e publicar esta dissertao atravs de

exemplares impressos reproduzidos em papel ou de forma digital, ou por qualquer outro

meio conhecido ou que venha a ser inventado, e de a divulgar atravs de repositrios

cientficos e de admitir a sua cpia e distribuio com objetivos educacionais ou de inves-

tigao, no comerciais, desde que seja dado crdito ao autor e editor.

Este documento foi gerado utilizando o processador (pdf)LATEX, com base no template unlthesis [1] desenvolvido no Dep.Informtica da FCT-NOVA [2]. [1] https://github.com/joaomlourenco/unlthesis [2] http://www.di.fct.unl.pt

https://github.com/joaomlourenco/unlthesishttp://www.di.fct.unl.pt

Aos meus pais, famlia e todos os amigos e colegas que de

alguma forma me ajudaram.

Agradecimentos

Em primeiro lugar, quero agradecer aos meus orientadores, Professora Armanda Rodri-

gues e Engenheira Rute Lemos do Laboratrio Nacional de Engenharia Civil, por toda

a orientao, apoio, disponibilidade, crticas e sugestes ao longo da elaborao desta

dissertao. Sinto que fui bem acompanhado e orientado ao longo de todos estes meses.

Agradeo tambm Engenheira Juana Fortes e ao Engenheiro Rui Capito do Laboratrio

Nacional de Engenharia Civil pelo contribuio que tiveram na dissertao.

Quero tambm agradecer ao Professor Paulo Lopes (Faculdade de Cincias e Tecnolo-

gia da Universidade Nova de Lisboa) pela sua pronta disponibilidade a ajudar a alojar a

aplicao desenvolvida num servidor do Departamento de Informtica. Dito isto, quero

tambm agradecer ao Departamento de Informtica da Faculdade de Cincias e Tecno-

logia da Universidade Nova de Lisboa (DI - FCT/UNL) pelas condies oferecidas para

desenvolver este trabalho.

Quero tambm agradecer a todas as outras pessoas que de alguma forma me ajuda-

ram. A todos aqueles que me enviaram um documento, que me deram uma sugesto,

que participaram na avaliao da aplicao desenvolvida, que deram apoio moral e que

incentivaram.

Por ltimo, mas no menos importante, quero agradecer aos meus pais e famlia. Agra-

deo todos os sacrifcios que fizeram e fazem por mim.

vii

Resumo

Dada a sua localizao geogrfica, existem em Portugal vrias infraestruturas portu-

rias que tm diversos objetivos, como por exemplo, reduzir a ao das ondas na zona

abrigada por essas estruturas, ajudar no controlo da sedimentao guiando as correntes,

proteger tomadas de gua de centrais termoeltricas e proteger a linha de costa contra

a ao de tsunamis. Essas infraestruturas so os quebra-mares e os molhes. Entre estas

estruturas as mais comuns em Portugal so os quebra-mares.

Durante o tempo de vida dos mesmos existe a necessidade de obras de manuteno

ou reparao. Para se determinar a necessidade dessas mesmas obras preciso avaliar

a evoluo da estrutura desde uma data anterior relevante, como por exemplo a ltima

inspeo feita ou desde a criao da estrutura, caso ainda no tenha ocorrido nenhuma

inspeo. Verifica-se ento que necessria a existncia de um acompanhamento da

estrutura.

Desenvolveu-se assim um Sistema de Informao Geogrfica disponvel em linha

(WebGIS) que vem ento possibilitar a georreferenciao das estruturas em causa. O

comportamento do sistema adapta-se consoante se esteja a aceder ao mesmo atravs

de um computador fixo ou atravs de um dispositivo mvel como, por exemplo, um

tablet. Com este sistema possvel aceder a informao relevante sobre os diversos troos

que compem um quebra-mar, como por exemplo, a zona do quebra-mar a que o troo

pertence, o seu comprimento, entre outros. tambm possvel inserir ou alterar dados.

Ao fazer-se uma inspeo visual a um troo de um quebra-mar, os dados necessrios so

introduzidos de acordo com um formulrio pr-estabelecido. Com esses dados calcula-se

depois o grau do estado da estrutura, que resulta de uma mdia ponderada entre os dados

inseridos. O sistema desenvolvido foi avaliado com bons resultados tendo em conta a sua

usablidade geral e a sua adaptao aos trabalhos de inspeo de estruturas levados a cabo

por investigadores do Laboratrio Nacional de Engenharia Civil.

Palavras-chave: Sistemas de Informao Geogrfica, Estruturas Costeiras, Adaptao,

Georreferenciao, Dispositivos Mveis.

ix

Abstract

Given its geographical location, in Portugal there are several port infrastructures that

have several goals, such as reducing the action of waves on the sheltered area by this

structure, help to control the sedimentation by guiding the chains, protect water taken

from thermoelectric plants and protect the coastline against the action of tsunamis. These

infrastructures are breakwaters and jetties. Among these, the most common structures

in Portugal are the breakwater.

During their lifetime thereof there is the need for maintenance or repair works. To de-

termine the need for these works, it is necessary to evaluate the evolution of the structure

from a relevant earlier date, for example the last inspection made or since the creation

of the structure, if it still has not been inspected. Therefore we can conclude that the

existence of a monitoring tool is required.

An online geographic information system (WebGIS) was developed, enabling the

georeferencing of the structures concerned. The behavior of the system adapts himself

depending on whether you are accessing it through a fixed computer or via a mobile

device, for example, a tablet. With this system it is possible to access relevant informa-

tion about the different sections that make up a breakwater, for example the area of the

breakwater section to which it belongs, its length, among others. It is also possible to

enter or change data. During the visual inspection of a breakwater section it is possible to

enter the data required in accordance with a pre-established form. With this data we get

a degree of the state of the structure resulting from a weighted average of the input data.

The developed system was evaluated with good results taking into account its general

usability and its adaption to the structures inspection work carried out by researchers

from the National Civil Engineering Laboratory.

Keywords: Geographic Information System, Coastal Structures, Adaptation, Georefer-

encing, Mobile Devices.

xi

ndice

Lista de Figuras xvii

Lista de Tabelas xxi

Listagens xxiii

1 Introduo 1

1.1 Motivao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2 Definio do Problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.3 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.4 Contributos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.5 Organizao da Tese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2 Enquadramento 5

2.1 Representao Geogrfica na Informtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.1.1 Funcionalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.1.2 Sistemas de Coordenadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2 Sistemas de Informao Geogrfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2.1 Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3 Normas para Dados Geogrficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.4 Sistemas e Dispositivos Mveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.4.1 Vantagens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.4.2 Desvantagens e Limitaes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.4.3 Adaptao ao Dispositivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.5 Sistemas Baseados no Contexto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.6 Infraestruturas Porturias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.6.1 Quebra-mar de Talude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.6.2 Quebra-mar Vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.6.3 Quebra-mar Misto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.6.4 Seleo do Tipo de Quebra-mar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.6.5 Necessidade de Avaliao das Estruturas . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.6.6 Avaliao do Estado de Risco e de Evoluo . . . . . . . . . . . . . 18

2.7 Concluso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

xiii

NDICE

3 Trabalho Relacionado 21

3.1 Sistemas Geogrficos na Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.1.1 Exemplos de Sistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.1.2 Exemplos de Sistemas para Zonas Costeiras . . . . . . . . . . . . . 22

3.2 Representao de Dados Relativos a Estruturas Costeiras . . . . . . . . . 24

3.3 ANOSOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.4 Concluso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

4 Concepo do sistema e Implementao 31

4.1 Tecnologias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4.1.1 HTML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4.1.2 CSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4.1.3 JavaScript . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4.1.4 PHP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.1.5 MySQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.1.6 Bootstrap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.1.7 Leaflet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.1.8 OpenStreetMap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.1.9 Laravel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.1.10 Formato shapefile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.2 Arquitetura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

4.3 Estrutura da Informao Utilizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.3.1 Georreferenciao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.3.2 Base de Dados MySQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4.4 Aplicao Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4.4.1 Interface Geogrfico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4.4.2 Recolha Fotogrfica e de Vdeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4.4.3 Dados de um Troo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4.4.4 Observaes Visuais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

4.5 Concluso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

5 Avaliao 51

5.1 Avaliao Preliminar e Alteraes Consequentes . . . . . . . . . . . . . . 51

5.2 Avaliao e Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

5.2.1 Avaliao Sumativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

5.2.2 Avaliao Formativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

5.3 Concluso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

6 Concluses e Trabalho Futuro 63

6.1 Concluses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

6.2 Trabalho Futuro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

xiv

NDICE

Bibliografia 67

A Teste de Usabilidade 71

B Questionrio de Avaliao 75

C Questionrio de Avaliao - LNEC 87

D Perfil dos Utilizadores 97

E Perfil dos Utilizadores - LNEC 101

F Resultados da Avaliao 105

G Resultados da Avaliao - LNEC 113

xv

Lista de Figuras

2.1 Diferentes sistemas de coordenadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2 Cartografados casos detectados de clera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3 Cubo cartogrfico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.4 Exemplos de portos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.5 Quebra-mar de Talude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.1 Assentamento de um quebra-mar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.2 Diagrama de entidades e relaes da base de dados ANOSOM . . . . . . . . . 26

3.3 Tabela Materiais e Materiais do Manto Resistente de um troo de um quebra-

mar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.4 Tabela Estruturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.5 Tabela Troos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.1 Arquitetura do sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

4.2 Diagrama da Base de Dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

4.3 Geovisualizao de uma estrutura costeira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.4 Cluster de marcadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.5 Dinmica da funcionalidade da localizao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.6 Exemplo de um ponto a partir do qual se tira fotografias . . . . . . . . . . . . 43

4.7 Orientao da fotografia representada no mapa . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

4.8 Todas as fotografias capturadas nos vrios pontos do troo . . . . . . . . . . . 45

4.9 Informao de um troo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

4.10 Pgina da observao de um troo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

4.11 Estado de Evoluo e de Risco de um troo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

5.1 Resultados do questionrio SUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

5.2 Resultados do questionrio SUS - LNEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

5.3 Resultado da classificao adjetiva por parte dos utilizadores . . . . . . . . . 58

5.4 Resultado da classificao adjetiva por parte dos utilizadores - LNEC . . . . 58

D.1 rea de formao dos utilizadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

D.2 Idade dos utilizadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

D.3 Gnero dos utilizadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

xvii

Lista de Figuras

D.4 Experincia dos utilizadores com computadores. . . . . . . . . . . . . . . . . 99

D.5 Experincia dos utilizadores com smartphones/tablets. . . . . . . . . . . . . . 99

E.1 Idade dos utilizadores - LNEC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

E.2 Gnero dos utilizadores - LNEC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

E.3 Experincia dos utilizadores com computadores - LNEC. . . . . . . . . . . . . 102

E.4 Experincia dos utilizadores com smartphones/tablets - LNEC. . . . . . . . . . 103

F.1 Facilidade de utilizao num computador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

F.2 Facilidade de utilizao num dispositivo mvel . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

F.3 Localizao no mapa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

F.4 Simular a localizao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

F.5 Usar a localizao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

F.6 Criar um ponto no mapa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

F.7 Capturar uma fotografia e associ-la a um ponto . . . . . . . . . . . . . . . . 108

F.8 Utilidade de tirar uma fotografia e associ-la a um ponto de um troo . . . . 109

F.9 Visualizar as fotografias associadas a um ponto . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

F.10 Registar a informao referente a uma nova observao visual . . . . . . . . . 110

F.11 Aceder informao referente a observaes visuais realizadas . . . . . . . . 110

F.12 Aceder informao referente a um determinado troo . . . . . . . . . . . . 111

F.13 A forma como apresentada a informao referente a um troo adequada . 111

F.14 importante poder editar a informao de uma observao e/ou de um troo 112

G.1 A aplicao fcil de usar num computador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

G.2 A aplicao fcil de usar num dispositivo mvel . . . . . . . . . . . . . . . . 114

G.3 fcil aperceber-me da minha localizao no mapa . . . . . . . . . . . . . . . 114

G.4 fcil alterar a minha localizao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

G.5 simples fazer a aplicao localizar-me . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

G.6 fcil criar um novo ponto no mapa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

G.7 Tirar uma fotografia e associ-la a um ponto facil . . . . . . . . . . . . . . . 115

G.8 fcil visualizar as fotografias associadas a um ponto . . . . . . . . . . . . . 116

G.9 fcil registar a informao referente a uma nova observao visual . . . . . 116

G.10 fcil aceder informao referente a observaes visuais realizadas . . . . 116

G.11 fcil aceder informao referente a um determinado troo . . . . . . . . . 117

G.12 A possibilidade de alterar o shapefile que est sobreposto nomapa importante

porque oferece escalabilidade aplicao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

G.13 Saber em que troo de um quebra-mar me encontro til . . . . . . . . . . . 117

G.14 Poder criar pontos novos no mapa importante . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

G.15 importante poder criar uma nova observao visual . . . . . . . . . . . . . 118

G.16 fcil aceder ao Estado de Evoluo e de Risco de um troo . . . . . . . . . . 118

G.17 importante os metadados da imagem ficarem guardados sem necessitar de

introduo manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

xviii

Lista de Figuras

G.18O mtodo de avaliao que a aplicao permite vantajoso face ao mtodo

usado atualmente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

xix

Lista de Tabelas

5.1 Resultados do questionrio SUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.2 Resultados do questionrio SUS - LNEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

xxi

Listagens

4.1 Algoritmo para Determinar o Troo Atual . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4.2 Clculo do Estado Atual do Manto Resistente. . . . . . . . . . . . . . . . . 48

xxiii

Captulo

1Introduo

O projeto apresentado, um Sistema de Informao Geogrfica Web-based, visa a arma-

zenar dados referentes a estruturas costeiras que so de uma importncia vital para a

sociedade por motivos de segurana. O projeto foi desenvolvido em colaborao com o

Laboratrio Nacional de Engenharia Civil (LNEC) e permite a insero de dados atravs

de um dispositivo mvel aquando a observao de uma estrutura no local.

tambm possvel capturar fotografias e gravar vdeos ficando os mesmos associados

a pontos representados num mapa onde esto georeferenciadas as diversas estruturas

costeiras, divididas por troos, que so alvo de observao visual peridica. Com base nos

dados inseridos, o sistema calcula o Estado Atual dos elementos do perfil dos troos de

cada estrutura. Tendo o Estado Atual obtido em duas datas distintas torna-se possvel

calcular o Estado de Evoluo e o Estado de Risco, que ajudam a perceber se uma estrutura

est a precisar de obras de manuteno ou reparao.

O sistema desenvolvido contempla a sua utilizao em diferentes dispositivos com

diferentes dimenses de ecr. O utilizador pode estar a aceder ao sistema no local de

uma estrutura com um tablet ou um smartphone enquanto regista informao necessria

sobre a estrutura ou captura fotografias ou pode estar a aceder ao sistema a partir de uma

plataforma fixa, enquanto visualiza as fotografias capturadas e consulta o Estado Atual

da estrutura.

1.1 Motivao

As zonas costeiras representam um ambiente dinmico de uma importncia vital para a

sociedade humana. Uma parte significativa dos assentamentos humanos esto localizados

perto da costa.

Nas zonas costeiras e nos portos, a avaliao do bater das ondas e do seu galgamento

1

CAPTULO 1. INTRODUO

face a estruturas martimas muito importante para se conseguir avaliar o risco relaci-

onado tanto com a falha dessas estruturas como com a inundao das zonas protegidas.

Em Portugal, tendo em conta alguns fatores como, por exemplo, o comprimento da zona

litoral, a concentrao de populao e atividade econmica que se encontra junto ao mar

e a importncia que os portos tm na economia nacional, muito importante ter em conta

o impacto que a agitao martima tem sobre os edifcios e sobre as estruturas.

comum a ocorrncia de situaes de emergncia causadas pelo bater das ondas do

mar na costa, o que pe em perigo a segurana das pessoas que se encontram nessas

zonas e tambm os seus bens. Efetuar o registo, do estado de uma estrutura ou parte da

estrutura afetada aps uma situao de desastre, em papel, aumenta a probabilidade de

erros. Aps o registo feito em papel, muito provavelmente ser necessria a passagem

dessa informao para um computador. Isto leva a um acrscimo do tempo necessrio

para se guardar a informao e pode levar tambm a erros ou incoerncias durante o

procedimento de passar de papel para computador.

As capacidades dos dispositivos mveis, como, por exemplo, os smartphones e os tablets

tm vindo a evoluir ao longo dos ltimos anos a um bom ritmo. O aumento do poder de

processamento, o aumento da memria e a melhoria na resoluo do ecr, aliados ainda

facilidade de acesso a dados e informaes em qualquer momento e em qualquer lugar,

graas ao acesso Internet, que esta tecnologia nos trouxe, fez aumentar a popularidade

destes dispositivos. O facto de, atualmente, estes dispositivos terem incorporados compo-

nentes, como uma cmara fotogrfica e um GPS, que antigamente seriam produtos que

s se encontravam em equipamentos prprios, ajudou tambm a fazer estes dispositivos

singrar nos dias de hoje.

Os mapas mais antigos que se conhecem foram encontrados numa parede de uma

cidade da Turquia e datam de cerca de 6204 A.C. Com a inveno do papel, os mapas

passaram a ser desenhados em folhas. Na epca dos Descobrimentos, as reas representa-

das em mapa passaram a ser maiores do que antigamente e foi necessrio conseguir bons

nveis de preciso posicional para conseguir navegar com relativa segurana. Com isto

consegue-se perceber o quo enrazados j esto os mapas na nossa cultura.

Conjugar os dispositivos mveis com uma interface baseada num mapa pode trazer

vantagens a nvel de georreferenciao. Pode-se identificar um ponto ou uma rea no

mapa, correspondente a uma estrutura e associar-lhe informao ou ter acesso a dados e

informao sobre um ponto ou rea previamente criada no mapa.

Existe uma necessidade peridica de avaliar o estado das estruturas costeiras, dado

que, apesar de uma possvel rotura da uma destas estruturas, por norma, no estar as-

sociada perda de vidas humanas, os prejuzos materiais costumam ser muito elevados.

Este trabalho foi feito tendo acesso a dados georreferenciados que possuem o histrico

das avaliaes efetuadas anteriormente.

Foi melhorada a forma como as inspees visuais e as avaliaes so feitas, inserindo

os dados diretamente no servidor e associando dados multimdia georreferenciados (por

exemplo, fotografias).

2

1.2. DEFINIO DO PROBLEMA

1.2 Definio do Problema

Tendo em conta o que foi dito anteriormente na motivao, Seco 1.1, o problema tratado

pode ser sumarizado da seguinte forma:

Como tirar partido das capacidades e potencialidades dos sistemas de informao

geogrfica no contexto de georreferenciao de estruturas costeiras, com o objetivo

de armazenar informao do estado de degradao dessas mesmas estruturas?

Como adaptar a interface e a informao mostrada no ecr consoante o dispositivo

com que se est a aceder ao sistema?

Quais os dados relevantes que devem estar associados a uma determinada estrutura

costeira a fim de permitir avaliar o seu grau de deteriorao para se determinar se

so necessrias obras de reparao?

1.3 Objetivos

Os objetivos desta dissertao foram os seguintes:

Fornecer um novo mtodo para facilitar o registo de informao durante uma obser-

vao visual aos diversos troos de uma estrutura costeira;

Georreferenciar as diversas estruturas costeiras que so alvo de observao visual;

Facilitar a insero de dados relativos a uma observao visual e s informaes que

caracterizam um troo;

Facilitar a insero de contedosmedia, como fotografias ou vdeos, bem como a sua

visualizao;

Desenvolver uma ferramenta interativa que integre os pontos mencionados acima.

Dito isto, esta dissertao focou-se no desenvolvimento de um sistema de informao

geogrfica Web-based para permitir a visualizao e manipulao da informao necess-

ria ao utilizador. A interface da aplicao foi desenvolvida com o intuito de se adaptar ao

dispositivo do utilizador, seja um smartphone, um tablet ou uma plataforma fixa.

Foi depois realizada uma avaliao de usabilidade com alguns utilizadores que no

possuam conhecimentos sobre o sistema em causa e uma avaliao com utilizadores do

LNEC, que so os utilizadores finais do sistema desenvolvido. A avaliao incidiu sobre a

realizao de algumas tarefas no sistema desenvolvido tanto num dispositivo mvel como

numa plataforma fixa.

3

CAPTULO 1. INTRODUO

1.4 Contributos

O principal contributo deste trabalho foi o desenvolvimento do sistema de informao

geogrfica Web-based pelos seguintes motivos:

Georreferenciao das vrias estruturas costeiras (quebra-mares e os seus respetivos

troos) e da informao que est associada s mesmas;

Conseguir um sistema de avaliao das estruturas que seja mais expedito, o que vai

melhorar a produtividade de todo o processo;

Diminuio dos erros no processo de observao e registo de informao, o que ir

possibilitar intervenes precoces e mais rpidas, diminuindo o risco associado s

estruturas e poupando dinheiro.

Pode-se afirmar que os objetivos mencionados na Seco 1.3 foram atingidos, dado os

resultados da avaliao com os utilizadores do LNEC.

Ser tambm submetido um artigo na conferncia GISTAM 2017 3rd International

Conference on Geographical Information Systems Theory, Applications and Management.

1.5 Organizao da Tese

O resto do documento est estruturado da seguinte forma:

O captulo 2 apresenta o estado de arte nas reas de estudo relacionadas com o

trabalho que foi realizado nesta dissertao.

O captulo 3 apresenta o trabalho relacionado onde so descritos alguns sistemas

geogrficos na Web e alguns exemplos de sistemas para zonas costeiras. tambm

apresentada a aplicao ANOSOM.

O captulo 4 descreve as tecnologias que foram utilizadas no desenvolvimento da

soluo proposta e apresenta a sua arquitetura.

O captulo 5 apresenta a aplicaoWeb que foi desenvolvida para alcanar os objeti-

vos desta dissertao.

O captulo 6 descreve a metodologia e apresenta os resultados da avaliao da

aplicao desenvolvida.

O captulo 7 refere as concluses sobre o resultado da dissertao e sugere desen-

volvimentos adicionais como trabalho futuro.

4

Captulo

2Enquadramento

Neste captulo apresentado o estado de arte em algumas reas relevantes de modo a

fazer-se uma introduo rea que est ligada a esta dissertao. Na seco 2.1 apresen-

tada a cartografia no contexto da Informtica fazendo uma breve descrio sobre o que

a cartografia, que funes desempenha um mapa, abordando as suas funcionalidades e

por fim definido o conceito de sistema de coordenadas.

A seco 2.2 explica o que um sistema de informao geogrfica e a subseco 2.2.1

aborda as interfaces de um SIG.

Na seco 2.3 so apresentadas normas para dados geogrficos.

Na seco 2.4 so abordados os desafios que os dispositivos mveis impem, o uso de

mapas nos mesmos, as vantagens e desvantagens que possuem e ainda introduzido o

conceito de adaptao ao dispositivo.

Na seco 2.5 so abordados os sistemas baseados no contexto, que se podem distin-

guir entre sistemas adaptveis e sistemas adaptativos.

Na seco 2.6 feita uma introduo aos portos e s suas obras de proteo relevantes

no contexto desta dissertao, os quebra-mares. So descritos os tipos de portos existentes

e a classificao face sua localizao. definido o conceito de quebra-mar, sendo tambm

abordados os diferentes tipos de quebra-mar e os fatores que podem influenciar na seleo

do tipo de quebra-mar necessrio. ainda abordado o porqu da necessidade de avaliao

destas estruturas e a avaliao que feita a uma estrutura quantitativamente, conferindo-

lhe um grau em relao carncia de intervenes.

Por ltimo, na Seco 2.7, feito um resumo dos vrios temas que so abordados no

captulo e explicada a importncia dos mesmos para a dissertao.

5

CAPTULO 2. ENQUADRAMENTO

2.1 Representao Geogrfica na Informtica

A cartografia est relacionada com formas de comunicao visual, contudo diferente das

outras formas de comunicao visual. Os cartgrafos devem prestar uma especial ateno

aos sistemas de coordenadas, s projees de mapas e problemas de escala e direo, os

quais so, na maioria dos casos, de pouca preocupao para os outros designers grficos

e artistas [5].

Um mapa possui duas funes centrais: armazenar e registar, que diz respeito ao

aspecto espacial e apresentar e permitir analisar, que diz respeito ao aspecto grfico.

Apesar de estas funes estarem separadas num SIG (Sistema de Informao Geogrfica),

isto , o armazenamento na base de dados e a apresentao na interface, os mapas originais

(ou seja em papel) vem juntar ambas as variantes [33].

Posto isto, quando surgiu a necessidade de representar dados geogrficos de forma

computacional para se construir mapas dinmicos e para posteriormente se analisarem

esses mesmos dados, foi utilizada a metfora do mapa. Em [12], M. Hampe e V. Paelke

definem a cartografia digital como sendo a tecnologia que se preocupa com a construo

e o uso de sistemas computacionais para a prtica da cartografia e das suas aplicaes.

2.1.1 Funcionalidades

Existem vrios exemplos de funcionalidades computacionais que se tornam acessveis

atravs do uso de mapas digitais [33, Cap.1]:

fazer uma anlise de redes usando informaes de caminhos para se construir ite-

nerrios;

integrar dados de vrias fontes e proprietrios de forma a gerar nova informao;

anlises ao terreno que normalmente so baseadas em conjuntos de dados de eleva-

es topogrficas na localizao de um ponto.

Segundo L. Meng, dependendo do objetivo, os mapas digitais podem ser concebidos

com um design para serem vistos, admirados, para comunicarem informao e construi-

rem conhecimento e ainda para suportarem as tarefas do utilizador [25]:

mapa para ser visto - tem como objetivo captar a ateno dos utilizadores que o

estejam a ver pela primeira vez ou que apenas o usariam uma vez;

mapa para ser admirado - tem como propsito cativar os utilizadores pretendidos

que ou esto intrinsecamente curiosos ou que ficaram motivados ao verem o mapa;

mapa para comunicar informao e construir conhecimento - interativo e est pla-

neado para ser usado intensamente por utilizadores altamente motivados. Serve

como um portador de informao, uma janela de base de dados geogrficos, assim

como um instrumento para levar o utilizador a pensar;

6

2.1. REPRESENTAO GEOGRFICA NA INFORMTICA

mapa para suportar as tarefas do utilizador - deve conseguir ajudar o utilizador,

seja no caso do utilizador precisar de informao para conseguir realizar uma tarefa

ou no caso do utilizador precisar de realizar uma tarefa por causa da informao

que adquiriu.

2.1.2 Sistemas de Coordenadas

Figura 2.1: Diferentes sistemas de coordenadas. Fonte: [17]

Em 1 so apresentados vrios tipos de sistemas de coordenadas. Na Figura 2.1 (a) e (b)

podem observar-se sistemas terrestres, sendo que em (a) as coordenadas geogrficas so a

latitude e a longitude e em (b) est representado um sistema de coordenadas cartesianas

com 3 dimenses (x,y,z).

De (c) a (h) esto sistemas planos, sendo que em (c) est um sistema de coordenadas

cartesianas de 2 dimenses (x,y), em (d) coordenadas raster (c,r) e em (e) coordenadas

polares (p,).

Em (f) podemos observar um mapa em grelha, em (g) um graticule (grelha de linhas

longitudinais e latitudinais) cujas coordenadas so expressas em (x,y) ou em (p,).

Por ltimo, em (h), est uma representao que um compromisso entre coordenadas

geogrficas e uma grelha, resultando em clulas numa grelha.

1Esta seco foi escrita com base no Captulo 10 do segundo volume de [17], escrito por Maling

7

CAPTULO 2. ENQUADRAMENTO

Para se conseguir passar de um sistema polar para um sistema projetado ao plano

existem as projees. Uma projeo uma transformao matemtica que envolve sempre

algum grau de distoro. Existem vrios tipos de projees: cilndrica, cnica, azimutal,

conformal e equidistante.

Existe tambm o conceito de sistema de coordenadas local, para o qual so precisos

trs elementos: uma origem, dois eixos e uma dimenso de unidade.

Os sistemas de coordenadas locais so usados diariamente para representar zonas

de pequena dimenso como, por exemplo, mapas de parques de diverses. Diferem dos

sistemas de coordenadas globais por terem a origem em qualquer parte do sistema de

coordenadas global. So necessrios pois so uma grande ajuda para quando percorremos

uma determinada rea e precisamos de nos apoiar em referncias visuais para nos movi-

mentarmos. Pegando no exemplo do mapa do parque de diverses, se ele no existisse,

teramos de ter um dispositivo GPS com uma elevada preciso e teramos de saber as

coordenadas latitudinais e longitudinais exatas de uma determinada atrao do parque.

2.2 Sistemas de Informao Geogrfica

Um SIG [32] permite visualizar, questionar, analisar e interpretar dados para compreen-

der relaes, padres e tendncias. No existe uma nica definio que consiga explicar

o que um SIG, visto que existe um leque abrangente de utilizadores e existem tambm

diversas reas de aplicao. Pode-se entender um SIG como uma ferramenta que possi-

bilita a anlise de informao com base espacial, ferramenta essa que existe atravs da

tecnologia Informtica. constitudo por uma base de dados com informao geogrfica

e dados georreferenciados.

Podem-se identificar trs formas distintas para se utilizar um SIG: para produzir

mapas, para suportar a anlise espacial de fenmenos ou como um repositrio de dados

geogrficos, com funes de armazenamento de informao espacial e de pesquisa.

Alguns exemplos de software SIG so, por exemplo, o ArcGIS2, o QGIS3 e o VisualSIG4.

Um exemplo de um proto SIG o do Dr. John Snow, em 1854, para localizar a fonte

causadora de um surto de clera na zona do Soho em Londres. Foram cartografados os

casos detectados, Figura 2.2, e isso permitiu a Snow localizar a fonte causadora do surto,

um poo de gua contaminado [10].

2 http://www.esri.com/software/arcgis/3 http://qgis.org/en/site/4 http://www.aldape.pt/visualsig/

8

http://www.esri.com/software/arcgis/http://qgis.org/en/site/http://www.aldape.pt/visualsig/

2.2. SISTEMAS DE INFORMAO GEOGRFICA

Figura 2.2: Cartografados casos detectados de clera. Fonte: [10]

2.2.1 Interfaces

Uma interface de um SIG deve permitir que os utilizadores consigam completar uma ta-

refa de uma forma eficiente. Os estilos da interface e o uso de tcnicas de geovisualizao

devem ir de encontro s tarefas desejadas.

Este conceito, Geovisualizao, definido em [20] por MacEachren e Kraak como

um conceito que integra abordagens de diferentes reas tais como a visualizao na

computao cientfica, cartografia, a anlise de imagens, a visualizao de informao, a

anlise exploratria de dados e os sistemas de informao geogrfica para fornecer teorias,

mtodos e ferramentas para a explorao visual, anlise, sntese e apresentao de dados

geoespaciais.

Maceachren e Kraak [21] abordam um conceito que prope a categorizao de sis-

temas que envolvam a visualizao e a interao com mapas. Esse conceito pode ser

representado atravs de um cubo, Figura 2.3. Cada um dos lados do cubo representa uma

propriedade relevante na interface da aplicao desenvolvida. So elas:

a audincia, ou seja os utilizadores do mapa, a que a aplicao se destina, que varia

desde restrita at geral. A audincia considerada restrita quando o mapa conce-

bido para tcnicos especializados numa rea especfica. considerada geral quando

o mapa construdo para o pblico em geral;

o nvel de interatividade, que vai desde baixo a alto. Baixo no caso de um mapa em

papel em que o mapa no reage s aes realizadas pelo utilizador. Alto no caso de

uma aplicao interativa que permita ao utilizador efetuar algumas aes como, por

exemplo, adicionar ou remover entidades do mapa;

9

CAPTULO 2. ENQUADRAMENTO

os objetivos do utilizador. Com esta propriedade consegue-se classificar os mapas

face ao esforo que necessrio por parte do utilizador para alcanar os seus objeti-

vos. Se, por exemplo, o utilizador alterar o tipo de entidades apresentadas no mapa

com recurso a uma legenda, o objetivo baixo, pois apenas se est a apresentar da-

dos que j existem. J no caso do utilizador precisar de gerar novos tipos de dados,

diz-se que para os objetivos serem atingidos, necessria a atividade de descoberta.

Figura 2.3: Cubo cartogrfico. Fonte: [33]

Conjugando estas propriedades com a aplicao desenvolvida nesta dissertao,

possvel afirmar que a audincia restrita, tendo em conta que a aplicao ter como

utilizadores finais os investigadores do LNEC que realizam observaes visuais peridicas

s estruturas costeiras. O nvel de interatividade alto, pois podemos adicionar entidades

ao mapa, como o caso de pontos em troos das estruturas costeiras. Por ltimo, os

objetivos do utilizador so de descoberta, uma vez que gerada informao, como o

caso do Estado Atual, Estado de Evoluo e Estado de Risco. No entanto, esta informao

no tem mapeamento no mapa, mas apenas nos atributos associados s estruturas.

2.3 Normas para Dados Geogrficos

No desenvolvimento de uma aplicao importante utilizar normas, pois estas so impor-

tantes quando se usa informao que relevante para diferentes entidades e em diferentes

contextos. Neste caso, so usados dados que podem ser relevantes em termos de parti-

lha com outras instituies nacionais e internacionais. Nesta seco so apresentadas

as normas mais utilizadas em associao representao e manipulao de informao

geogrfica.

O Open Geospatial Consortium (OGC) [1] uma organizao voluntria internacio-

nal de padres de consenso que tem como objetivo a criao de normas (standards) que

10

2.3. NORMAS PARA DADOS GEOGRFICOS

incidem sobre os servios baseados na localizao e na partilha de informao geogr-

fica atravs da Internet. Descrevem-se seguidamente alguns dos standards considerados

relevantes, no contexto da manipulao, partilha e envio de informao geogrfica:

O WMS5 especifica como os servidores de mapas devem descrever e disponibilizar

a sua informao geogrfica. A especificao de contexto descreve a forma como

um grupo de mapas transferidos de um ou mais servidores deve ser descrita num

formato portvel e multiplataforma para armazenamento num repositrio ou para

transferncia entre aplicaes. Esta descrio conhecida por Web Map Context

Document, ou simplesmente, como contexto. Um documento de Context tem infor-

mao sobre os servidores que disponibilizaram as camadas que compem o mapa,

a rea de visualizao e a projeo partilhada por todos os mapas. Esta informa-

o a necessria para uma aplicao replicar o mapa, mas sempre adicionada

informao auxiliar para descrever os mapas e a sua provenincia;

O WFS6 um dos servios especificados pelo OGC para acesso e manipulao

de dados geogrficos na Web. Este servio permite o acesso a dados geogrficos,

independentemente da forma de armazenamento. Existem vrios GIS que usam

este tipo de servios, por exemplo, o QGIS7;

O WCS8 um servio que fornece comunicao eletrnica baseada na arquitetura

cliente/servidor de dados geogrficos. Estas informaes existem sob a forma de co-

berturas multidimensionais, so compostas por valores ou propriedades referentes

s localizaes geogrficas espaadas e de forma regular atravs de um, dois ou trs

eixos de um sistema de coordenadas geogrfico. Pode conter tambm informao

temporal, regular ou irregularmente espaada. Este servio pode fazer o tratamento

de dados modelados como geo-campos, em complemento ao servio WFS, que trata

de dados modelados como geo-objetos, isto , representando entidades espaciais

discretas e bem definidas;

A GML9 uma linguagem baseada em XML para exprimir caractersticas geogrfi-

cas. Pode servir de linguagem para modelar sistemas geogrficos e como um formato

aberto para troca de informao geogrfica;

A KML10 uma linguagem baseada em XML e serve para exprimir anotaes ge-

ogrficas e para visualizar contedos existentes nessa linguagem em mapas 2D e

navegadores terrestres 3D.

5Web Map Service - http://www.opengeospatial.org/standards/wms6Web Feature Service - http://www.opengeospatial.org/standards/wfs7Software open source GIS que possibilita a visualizao, edio e anlise de dados georreferenciados.8Web Coverage Service - http://www.opengeospatial.org/standards/wcs9Geography Markup Language - http://www.opengeospatial.org/standards/gml

10Keyhole Markup Language - http://www.opengeospatial.org/standards/kml

11

http://www.opengeospatial.org/standards/wmshttp://www.opengeospatial.org/standards/wfshttp://www.opengeospatial.org/standards/wcshttp://www.opengeospatial.org/standards/gmlhttp://www.opengeospatial.org/standards/kml

CAPTULO 2. ENQUADRAMENTO

2.4 Sistemas e Dispositivos Mveis

Muitas aplicaes para dispositivos mveis [19] fazem uso de mapas mas, dado que

interagir com esses mapas pode ser trabalhoso, essas aplicaes so muitas vezes difceis

de usar. Uma das questes importantes a localizao do utilizador, que est diretamente

relacionada com a aplicao. Faz sentido centrar os mapas na localizao do utilizador,

para fornecer uma viso a partir da localizao do utilizador em vez de uma viso mais

abrangente [18, Cap. 11].

Looije et al. [19] afirmam que os dispositivos mveis apresentam um nmero de pro-

blemas de usabilidade que podem ser divididos em desafios tcnicos, ambientais e sociais.

Os desafios tcnicos so, por exemplo, a durao da bateria, a conectividade de rede e

a dimenso do ecr que sero melhor abordados na Seco 2.4.2.

Os desafios ambientais so diversos e incluem a temperatura, condies de luz, o rudo,

a distrao, a mobilidade do utilizador, as limitaes cognitivas e fisiolgicas do utiliza-

dor, a competio pela ateno de outras tarefas e a necessidade de manipular outros

objetos que no o dispositivo mvel. Estes desafios ambientais so inerentes interao

mvel. Normalmente, quando se concebe um produto sabe-se o ambiente no qual ele

vai ser utilizado. Com os dispositivos mveis, o utilizador pode no s us-lo em ambi-

entes diferentes, como pode tambm estar sentado, a caminhar ou simplesmente em p

enquanto est a usar o dispositivo. A usabilidade muito influenciada por esses diversos

modos de atividade do utilizador e pelo ambiente, que est em constante mudana.

J os desafios sociais incluem questes de privacidade, aceitao, adoo, conforto e

personalizao. Quando a tecnologia avana e a privacidade pode ser melhor garantida, as

pessoas esto mais confortveis e receptivas face aos dispositivos mveis. A personaliza-

o tambm pode melhorar o conforto e aceitao dos dispositivos mveis. Esta pode ser

feita pelo utilizador ou pode ocorrer automaticamente. Quando uma interface se adapta

automaticamente chamada de adaptativa. Interfaces adaptativas podem diminuir o

nmero de desafios sociais e ambientais.

Para se conseguir melhorar a usabilidade dos mapas em dispositivos mveis existem

algumas tcnicas teis como, por exemplo, o panning. Dada a limitao a nvel da dimen-

so do ecr, poder "arrastar" o mapa para nos focarmos numa outra zona bastante til.

A possibilidade de fazer zoom para se aproximar ou afastar a partir de um determinado

ponto tambm crucial para se conseguir visualizar melhor alguma entidade ou para ter

uma viso mais abrangente do mapa. O nvel de detalhe para se mostrar um mapa num

ecr de um dispositivo mvel tambm muito importante, dado que num ecr pequeno

no se consegue mostrar muita informao.

12

2.4. SISTEMAS E DISPOSITIVOS MVEIS

2.4.1 Vantagens

Desde o surgimento dos dispositivos mveis at aos dias de hoje estes tm vindo a me-

lhorar nos mais diversos aspectos. Essa evoluo reflete-se na resoluo do ecr dos dis-

positivos que tem vindo a aumentar, no aumento da memria, no aumento do poder de

processamento e ainda numa melhoria ao nvel das redes de comunicao.

Isto leva a que seja possvel colocar mais informao e representaes de objetos no

ecr do dispositivo com um detalhe cada vez mais preciso. Faz tambm com que estes

dispositivos possam processar tarefas que antes s eram processadas em sistemas de

maior escala. Uma grande vantagem que estes dispositivos proporcionam a mobilidade

que permitem e o acesso informao em qualquer lugar, mediante o acesso Internet

caso tal seja necessrio.

2.4.2 Desvantagens e Limitaes

Apesar das vantagens abordadas na Seco 2.4.1, os dispositivos mveis apresentam tam-

bm algumas desvantagens, principalmente se os compararmos com computadores fixos.

Segundo Hampe e Paelke [12], os dispositivos mveis devem ser tidos em considerao

para a cartografia digital. Apesar de este artigo ser antigo, existem alguns fatores que no

so to propcios de evoluir com o passar dos anos e que podem limitar o utilizador como

o caso da reduzida dimenso do ecr.

A dimenso do ecr de facto uma limitao muito importante a ser tida em conta,

pois pode originar problemas de visualizao de informao. Apesar da resoluo do ecr

estar constantemente a melhorar com o passar do tempo, a dimenso do mesmo nunca

ser como a dimenso de um ecr de uma plataforma fixa.

Outra desvantagem dos dispositivos mveis a limitada capacidade de comunicao,

dado que a placa de rede apresenta um reduzido alcance, impossibilitando assim a utili-

zao de redes sem fios no terreno. Com isto, a nica hiptese que sobra a utilizao de

redes mveis, mas estas apresentam planos de dados limitados e muitas vezes com pouca

largura de banda, o que leva a que seja necessrio reduzir ao mximo a quantidade de

dados a transmitir.

Por ltimo, um dos fatores mais importantes e muito limitativo nos dispositivos m-

veis a bateria [18, Cap.11]. A capacidade destas pode ter vindo a aumentar, contudo

os dispositivos mveis atualmente consomem muito mais bateria do que os dispositivos

mveis de h uns anos atrs dado o aumento na potncia do processador e o facto do ecr

ter vindo a aumentar de dimenso e possuir resolues superiores, o que contribui para

um rpido consumo da bateria. Uma aplicao interativa que inclua a manipulao de

um mapa requer na maior parte das vezes uma ligao Internet e de capacidades de

localizao (por GPS ou via rede 3/4G), o que leva ao consumo da bateria. Alm disso,

para se ter o mapa e a sua informao associada disposio do utilizador o ecr do

dispositivo precisa de estar sempre ligado, o que se agrava ainda mais caso seja necessrio

que o ecr esteja com uma luminosidade alta, devido incidncia da luz solar no ecr, por

13

CAPTULO 2. ENQUADRAMENTO

exemplo. Estes fatores, principalmente em conjunto, levam a um gasto muito grande da

bateria dos dispositivos, o que leva a que o utilizador no possa estar a usar a aplicao

por muito tempo.

2.4.3 Adaptao ao Dispositivo

Quando se fala em adaptao ao disposito por parte de um Website comummente re-

ferido o conceito de Responsive Web Design. Em [28] Hard et al. definem esse mesmo

conceito como sendo o nome dado a um conjunto de tcnicas aplicadas ao nvel do layout,

de modo a permitir que o prprio Website se adapte a qualquer dispositivo ou dimenso

de ecr.

Essas tcnicas so, por exemplo, o Flexible Grid, que consiste em criar um layout em

que todos os elementos tem a sua dimenso calculada atravs de percentagens e com isso

todos os elementos possuem uma dimenso reajustvel entre cada outro. Outro exemplo

so asmedia queries que ao serem usadas permitem adaptar o que apresentado consoante,

por exemplo, a largura do ecr.

Omotivo porque o Responsive Web Design existe o facto da utilizao dos dispositivos

mveis estar a crescer a um ritmo enorme. Os seus objetivos so vrios: adaptar o layout

para se ajustar aos diferentes tamanhos de ecr, que vo desde wide-screen desktops a

ecrs pequenos de smartphones, redimensionar imagens para se ajustarem resoluo do

ecr, simplificar os elementos das pginas para o uso nos dispositivos mveis, esconder

elementos no necessrios em ecrs mais pequenos, fornecer links e botes maiores e de

mais fcil utilizao para o utilizador de um dispositivo mvel e tambm detetar e reagir

a caractersticas mveis tais como a geolocalizao e a orientao do dispositivo.

Ethan Marcotte [22] afirma que para se criar um responsive design so necessrios trs

ingredientes: um layout flexvel, imagens e media flexveis e media queries, um mdulo do

CSS3.

2.5 Sistemas Baseados no Contexto

O contexto possui atualmente uma funo muito importante na rea da informtica.

Sarjakoski e Sarjakoski, em [29], definem contexto como qualquer informao que possa

ser utilizada para caracterizar o envolvimento de uma entidade, seja ela uma pessoa, uma

localizao ou at um objeto. Os mesmos autores criaram duas categorias de sistemas:

Sistemas Adaptveis: so sistemas que fornecem ao utilizador ferramentas que

permitem personalizar o sistema. Assim o utilizador tem o controlo do processo de

adaptao podendo, por exemplo, personalizar os atalhos do teclado ou escolher os

cones que aparecem na barra de tarefas;

Sistemas Adaptativos: estes sistemas ajustam-se automaticamente de modo a ir ao

encontro das necessidades do utilizador. Para tal estes sistemas alteram os elementos

14

2.6. INFRAESTRUTURAS PORTURIAS

da interface ou at mesmo o comportamento do sistema medida que o utilizador

vai usando a aplicao.

2.6 Infraestruturas Porturias

Os portos11, Figura 2.4, so locais onde preferida uma agitao martima reduzida, por

forma a possibilitar as operaes de acostagem, carga e descarga de navios e tambm

para garantir a segurana dos prprios navios acostados. Inicialmente os portos foram

instalados em zonas naturalmente abrigadas como, por exemplo, baas, esturios e zonas

protegidas por cabos, ilhas ou restingas (espao geogrfico de vegetao litornea em

solos formado sempre por depsitos arenosos paralelos linha da costa).

Os portos podem ser classificados consoante o tipo, a localizao, utilizao e dimen-

so. Quanto ao tipo podemos destacar trs tipos de portos:

naturais - os portos naturais so aqueles em que so desnecessrias ou de pouca

importncia as obras de melhoramento para garantir o abrigo do porto e o acesso

aos postos de acostagem visto que as condies naturais j os garantem;

artificiais - so aqueles em que necessria a construo de obras de melhoramento

do abrigo e das condies de acesso do navio aos postos de acostagem;

semi-naturais - os portos deste tipo localizam-se numa enseada ou ento esto

protegidos por promontrios em ambos os lados, sendo que apenas necessrio

garantir uma proteo artificial na sua entrada.

Figura 2.4: Exemplos de portos. Fonte: [8]

A nvel da localizao podemos classificar os portos de quatro modos:

portos exteriores - situam-se diretamente na costa;

portos interiores - situam-se em esturios, lagunas ou no interior de deltas;

11A informao apresentada nesta seco foi retirada do powerpoint [8] fornecido pelo LNEC

15

CAPTULO 2. ENQUADRAMENTO

portos mistos - podem ser interiores ou exteriores;

portos ao largo - situam-se distantes da costa. Podem no ter sequer obras de abrigo.

Em relao utilizao dos portos, o que tido em conta a carga movimentada e o

equipamento utilizado nessa movimentao. Podemos ento distinguir entre portos de

carga geral e portos especializados. Um porto de carga geral um porto que movimenta

carga acondicionada em qualquer tipo de invlucro como, por exemplo, sacas, fardos,

barris, caixas, bobinas, entre outros, em pequenas quantidades. Existe uma tendncia

geral de modularizao dessas cargas recorrendo a contentores.

J os portos especializados movimentam predominantemente determinado tipo de

cargas como granis slidos ou lquidos. Podem tambm ser especializados apenas para

contentores, para pesca, de recreio (marinas) e militares (bases navais).

Os portos so compostos por vrios componentes:

obras de proteo (quebra-mares, molhes e outros);

canal de acesso e de navegao;

bacia de manobra;

estruturas de acostagem - para atracar navios, transferir passageiros e movimentar

e armazenar mercadorias;

instalaes de terra.

No contexto desta dissertao, o mais importante destes componentes so os quebra-

mares.

Estes dividem-se em trs tipos: quebra-mares de taludes, quebra-mares verticais e

quebra-mares mistos. Um quebra-mar um obstculo que reduz a ao das ondas na

zona abrigada por essa estrutura. A ao da onda reduzida atravs de uma combinao

de reflexo e de dissipao da energia da onda incidente. Tem os seguintes objetivos:

possibilitar a atracao de navios e a segurana das operaes de carga e descarga

de navios;

proteger as instalaes porturias;

ajudar no controlo da sedimentao, ao guiar as correntes e criando reas com

diferentes ndices de agitao;

proteger tomadas de gua de centrais termoeltricas e proteger a linha de costa

contra a ao de tsunamis.

16

2.6. INFRAESTRUTURAS PORTURIAS

2.6.1 Quebra-mar de Talude

Os quebra-mares de talude12 so as estruturas de proteo porturia mais comuns que

existem em Portugal e sobre as quais se assume a necessidade de obras de manuteno ou

reparao durante a sua vida til. Um quebra-mar de talude tem uma forma trapezoidal

cujos lados possuem inclinaes do talude natural dos enrocamentos. Possui um ncleo

de materiais soltos indiferenciados que protegido por uma ou mais camadas de material,

tambm solto, mas cujo peso mais selecionado, de enrocamento (macio composto por

blocos de rocha compactados) ou elementos artificais de beto. de facil construo e

manuteno. eficiente na dissipao da energia das ondas.

A nvel de componentes este tipo de estrutura composta por um ncleo de material

mais fino, que impede a transmisso de ondas e de sedimentos atravs do quebra-mar,

um manto protetor com blocos grandes para resistir a deslocamentos provocados pelas

foras que se devem s ondas, camadas de filtro que impedem a lavagem atravs do manto

protetor do material mais fino do ncleo, um p de talude que apoia a parte inferior do

manto protetor e uma superestrutura commuro cortina que reduz o galgamento e permite

o acesso de veculos bem como a instalao de infraestruturas, por exemplo, condutas.

Figura 2.5: Quebra-mar de Talude. Fonte: [8]

2.6.2 Quebra-mar Vertical

Um quebra-mar vertical uma estrutura de paredes verticais. Enche-se um caixoto

de beto com areia e coloca-se o mesmo sobre uma camada de aterro que serve para

regularizar a fundao (colcho de enrocamento sobre o qual se assentam caixotes ou

blocos, normalmente de beto). formado por uma parede vertical impermevel onde a

onda refletida para o largo. A sua vantagem reflete-se na economia de material [8].

12O contedo desta seco foi retirado do powerpoint [8] e do documento [13], ambos fornecidos peloLNEC

17

CAPTULO 2. ENQUADRAMENTO

2.6.3 Quebra-mar Misto

Um quebra-mar misto uma estrutura de paredes verticais colocada sobre um aterro

(mais alto do que a camada de regularizao utilizada com as estruturas de paredes

verticais) [7].

2.6.4 Seleo do Tipo de Quebra-mar

Um quebra-mar de talude13 dissipa a energia dos estados de agitao incidentes. J os

quebra-mares verticais refletem para o largo a energia dos estados de agitao incidentes.

A escolha feita tendo em conta a disponibilidade de enrocamento, a profundidade, a

onda de projeto e a condio de fundao.

Face aos custos para proteo contra a eroso em fundos mveis, os quebra-mares

verticais raramente so utilizados neste tipo de fundos. O volume e o preo das obras

de proteo aumentam com a profundidade da zona onde esto implantadas e cresce

mais devagar para os quebra-mares verticais do que para os quebra-mares de taludes,

o que leva a que sejam utilizados quebra-mares verticais ou mistos em zonas de maior

profundidade. Os quebra-mares verticais requeremmenos material e menos enrocamento

de grande dimenso do que os quebra-mares de taludes, sendo assim preferidos quando

existe falta destes materiais.

2.6.5 Necessidade de Avaliao das Estruturas

Os quebra-mares de talude14 so estruturas face s quais se assume um grande risco na

fase de projeto. Isso deve-se ao grau de incerteza associado s prprias solicitaes e s

caractersticas dos materiais que so utilizados na sua construo.

um risco que pode ser assumido, j que uma possvel rotura, por norma, no est

associada a perda de vidas humanas. Contudo, os prejuzos materiais costumam ser muito

elevados.

Posto isto, durante o perodo de vida til da estrutura, so necessrias obras de repa-

rao sempre que sejam excedidas as condies ao nvel das solicitaes consideradas no

projecto, e, de manuteno, face ao estado de fadiga das peas e dos materiais envolvidos

na construo. Para se realizar essas intervenes em tempo til e com o menor custo

possvel, torna-se recomendvel uma observao e avaliao sistemtica das obras. Estes

processos so normalmente morosos e implicam a deslocao dos investigadores ao local

e a comparao com situaes anteriores.

2.6.6 Avaliao do Estado de Risco e de Evoluo

Em concreto sobre a avaliao que feita s estruturas costeiras pelos investigadores do

LNEC, existe um grau calculado em relao a uma estrutura, que a classifica em relao

13O contedo desta seco vem do powerpoint [8]14Esta seco foi escrita com base no documento [26]

18

2.7. CONCLUSO

carncia de intervenes (Estado de Risco) a fim de permitir selecionar quais as estruturas

que devem ser alvo de obras de manuteno ou de reparao. Este Estado obtido a partir

do Estado Atual e do Estado de Evoluo.

O grau vai de 0 a 4, sendo 0 correspondente a "sem risco aparente", 1 corresponde

a "baixo risco (observao atenta)", 2 corresponde a "risco moderado (reparao aconse-

lhvel)", 3 corresponde a "alto risco (reparao urgente)" e por fim 4 que corresponde a

"destruio" [14].

J o Estado de Evoluo calculado em funo do Estado Atual e da soma do Estado

Atual com o estado anterior, ou seja, o grau que o troo da estrutura apresentava numa

data anterior. O valor para o Estado de Evoluo varia entre 0 e 5, sendo 0 correspondente

a "No se detectou qualquer evoluo; As condies permanecem inalterveis", 1 cor-

responde a "Evoluo muito ligeira, pode ser considerada insignificante", 2 corresponde

a "Evoluo ligeira, processa-se a velocidade reduzida mas existe e visvel", 3 corres-

ponde a "Evoluo acentuada; Muitas diferenas relativamente a observaes anteriores",

4 corresponde a "Evoluo muito acentuada; Diferenas significativas relativamente a

observaes anteriores" e 5 corresponde a "Foi atingida a destruio do elemento em

observao".

2.7 Concluso

Este captulo comeou por abordar alguns conceitos relevantes para o tema da dissertao

tais como a cartografia digital, os SIG (Sistemas de Informao Geogrfica) e os mapas,

passando pelas funcionalidades que os mesmos podem proporcionar e os vrios tipos de

sistemas de coordenadas que existem.

Na Seco 2.4 foram abordados os dispositivos mveis e a adaptao ao dispositivo.

Estes dispositivos apresentam vrias limitaes, o que acaba por influnciar o desenho da

aplicao. A adaptao ao dispositivo revelou-se muito importante no contexto do sistema

desenvolvido, dada a necessidade de que a aplicao tivesse uma interface adaptada

consoante se esteja a aceder mesma atravs de um dispositivo mvel, como por exemplo,

um tablet ou atravs de uma plataforma fixa.

Na Seco 2.5 foi feita uma apresentao de duas categorias de sistemas baseados no

contexto, os sistemas adaptveis e os sistemas adaptativos. Os sistemas adaptveis no

conseguem fornecer uma experincia de utilizao to boa como os sistemas adaptativos

dado que os sistemas adaptveis s comeam o processo de adaptao aps o utilizador

dar ordem para tal. J os sistemas adaptativos reagem prontamente no caso de ocorrerem

mudanas no contexto envolvente. O sistema desenvolvido enquadra-se na categoria dos

sistemas adaptativos, visto que adapta a interface com base na localizao e no dispositivo.

Na Seco 2.6 foi feita uma apresentao de infraestruturas porturias, comeando

por definir um porto e destacando os trs tipos de portos existentes: naturais, artificiais e

semi-naturais. Foram depois descritos os vrios componentes que constituem um porto,

abordando mais aprofundadamente os quebra-mares que so os mais importantes no

19

CAPTULO 2. ENQUADRAMENTO

contexto da dissertao e tambm o que leva necessidade de observao e avaliao

destas estruturas.

As normas que foram descritas na Seco 2.3 no foram utilizadas, uma vez que o

LNEC no contempla nenhuma daquelas normas nos dados das estruturas.

20

Captulo

3Trabalho Relacionado

Este captulo comea por apresentar, na Seco 3.1, exemplos de sistemas geogrficos na

Web.

Na Seco 3.3 apresentada a aplicao ANOSOM, aplicao usada at ao momento

pelos investigadores do LNEC para armazenarem dados referentes s estruturas costeiras,

focando mais em detalhe sobre algumas tabelas da base de dados dessa mesma aplicao.

Por ltimo, na Seco 3.4, feito um sumrio do captulo e explicado de que forma

o que foi apresentado contribuiu para o trabalho desenvolvido.

3.1 Sistemas Geogrficos naWeb

Nesta seco sero apresentados sistemas geogrficos na Web, sendo que na Seco 3.1.1

esto sistemas geogrficos relacionados com vrias questes excepto com estruturas/-

zonas costeiras. Na Seco 3.1.2 esto sistemas geogrficos que esto relacionados com

estruturas/zonas costeiras.

3.1.1 Exemplos de Sistemas

Pena-Mora et al., em [6], apresentam uma aplicao para avaliao dos danos em edifcios

aquando de um desastre. Essa aplicao baseada num SIG e suportada por algoritmos

de tomada de deciso. Foi desenvolvida para prioritizar esforos de resposta a desastres

incluindo rotas para os primeiros socorristas e engenheiros, para fornecer gua, comida

e medicamentos s pessoas que necessitem e para ajudar na tomada de deciso relativa-

mente aos esforos de procura e salvamento. A partir de um navegador Web, as pessoas

responsveis pelas decises podem aceder a dados da rea em questo.

O sistema de avaliao de edifcios conecta-se a um SIG externo de gesto de recursos

para pedir recursos necessrios s operaes de procura e salvamento. Dentro desse SIG

21

CAPTULO 3. TRABALHO RELACIONADO

esto implementados dois componentes principais. Primeiro, o portal de repositrio de

recursos de emergncia, que um servio de base de dados geogrfico baseado na Web.

Este fornece acesso a informao de recursos para as pessoas responsveis pela tomada

de decises, quer estejam presentes no local em questo ou no. Segundo, um sistema

automtico de gesto de recursos fornece um servio automtico para definir rotas para

as operaes de alocao de recursos.

Sextos et al., em [31], apresentam um sistema que faz a gesto conjunta dos dados

recolhidos durante a avaliao de edifcios pr e ps terramoto de uma dada cidade e de

um sistema de base de dados que consegue auxiliar as autoridades locais na tomada de

decises para mitigar risco ssmico.

O sistema combina os valores de vulnerabilidade obtidos, antes do terramoto, com

o nvel de danos reais observados, tambm quantificveis, aps o terramoto. Com isto

consegue-se atualizar os fatores de peso propostos pelos peritos para os vrios parme-

tros estruturais que afetam a avaliao da vulnerabilidade. A confiabilidade dos dados

recolhidos melhorada atravs da introduo de verificaes lgicas internas de erros,

com recurso base de dados, para detetar potenciais controvrsias nos dados medida

que estes so introduzidos no sistema. O facto de se utilizar este sistema elimina o tempo

que seria necessrio para digitalizar os dados, pois estes so introduzidos diretamente em

computadores de bolso ou telemveis de ltima gerao que permitem o preenchimento

eletrnico de formulrios e cujos dados ficam imediatamente guardados na base de dados.

Em [24] apresentado por Mathiyalaga et al. um WebGIS para os pntanos da Florida.

Dado o interesse ambiental e poltico nesses pntanos, surgiu ento a necessidade de

haver um repositrio centralizado e um mecanismo para partilhar dados geoespaciais,

informao e mapas dos pntanos da Florida e dos ecossistemas agrcolas adjacentes.

Para desenvolver o sistema foi usado o software comercial ArcIMS, o qual foi extendido

recorrendo a uma base de dados em MSAccess, Java, Visual Basic e ASP.

Esta ferramenta Web-based facilita a partilha de dados globalmente e fornece aos utili-

zadores finais uma soluo que reduz custos para aceder a conjuntos de dados espaciais

atualizados e personalizados para um tpico em especfico.

3.1.2 Exemplos de Sistemas para Zonas Costeiras

Ana Pires et al. [27] apresentam um projeto de monitorizao interativo baseado em SIG

para a zona costeira de Espinho, Figura 3.1. Este sistema de informao representa o

estado real da linha costeira de Espinho, assim como o estado de degradao das estru-

turas de proteo costeira existentes. Isto inclui uma representao espacial de todos os

quebra-mares e paredes de Espinho. Armazena tambm todos os elementos relevantes,

especificaes e fotografias obtidas durante o processo de recolha de informao. Re-

sumidamente, rene dados especficos sobre as seguintes questes: 1 - identificao de

estruturas de proteo costeira; 2 - condio atual das estruturas de proteo costeira

com hiperlinks para fotografias; 3 - uma avaliao geotcnica das estruturas de proteco

22

3.1. SISTEMAS GEOGRFICOS NA WEB

costeira, incluindo patologias observadas e indicaes sobre a eventual necessidade de

futuros reparos; 4 - especificaes tcnicas, tais como o tipo de estruturas, o tipo, localiza-

o, ano de construo, comprimento e volume de blocos utilizados na construo, assim

como os seus custos.

O sistema de informao, desenvolvido em ambiente SIG, til para a acumulao

a longo prazo de dados da zona costeira, enquanto permite uma fcil e precisa medio

e previso do deslocamento da zona costeira. Assim consegue-se facilmente prever os

deslocamentos da linha costeira com o passar dos anos e possvel identificar as principais

reas de eroso e acreo1.

Figura 3.1: Assentamento de um quebra-mar. Fonte: [27]

Ron Li et al., [16], apresentam um sistema costeiro de tomada de decises que foi

desenvolvido e melhorado atravs da adio de um subsistema mvel baseado em PDA

que utiliza GPS, comunicaes wireless, e tecnologias SIG baseadas na Web. Com este

subsistema, um utilizador capaz de localizar a posio exata das estruturas costeiras

recorrendo ao GPS e de aceder a dados costeiros que esto num servidor remoto a partir

do local em que est atravs de comunicaes wireless. tambem apresentado um sistema

de "conscincia" de eroso baseado na Internet que foi implementado para utilizao em

Painesville, Ohio. Os residentes sero capazes de aceder a esse sistema para os ajudar em

determinadas atividades, tais como a compra ou venda de uma casa, ou a construo

de estruturas de proteo de eroso, enquanto tem em considerao informaes de

alterao costeira. Os lderes comunitrios locais podem us-lo para o planeamento de

atividades comunitrias.1processo pelo qual o tamanho de algo aumenta gradualmente devido adio constante de partes

menores

23

CAPTULO 3. TRABALHO RELACIONADO

Alm disso a ferramenta baseada em SIG oferece uma forma fcil e til de lidar com

grandes conjuntos de dados e, mais importante ainda, de visualizar os dados de uma

forma que facilita a rpida percepo do estado das estruturas e, por conseguinte, o

processo de tomada de deciso.

Em [23] Nuno Marujo et al. apresentam o SIMOM, um Sistema de Informao para a

Monitorizao de Obras Martimas que inclui:

base de dados com informao sobre as estruturas costeiras, sejam elas quebra-

mares, molhes ou terminal de contentores;

interface SIG com georreferenciao das obras de proteo costeira;

integrao com dispositivos mveis permitindo assim o preenchimento das fichas

de inspeo no prprio local onde feita a observao da obra.

As funcionalidades do sistema so:

possibilidade de caracterizar obras martimas;

organizao documental da obra nas suas diferentes fases evitando a duplicao de

informao;

centralizar a informao e facilitar o acesso obra de acordo com os privilgios do

utilizador;

possibilitar a avaliao do estado da estrutura com base nas fichas de inspeo

determinadas;

possibilitar o registo de sugestes de interveno assim como as intervenes sobre

a estrutura;

possibilitar a consulta da informao no contexto espacio-temporal.

3.2 Representao de Dados Relativos a Estruturas Costeiras

No foram encontradas normas para dados de estruturas costeiras, sejam elas quebra-

mares, molhes, portos, etc. Contudo, existe uma base de dados designada ANOSOM que

foi desenvolvida com vista a armazenar a informao recolhida nas campanhas de ins-

peo visual levadas a cabo pelo LNEC, base de dados essa que ser melhor descrita na

Seco 3.3. Essa base de dados foi utilizada no mbito da tese.

24

3.3. ANOSOM

3.3 ANOSOM

A informao constante desta seco foi retirada de Lemos e Santos, 2007 [14]. A primeira

verso da base de dados ANOSOM (ANlise de Observao Sistemtica de Obras Marti-

mas) foi desenvolvida em 1995, com o objetivo de guardar toda a informao recolhida

nas campanhas de inspeo visual a estruturas costeiras realizadas pelo LNEC e tambm

com o intuito de fazer o diagnstico dos problemas apresentados por cada uma das estru-

turas que foram inspecionadas nas mesmas campanhas. O principal objetivo da aplicao

ANOSOM a realizao do diagnstico das estruturas, a fim de definir a necessidade de

obras de manuteno/reparao das mesmas.

Tendo em conta a importncia da informao qualitativa em relao deteriorao

dos materiais dos elementos do perfil do quebra-mar que s se consegue obter com a

inspeo visual deste tipo de estruturas, foi decidido que a base de dados ANOSOM

deveria conter informao recolhida nas campanhas de inspeo visual, para alm da

informao obtida nos levantamentos da envolvente do perfil.

Posto isto, as funcionalidades bsicas da aplicao so:

Insero, correo e eliminao de dados;

Processamento dos dados inseridos tendo em vista o diagnstico da estrutura.

J nos dados a editar foram identificadas trs grandes categorias:

Dados da estrutura, dos quais fazem parte os dados relativos diviso conceptual

da mesma em troos, a caracterizao dos elementos da envolvente do perfil de cada

um desses troos e as datas de realizao de obras de reparao/manuteno nesses

mesmos troos;

Dados das campanhas de inspeo visual, onde se inclui o contedo dos formulrios

de inspeco visual e tambm as fotografias tiradas durante aquelas campanhas;

Dados dos levantamentos da envolvente da estrutura, contendo as coordenadas dos

pontos levantados e a superfcie da envolvente definida numa malha regular, obtida

utilizando o programa SURFER2.

Tendo em conta o volume de informao associado, quer s fotografias que se obtm

nas inspeces visuais, quer aos dados da envolvente do perfil, e a utilizao pretendida

para esta informao fazem com que seja mais razovel guardar na base de dados o

caminho at aos ficheiros respectivos ao invs de incluir a totalidade dessa informao

diretamente na base de dados.

O processamento dos dados das inspees visuais permite:

2http://www.goldensoftware.com/products/surfer

25

http://www.goldensoftware.com/products/surfer

CAPTULO 3. TRABALHO RELACIONADO

Classificar o Estado Atual dos elementos do perfil de cada um dos troos da estru-

tura;

Realizar o diagnstico daqueles elementos do perfil.

Enquanto a determinao do Estado Atual dos elementos do perfil, ou o estado dos

mesmos observado numa dada inspeo, implica apenas a converso em nmeros das

opinies do observador acerca dos vrios items inspecionados e o clculo de uma mdia

ponderada envolvendo esses nmeros, a realizao do diagnstico implica, alm do cl-

culo desta mdia em duas inspees distintas, a identificao da inspeo realizada em

data considerada relevante face data a que se refere o diagnstico.

Na Figura 3.2 est o diagrama de entidades e relaes da base de dados relacional que

foi ento criada.

Figura 3.2: Diagrama de entidades e relaes da base de dados ANOSOM. Fonte: [14]

Pode-se ver que a tabela com os dados dos troos dos quebra-mares a pea funda-

mental em torno da qual a informao est organizada. Posto isto, apesar do troo estar

inserido numa estrutura, em torno da tabela com os dados da estrutura, para alm da

tabela "Troos", apenas se tem a tabela com a classificao do "Tipo de Estrutura", a tabela

com as ligaes para as "Fotografias" que so conseguidas durante as inspees visuais

e a tabela que possui as ligaes aos ficheiros com os dados dos "Levantamentos" da en-

volvente da estrutura cujo mbito obviamente a totalidade da estrutura e nunca o troo

apenas.

Falando mais aprofundadamente sobre algumas das tabelas mais relevantes da base

de dados, temos a tabela "Materiais", Figura 3.3, que lista os vrios materiais que so

utilizados na construo de uma dada estrutura, bem como as principais caractersticas

fsicas dos mesmos. Esta mesma tabela est ligada a cada uma das outras tabelas de

materiais constituintes dos elementos do quebra-mar, as quais descrevem o modo como

os materiais so dispostos em cada um desses elementos.

26

3.3. ANOSOM

Figura 3.3: Tabela Materiais e Materiais do Manto Resistente de um troo de um quebra-mar. Fonte: [14]

A tabela "Estruturas" armazena a informao geral sobre cada um dos quebra-mares

como se pode ver na Figura 3.4.

Figura 3.4: Tabela Estruturas. Fonte: [14]

27

CAPTULO 3. TRABALHO RELACIONADO

J a tabela "Troos" , ver Figura 3.5, guarda toda a informao relativa caracterizao

fsica de cada um dos troos de cada quebra-mar. Um troo de um quebra-mar tem apenas

um cdigo de troo correspondente.

Figura 3.5: Tabela Troos. Fonte: [14]

A tabela "Obs_Visual" contm todos os dados que so recolhidos em cada campanha

de observao visual para cada troo de cada quebra-mar. J a tabela "Observaes"

contm dados mais genricos relativamente campanha de observao em causa.

A tabela "Intervenes" guarda a informao relacionada com as obras que um dado

troo sofre durante a sua vida til. Uma interveno pode ter o objetivo de repor o estado

inicial da obra aps um temporal ou o objetivo de alterar a sua configurao e/ou materi-

ais utilizados. A data de uma interveno muito importante, pois passar a ser a data

de referncia em termos de determinao do Estado de Evoluo e Estado de Risco do

quebra-mar, visto que no faz sentido fazer comparaes com datas anteriores s obras

efetuadas.

Anualmente, elaborado um relatrio informativo sobre o estado em que as estru-

turas se encontram (Estado Atual), sobre o modo como eventuais estragos tm evoludo

(Estado de Evoluo) e sobre o consequente Estado de Risco associado a cada obra. Com

base nestes elementos e ainda em outros factores, tais como, a importncia relativa da

estrutura, o tipo de runa esperado e os custos associados a um eventual colapso da obra,

so recomendadas as medidas consideradas mais adequadas, que podero passar por

empreitadas de reparao [26].

28

3.4. CONCLUSO

3.4 Concluso

No incio deste captulo, Seco 3.1, foram apresentados alguns sistemas que tm por base

um WebGIS, sendo que alguns permitem a estruturao de informao relativa a danos

em edifcios, no retratando zonas costeiras, ao passo que outros so precisamente para

armazenar informao de estruturas costeiras.

Na Seco 3.3 foi apresentada a aplicao ANOSOM, cuja base de dados assume uma

grande importncia no sistema desenvolvido dado que esta contempla os dados que

caracterizam os troos das estruturas, os materiais utilizados, as observaes que so

feitas durante as inspees visuais, etc.

O projeto desenvolvivo revela bastantes semelhanas com o sistema apresentado por

Ana Pires et al. [27]. Contudo o sistema que foi estudado mais restritivo. Fornece uma

representao espacial de todos os quebra-mares e paredes, mas apenas da linha costeira

de Espinho. Permite avaliar a condio atual das estruturas de proteo costeira atravs

de fotografias e aceder a informaes como, por exemplo, a localizao, o ano de constru-

o, o que semelhante ao sistema desenvolvido. Uma outra diferena que o sistema

apresentado no contempla a sua utilizao em dispositivos mveis, ao contrrio do que

acontece no sistema desenvolvido.

O projeto desenvolvido nesta dissertao tambm apresenta muitas semelhanas com

o projecto apresentado por Nuno Marujo et al. [23], j que este contm uma base de dados

com informao sobre as estruturas costeiras e uma interface SIG com georreferenciao

das obras de proteo costeira. Possibilita a gerao de fichas de inspeo em formato

impresso e digital, mas requer um dispositivo mvel Android 4.x (smartphone/ tablet),

que permite a localizao do observador na obra e o preenchimento no local das fichas

de inspeo. No sistema desenvolvido no h restries ao nvel do sistema operativo

necessrio, no sendo obrigatrio usar um dispositivo Android.

29

Captulo

4Concepo do sistema e Implementao

Este captulo comea por descrever as tecnologias que foram utilizadas durante o desen-

volvimento da aplicao desta dissertao. Seguidamente apresentada a arquitetura do

sistema, que descreve a forma como essas tecnologias interagem umas com as outras.

apresentado o sistema de informao geogrficaWeb-based que foi desenvolvido para atin-

gir os objetivos desta dissertao. Na seco 4.3 apresentada a estrutura da informao

utilizada, tanto a nvel da georreferenciao, onde explicada a importncia do formato

shapefile na aplicao, como a nvel da base de dados, onde apresentado o diagrama da

mesma. A seco 4.4 apresenta a aplicao e est dividida em 4 subseces - Interface

Geogrfico, Recolha Fotogrfica e de Vdeos, Dados de um Troo e Observaes Visuais.

Esta uma aplicao para ser utilizada tanto numa plataforma fixa como num dis-

positivo mvel, seja um smartphone ou um tablet. Assim, a interface da aplicao e a sua

adaptao dimenso do dispositivo so pontos importantes. A framework Bootstrap ofe-

rece um grande contributo nesse sentido, dado que um dos seus objetivos o de facilitar

a criao de interfaces adaptveis. Atravs da possibilidade de se saber se se est a aceder

ao site a partir de um dispositivo mvel ou no, podem-se ainda adaptar alguns elementos

conforme seja necessrio. Por fim apresentada uma concluso sobre o que foi abordado

no captulo.

4.1 Tecnologias

Nesta seco so apresentadas as vrias tecnologias, tanto front-end, como back-end que

foram utilizadas para o desenvolvimento da aplicao Web.

31

CAPTULO 4. CONCEPO DO SISTEMA E IMPLEMENTAO

4.1.1 HTML

HyperText Markup Language1 uma linguagem de marcao que usada na construo

de pginas na Web. Todos os documentos HTML possuem etiquetas que so os comandos

de formatao da linguagem.

4.1.2 CSS

Cascading Style Sheets2 uma linguagem de folhas de estilo utilizada para definir a apre-

sentao de documentos escritos numa linguagem de marcao, como, por exemplo, o

HTML ou o XML. A sua principal funo separar o formato e o contedo de um do-

cumento. Em vez de se colocar a formatao juntamente com o documento, possvel

criar-se um link para uma pgina onde se encontram todos os estilos que se querem

fornecer ao contedo.

4.1.3 JavaScript

JavaScript3 atualmente a principal linguagem para programao do lado do cliente em

navegadores Web. uma linguagem script orientada a objetos. Foi originalmente imple-

mentada como parte dos navegadores Web para que os scripts pudessem ser executados

do lado do cliente e interagissem com o utilizador sem terem a necessidade de passar pelo

servidor.

4.1.3.1 JQuery

O JQuery4 uma das bibliotecas mais populares de cdigo aberto de JavaScript. As

suas principais funcionalidades so a reduo de cdigo que permite face ao JavaScript

nativo, a capacidade de trabalhar com AJAX5 (AJAX o uso metodolgico de tecnologias

como JavaScript e XML, fornecidas por navegadores, para tornar as pginas Web mais

interativas com o utilizador, fazendo uso de solicitaes assncronas de informaes)

e a possibilidade de manipular DOM6 (conveno multiplataforma e independente da

linguagem para representao e interao com objetos em documentos HTML, XHTML e

XML) baseado em seletores CSS. tambm bastante extensvel atravs de plugins criados

por outros desenvolvedores e compatvel com diferentes navegadores.

1http://www.w3schools.com/html/html_intro.asp2http://www.w3schools.com/css/css_intro.asp3https://www.javascript.com/4https://jquery.com/5http://www.w3schools.com/ajax/ajax_intro.asp6http://www.w3schools.com/jsref/dom_obj_document.asp

32

http://www.w3schools.com/html/html_intro.asphttp://www.w3schools.com/css/css_intro.asphttps://www.javascript.com/https://jquery.com/http://www.w3schools.com/ajax/ajax_intro.asphttp://www.w3schools.com/jsref/dom_obj_document.asp

4.1. TECNOLOGIAS

4.1.4 PHP

PHP7 uma linguagem de script usada originalmente apenas para o desenvolvimento de

aplicaes presentes e atuantes no lado do servidor, capazes de gerar contedo dinmico

na World Wide Web. Tendo em conta que open-source, possui uma portabilidade que

a faz correr em qualquer plataforma. A sua popularidade deve-se tambm ao facto de

existirem bastantes pacotes AMP (Apache,MySQL, PHP) disponveis e de existirem vrios

servidores grtis que suportam estas tecnologias.

4.1.5 MySQL

MySQL8 um sistema de gesto de bases de dados relacionais que conta atualmente com

mais de 10 milhes de instalaes por todo o mundo. bastante popular devido sua

presena nos pacotes AMP (ver Seco 4.1.4). Este software apresenta vrias caractersticas

como, por exemplo, portabilidade, suporte de controlo transacional, suporte de triggers e

um excelente desempenho e estabilidade.

4.1.6 Bootstrap

Bootstrap9 uma framework de cdigo aberto para HTML, CSS e JavaScript front-end. O

seu objetivo o desenvolvimento de pginas Web. A sua principal funcionalidade o

suporte ao desenho de pginas Web com um design responsive e, como tal, acenta numa

poltica de desenho orientado a dispositivos mveis. Existem outras frameworks bastante

boas para o efeito desejado como, por exemplo, o Materialize10 e o Semantic UI11, mas

tendo em conta que o Bootstrap a ferramenta mais popular entre as ferramentas deste

gnero foi ento escolhida.

4.1.7 Leaflet

Leaflet12 uma biblioteca de JavaScript de cdigo aberto para mapas interativos adap-

tados a dispositivos mveis, tirando partido das vantagens do HTML5 e do CSS3 nesse

campo. Lanado em 2011, fornece compatibilidade com os principais navegadores. Foca-

se na simplicidade, na usabilidade e no desempenho. Alm das suas principais carac-

tersticas, existem diversos plugins13, como, por exemplo, para sobrepor o contedo de

um shapefile no mapa ou criar um cluster de marcadores, o que permite adicionar alguns

servios por forma a extender a sua funcionalidade.

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