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SOFTWARE


 
Introdução Sistema de Suporte
à Decisão (SSD)
Sistema
de Informação
Sistema
de Modelação
Sistema
de Análise


Aplicação
POM-GUI

Sistema de Suporte à Decisão (SSD)

No conjunto dos países da União Europeia tem-se assistido a uma progressiva integração de políticas ambientais, constituindo a Directiva 2000/60/CE (Directiva-Quadro da Água - DQA) (UE, 2000), um instrumento de actuação extremamente ambicioso para a gestão da água, numa perspectiva de sustentabilidade ao nível da bacia hidrográfica. Neste contexto, a DQA assume particular relevância para a fundamentação da necessidade de harmonização de metodologias e compatibilização de estratégias a adoptar na gestão da água. Devido a vários factores de difícil previsão e conciliação, nomeadamente ao conflito de interesses na utilização da água, ao carácter aleatório dos fenómenos hidrológicos e às limitações de ordem técnica, económica e social, esta abordagem integrada constitui uma tarefa de enorme complexidade.

A necessidade de abordagens integradas para a gestão de recursos hídricos é evidente. Assim como também é o aumento significativo das capacidades computacionais verificadas ao longo da última década. É neste contexto que podemos introduzir a importância da Hidroinformática no planeamento e gestão de recursos hídricos – trata-se de um campo de estudo multidisciplinar que trata de temas ambientais, sociais e tecnológicos, utilizando as tecnologias de informação num sentido amplo, a fim de proporcionar uma melhor gestão dos recursos hídricos e ambientais. A Hidroinformática encoraja não apenas o foco nas novas tecnologias, mas também na sua aplicação em determinados contextos sociais (CIH, 2008).

Actualmente, no processo de planeamento e gestão de meios hídricos, a reprodução consistente e simplificadora da realidade através de modelos matemáticos, tem-se revelado, na prática, bastante interessante. Na última década, modelos de simulação, modelos de optimização, modelos de decisão, sistemas de bases de dados e sistemas de informação geográfica (SIG) têm sido ferramentas largamente utilizadas, isoladamente, na investigação e na gestão de sistemas aquáticos. A integração coerente destas ferramentas informáticas constitui um Sistema de Suporte à Decisão (SSD), garantindo aos seus utilizadores um meio valioso para manuseamento de toda a informação necessária ao processo de decisão (Vieira, J.M.P., 1999; Vieira e Pinho, 2002).

A gestão da água no âmbito da bacia hidrográfica, deve basear-se numa informação muito vasta que pode ser agrupada da seguinte forma: informação científica e técnica (abrangendo dados relativos ao sistema natural em estudo, nomeadamente físicos, químicos, biológicos e sócio-económicos); informação de gestão (relacionada com as disponibilidades financeiras, de recursos humanos e de programação de actividades); informação pública (responsável pelo fluxo de informação com as populações interessadas). A tarefa de tratamento desta informação, assume a forma de um problema de elevada dimensionalidade, que pressupõe a disponibilidade de meios eficientes para o processamento dos dados necessários ao estabelecimento de diferentes opções de planeamento e de gestão. A análise e a avaliação de diferentes estratégias podem ser realizadas através de esquemas relacionais estruturados e de um conjunto de modelos matemáticos adequados ao problema a equacionar.

Uma solução informática capaz de dar resposta aos requisitos anteriores envolve um esforço de desenvolvimento muito elevado, pelo que se deverá procurar que as soluções adoptadas para cada uma das componentes dos SSD apresentem características de flexibilidade e robustez adequadas à sua implementação em diferentes bacias hidrográficas. As aplicações deverão ser desenvolvidas de forma a poderem ser partilhadas por um conjunto de utilizadores o mais alargado possível com níveis de exigência muito diferentes. As soluções adoptadas deverão ainda permitir explorar todas as potencialidades das ferramentas de modelação da hidrodinâmica e qualidade da água dos meios hídricos sem que a complexidade associada a este tipo de ferramentas inviabilize a sua aplicação por utilizadores menos familiarizados com este tipo de instrumentos de análise.

Finalmente, considera-se que uma plataforma deste tipo deverá ser concebida de modo a conseguir-se uma fácil integração com outros recursos disponíveis para a gestão de meios hídricos o que aconselha um ambiente de desenvolvimento aberto que permita uma fácil integração de módulos específicos de cada caso de aplicação.

Neste documento são abordadas as principais características de uma plataforma tecnológica, baseada em ambiente Web, desenvolvida com o objectivo de apoiar a decisão na gestão da água em bacias hidrográficas. A plataforma inclui ferramentas para a exploração e gestão de informação georreferenciada, para a operação de modelos hidrológicos, hidrodinâmicos e de qualidade da água e para a análise de casos de gestão em rios, canais e albufeiras. Esta plataforma tem como estrutura principal, um servidor Web, um servidor de Base de Dados, software de modelação hidrodinâmica e de qualidade de água e ainda tecnologia de representação gráfica vectorial.


A PLATAFORMA WEB

A plataforma desenvolvida contém soluções para a implementação de três componentes principais dos sistemas de suporte à decisão para a gestão da água: informação, modelação e análise. Para o Sistema de Informação, a plataforma permite incorporar o sistema de informação geográfica, as bases de dados e os meios de difusão de informação. Para o Sistema de Modelação, a plataforma contém facilidades para a inclusão de modelos hidrológicos, hidrodinâmicos e de qualidade da água relativos a sistemas hídricos naturais e a sistemas de infra-estruturas. Este sistema possibilita não só, a operação remota dos modelos, como a visualização de resultados de simulações por diferentes utilizadores. No caso do Sistema de Análise, este é constituído por interfaces específicas dedicadas à análise, em diferentes cenários ambientais, do funcionamento dos meios hídricos (rios e albufeiras) e dos sistemas hidráulicos infra-estruturais, bem como na avaliação dos impactos associados a medidas de gestão equacionadas.

Cada um destes sistemas é operado a partir de interfaces gráficas, especificamente desenvolvidas para o efeito, considerando o perfil definido para os seus utilizadores. O facto de ser uma plataforma desenvolvida em ambiente Web, tem ainda a vantagem de constituir uma solução eficaz quer na operação remota de modelos, quer na consulta e actualização de dados georreferenciados. Os seus utilizadores não ficam desta forma, limitados a um único espaço físico de trabalho, pois o acesso ao sistema de gestão é possível a partir de qualquer local, desde que ligado à grande rede que é a Internet.

A plataforma é ainda provida pelos seguintes serviços complementares: gestão de utilizadores, gestão de documentos e gestão de dados de monitorização. O serviço de gestão de utilizadores permite condicionar o acesso a diferentes conteúdos temáticos, assim como as permissões para execução ou consulta de resultados de simulações. Com o serviço de gestão de documentos permite-se a execução de tarefas simples de publicação, e ao mesmo tempo realizar upload e download de documentos de trabalho. O serviço de gestão de dados de monitorização disponibiliza funcionalidades de recolha de dados provenientes de estações hidrométricas e de qualidade da água automáticas ou convencionais instaladas na bacia hidrográfica, permitindo a sua análise e validação, integrando-os, posteriormente, em bases de dados projectadas especificamente para o efeito. O sistema assegura mecanismos de detecção de anomalias, bem como a manutenção de esquemas de resolução para algumas tipologias dessas ocorrências.

No que diz respeito à base tecnológica sobre a qual assenta todo este sistema, ela é composta essencialmente por um servidor Web, um servidor de Base de Dados, software de modelação hidrodinâmica e de qualidade de água e ainda tecnologia de representação gráfica vectorial (Figura 1). Neste caso, a tecnologia de representação gráfica utilizada é o SVG (Scalable Vector Graphics), que é uma especificação XML para elementos gráficos.

Figura 1

Figura 1 - Plataforma tecnológica vocacionada para o desenvolvimento de sistemas de suporte à decisão para a gestão da água.

A plataforma tem como suporte diversas tecnologias como PHP, HTML ou JavaScript. O PHP é a linguagem de programação utilizada para gerar o código HTML das páginas enviadas para o Cliente, enquanto o Javascript é a linguagem responsável basicamente pela interacção do cliente com as interfaces. A correcta estruturação, organização e carregamento da informação no servidor de Base de Dados constitui um requisito indispensável para o sucesso na aplicação de SSD a bacias hidrográficas. A grande quantidade de informação normalmente envolvida necessita de procedimentos automáticos de carregamento com rotinas de verificação e validação dos dados. O processo de actualização e disponibilização da informação também dependerá da forma como essa mesma informação é organizada. A plataforma desenvolvida suporta actualmente dois tipos de servidores de Bases de Dados: o servidor MySQL e o servidor Oracle. O sistema aqui referido foi projectado e desenvolvido para plataformas MS Windows, tendo como base o browser Internet Explorer, versão 7.

Aplicações externas são também utilizadas, por exemplo, na execução dos modelos matemáticos, como é o caso do software Sobek. Este software é aplicável a problemas de modelação hidrodinâmica e qualidade da água em albufeiras, canais e linhas de água, sendo constituído por sete módulos: hidrologia, hidrodinâmica em canais, hidrodinâmica em rios, redes de águas residuais, controlo em tempo real, qualidade da água e previsão de áreas inundáveis. O seu desenvolvimento integrado permite a simulação de problemas envolvendo diferentes módulos em simultâneo. É baseado num método numérico bastante robusto que permite a obtenção de soluções mesmo para as simulações mais complexas.


EXEMPLOS

A plataforma Web aqui abordada consiste então num sistema de páginas Web que servem de apoio ao planeamento e gestão de recursos hídricos. Nela são disponibilizadas funcionalidades de gestão de documentos de trabalho, informação sobre linhas de água e estruturas hidráulicas (sistema de informação), modelos hidrodinâmicos e de qualidade da água (sistema de modelação) e ferramentas de análise de resultados (sistema de análise). A integração coerente destas ferramentas informáticas constitui o Sistema de Suporte à Decisão (SSD).

Normalmente este sistema de páginas Web é organizado em menus, por forma a obter uma melhor organização e um acesso mais intuitivo às várias funcionalidades. A título de exemplo, poderá clicar nos links associados às imagens seguintes, que permitem aceder para 2 protótipos da plataforma aqui abordada:

ODEANA     ODEAVE



BIBLIOGRAFIA








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