TerraMA2: Plataforma de Monitoramento, Análise e Alerta de Extremos Ambientais

Apresentação teórica e prática do TerraMA2. CURSO - Universidade Federal de Pernambuco - UFPE.

O material pode ser utilizado desde que respeitada a licença:

TerraMA2: Plataforma de Monitoramento, Análise e Alerta de Extremos Ambientais by Laercio M. Namikawa is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License.

A plataforma TerraMA² é composta por três aplicativos ou módulos:

• Administração
• Configuração
• Apresentação WEB

E pelos serviços (executam tarefas definidas pelo módulo de configuração) de:

• Análise
• Animação
• Coleta
• Notificação

Esse conjunto de aplicativos e serviços formam o framework de execução da TerraMA², responsáveis por todo o trabalho de monitoramento, alerta e análise.
Para realizar a instalação do TerraMA² e das dependências no sistema operacional Windows, os arquivos estão disponíveis no endereço www.dpi.inpe.br/terrama2.

• Servidor de Bando de Dados PostgreSQL
• Servidor Http Apache
• Java 7
• Apache Web Java Tomcat
• Aplicativo TerraView
• Servidor WEB TerraOGC”
• Pacotes (32 e 64 bits) de redistribuição do Microsoft Visual C++

Execute o postgresql-9.4.4-1-windows-x64.exe como administrador.

Setup
	- (Next >)       * na Janela Bem-Vindo (welcome)
Setup – Installation Directory
	- (Next >)     * manter o diretório para instalação do banco
Setup – Data Directory
	- (Next >)     * manter o diretório para criar os dados
Setup – Password
	- {Password ⌨ postgres} * sugerimos o mesmo nome da conta
	- {Retype Password ⌨ postgres}
	- (Next >)
Setup – Port
	- {Port ⌨ 5432}      * manter o valor
	- (Next >)
Setup – Advanced Options
	- (Locale ▼ <selecione seu país>)      ou deixe o valor padrão (default)
	- (Next >)
Setup – Ready to Install
	- (Next >)
Setup –Installing
	* aguarde instalação
Setup – Completing the PostgreSQL Setup Wizard
	- ( ⬜ Stack Builder …)     * desative  o  item
	- (Finish)

Testar a conexão com o banco de dados utilizando aplicativo “pgAdmin III”. Execute pgAdmin III instalado junto com o postgresql:

pgAdmin III
	- (Navegador de objetos – Servidores (1) | PostgresSQL 9.4 localhost:5432)
	- (PostgresSQL 9.4 (localhost:5432))   +  [Conectar]
Conexão ao Servidor
	- {Senha ⌨ postgres}
	- (Salvar Senha)       * para que não seja solicitada na próxima conexão.
	- (OK)
pgAdmin III
	* Verifique que o banco “postgres” está disponível.

Execute o httpd-2.2.22-win32-x86-openssl-0.9.8t.msi como administrador.

Apache HTTP Server 2.2 Installation Wizard
	- (Next  >)
Apache HTTP Server 2.2 Installation Wizard – License Agreement
	- (◉  I accept the terms in the license agreement)
	- (Next  >)
Apache HTTP Server 2.2 Installation Wizard – Read This First
	- (Next  >)
Apache HTTP Server 2.2 Installation Wizard – Server Information

Caso o instalador não preencha os campos automaticamente, preencha os três campos a seguir com qualquer valor, pois o acesso a aplicativo web será feito localmente.

Apache HTTP Server 2.2 Installation Wizard – Server Information
	- {Network Domain  ⌨ teste.com}
	- {Server Name  ⌨  www.teste.com}
	- {Administrator´s Email Address  ⌨ teste@teste.com}
	- (◉  for All Users, on Port 80, as a Service - Recommended)
	- (Next  >)
Apache HTTP Server 2.2 Installation Wizard – Setup Type
	- (◉  Typical)
	- (Next  >)
Apache HTTP Server 2.2 Installation Wizard – Destination Folder
	- Manter o caminho padrão
	- (Next  >)
Apache HTTP Server 2.2 Installation Wizard – Ready to Install the Program
	- (Install)
Apache HTTP Server 2.0 Installation Wizard – Installing
	- Aguarde instalação. Responda SIM  para permissão do windows
	- (Finish)

Para testar a instalação, primeiramente, certifique-se de que o Apache esteja em execução na barra de aplicativos do Windows. Abra o seu navegador favorito e digite o seguinte endereço: http://localhost. Este é o endereço do seu servidor web local. Deverá aparecer na página a seguinte mensagem: “It works!”.

Execute o jre-7u9-windows-x64.exe como administrador.

Instalação do Java – Bem-vindo
	- (Instalar  >)
Configuração do Java
	- (Próximo  >)
Instalação do Java - Andamento
Instalação do Java - Concluída

Execute o apache-tomcat-7.0.28.exe como administrador.

Apache Tomcat Setup
	- (Next  >)
Apache Tomcat Setup – License Agreement
	- (I Agree)
Apache Tomcat Setup – Choose Components
	- (Select the type of install:  ▼   Full)
	- (Next  >)
Apache Tomcat Setup – Configuration
	- (☑ Create shortcuts for all users)     * marcar
	- {User Name ⌨ tomcat}
	- {Password ⌨ tomcat}                 * sugerimos o mesmo nome
	- (Next  >)
Apache Tomcat Setup – Java Virtual Machine
	- (Next  >)                  * manter o diretório do Java
Apache Tomcat Setup – Choose Install Location
	- (Install)
Apache Tomcat Setup – Installing
	- Aguarde instalação
Apache Tomcat Setup
	- (Finish)

O serviço será inicializado no final. Para que o gerenciador do Tomcat seja inicializado na próxima vez que o computador for reinicializada, deve-se alterar a propriedade do programa executável “tomcat7w.exe” para sempre ser executado como Administrador do sistema operacional.

• Localize o arquivo “tomcat7w.exe” na pasta “bin” criada no caminho de instalação do Apache-Tomcat, normalmente em C:\Program Files\Apache Software Foundation\Tomcat 7.0\bin .
• Escolha o item Propriedades com botão da direita sobre o nome do arquivo tomcat7w.exe

Propriedades de Tomcat7w.exe ABA Compatibilidade
	- Nível de Privilégio  ☑  Executar este programa como administrador
	- (Aplicar)
	- (OK)

Para testar a instalação, primeiramente, certifique-se de que o Apache Tomcat está em execução na barra de aplicativos do Windows. Abra o administrador do Tomcat com o procedimento a seguir.

# Iniciar – TodosProgramas – Apache Tomcat 7.0 Tomcat7 – Tomcat Manager
	Ou digite 127.0.0.1:8080/manager no seu navegador
Autenticação solicitada
	- {Nome do Usuário ⌨ tomcat}
	- {Senha ⌨ tomcat}
Navegador / manager  - Tomcat Web Application Manager
	- Verifique as aplicações instaladas

Execute o TerraView-4.2.2-x86.exe.

Instalação do TerraView 4.2.2 
	- (Próximo >)    
	- (Próximo >)     * manter os plugins selecionados
	- (Próximo >)     * local de instalação pode manter o padrão
	- (Instalar)      * Aguarde a instalação.
	- (Terminar)      * Aplicativo é aberto.

O pacote TerraOGC é composto por programas que servem os dados (PI´s) presentes em uma vista de um banco de dados TerraLib no formato do padrão OGC. Especificamente para o TerraMA² o TerraOGC disponibiliza os dados apenas nos formatos WFS, WMS e WCS.

Execute o TerraOGC_x86.exe.

Responda SIM para permissão do windows

Installer Language 
	- (Please select a language:  ▼   Português Brasileiro)
	- (OK)    
Instalação do TerraOGC
	- (Próximo >)    
Instalação do TerraOGC – Escolher Usuários
	- (◉  Instalar para qualquer um usando este computador)
	- (Próximo >)     * manter os plugins selecionados
Instalação do TerraOGC – Escolher o Local da Instalação
	* Manter a pasta indicada.
	- (Instalar)    * Aguarde a instalação.
	- (Fechar)

Para que o Apache reconheça que o servidor de mapas TerraOGC foi instalado, será necessário incluir as linhas abaixo no arquivo “httpd.conf” que está no diretório C:\Arquivos de Programas (x86)\Apache Software Foundation\Apache2.2\conf .

ScriptAlias /teogc/ "C:/Arquivos de Programas (x86)/TerraOGC/"
<Directory "C:/Arquivos de Programas (x86)/TerraOGC/">
            Options +ExecCGI
            Order allow,deny
            Allow from all
</Directory>

OBS: Esta configuração deve ser feita pelo Administrador do sistema operacional, para isto execute o Bloco de Notas como Administrador e abra o arquivo “httpd.conf” para edita conforme mostrado acima.

CUIDADO: O caminho do “Arquivo de Programas” acima pode ser diferente dependendo da versão do sistema operacional Windows instalado, se 32 ou 64 bits, ou ainda se português ou inglês. Veja neste caso (figura abaixo), que o caminho está em português na janela do Windows Explorer, mas quando se clica no campo o caminho real é mostrado.

NOTA: Reiniciar o Apache após a inclusão das linhas acima. Utilize o botão Iniciar do Windows em:

Iniciar – Todos Programas – Apache HTTP Server 2.2 – Control Apache Server – Restart

ou o atalho na barra de aplicativos abertos

Testar o TerraOGC, o link abaixo deve retornar um xml, com as características do Banco de Dados. Verifique a porta do Apache.

http://localhost/teogc/terraogcwmscgi.exe?REQUEST=GetCapabilities

IMPORTANTE: Caso não apareça um código XML, tente executar o arquivo terraogcwmscgi.exe que está na pasta C:\Arquivos de Programas\TerraOGC (ou o seu diretório de instalação do TerraOGC). Caso o problema seja falta de DLLs, execute vcredist_x64.exe (Pacote de redistribuição do Microsoft Visual C++) ou o vcredist_x86.exe, disponível aqui.

Execute o TerraMA2_x64.exe.

Responda SIM para permissão do windows.

Installer Language 
	- (Please select a language:  ▼   Português Brasileiro)
	- (OK)    
Instalação do TerraMA2  3.0
	- (Próximo >)    
Instalação do TerraMA2  3.0 – Escolher Usuários
	- (◉  Instalar para qualquer um usando este computador)
	- (Próximo >)     * manter os plugins selecionados
Instalação do TerraMA2  3.0 – Escolher o Local da Instalação * Manter a pasta indicada.
	- (Instalar)  * Aguarde a instalação.
	- (Fechar)

Após a instalação, serão criados na Área de Trabalho e no Menu Iniciar ícones correspondentes aos módulos de Administração e Configuração, Manual do Usuário e Manual de Instalação.

O módulo de alerta TerraMA² é composto de um aplicativo com interface WEB para se aberto em qualquer navegador. Esse aplicativo realiza a apresentação das análises que representam os alertas, mapas de risco, planos adicionais, dados de entrada e possui diversas funcionalidades como animação, visualização gráfica e acesso a boletins.

Para realizar a instalação do aplicativo Web TerraMA² é necessário o arquivo “AlertasWeb.war”. Esse módulo possui alguns pré-requisitos que precisam ser instalados. As dependências são: Java 7 e Apache Tomcat 7 descritos acima.

OBS: A instalação deve ser feita pelo Administrador do sistema operacional. Instalando aplicativo WEB do TerraMA2:

1. # Iniciar – TodosProgramas – Apache Tomcat 7.0 Tomcat7 – Tomcat Manager
2. ou digite no navegador http://localhost:8080/manager/html.

Autenticação solicitada

1. {Nome do Usuário ⌨ tomcat}
2. {Senha ⌨ tomcat}

Navegador / manager - Tomcat Web Application Manager - Deploy

1. { Select WAR file to upload ⌨ (Selecionar arquivo…)}

Enviar arquivo

1. (Olhar em : ▼ <pasta selecionada>)

Selecionar o caminho ??\TerraMA2UFSC2015\Aplicativos\\Instalacao_Win-x86/AlertasWeb_port

1. (Tipo de arquivo : ▼ Todos os arquivos)
2. (Nome ↕ AlertasWeb.war)
3. (Deploy)

Navegador / manager - Tomcat Web Application Manager - Applications

1. Verifique na lista de aplicações o item instalado, conforme a figura abaixo.

Download dos Dados do Curso
Para instalar estes dados, descomprima o arquivo baixado no diretório raiz do seu computador para garantir que o tutorial se refira aos diretórios corretos. Caso não possa utilizar o diretório raiz, coloque em outro qualquer, lembrando de buscar os dados no diretório selecionado ao invés do diretório sugerido no tutorial.

O material do curso compreende a plataforma TerraHidro e o GeoDMA, os quais são plugins do TerraView. Neste curso, os plugins estão em TerraViews diferentes e devem ser instalados de maneira independente. Os dados são armazenados em SGDB (Sistema Gerenciadores de Bancos de Dados) gratuitos como MySQL, Postgres e PostGIS, e, aqui será utilizado somente o banco Postgresql.

Os arquivos de instalação do TerraHidro, GeoDMA e do SGDB Postgresql no sistema operacional Windows estão disponíveis no material que acompanha este tutorial. O download pode ser realizado abaixo:

TerraView com plugin TerraHidro 0.4.4

GeoDMA, Postgres e DLLS

Para este estudo de caso, foi selecionada a bacia do Rio Pojuca, no estado da Bahia. O limite da bacia foi retirado do site do MMA, que disponibiliza em formato Shapefile (http://mapas.mma.gov.br/ms_tmp/ottobacias.shp). A linha de drenagem do rio Pojuca foi obtida a partir do site da ANA (http://hidroweb.ana.gov.br/HidroWeb.asp?TocItem=4100), que disponibiliza shapefiles com as grandes bacias brasileiras. O dado de drenagem utilizado está disponível em escala 1:250000.

As linhas de drenagem e limites da bacia com área adicional foram processados no TerraView e salvos em formato Shapefile.

Os dados de elevação do SRTM foram obtidos em resolução de 1 arco-segundo (de http://earthexplorer.usgs.gov/) e de 3 arco-segundos (de http://srtm.csi.cgiar.org/).

Para o GeoDMA, a definição de Uso e Cobertura do Solo é executada sobre uma imagem RapidEye em resolução espacial de 5 metros, que recobre a área em torno da foz do rio Pojuca. A imagem RapidEye pode ser obtida do MMA (http://geocatalogo.mma.gov.br/index.jsp). Além da imagem original, foi criada uma imagem no SPRING (www.dpi.inpe.br/spring) com as bandas 345 realçadas para facilitar a identificação de alvos.

Drenagem, Elevação e Imagens

Banco de dados do TerraView com as imagen RapidEye

Após o download e a descompressão do arquivo “TerraView com plugin TerraHidro 0.4.4” para o caminho C:\CursoTerraUFBA\Aplicativos\, execute o programa “TerraViewHidro 0.4.4-x86.exe”.

	TerraViewHidro 0.4.4 (x86) Setup Installation Options
	- (Next >)     * manter os itens selecionados
	- (Install >)     * local de instalação pode manter o padrão
	* Aguarde a instalação.
	- (Close)

Verificando a instalação do TerraView: Execute o TerraViewHidro 0.4.4-x86 instalado e verifique se o programa inicia. Caso apareça janela de “Erro do sistema”, execute os passos:

- Executar o arquivo vcredist_x86.exe no caminho C:\CursoTerraUFBA\Aplicativos\

	Microsoft Visual C++ 2010 x86Redistributable Setup
	- (I have read and accept the license terms)     * selecionar o item
	- (Install)
	* Aguarde a instalação.
	- (Finish)

Após o download e a descompressão do arquivo “GeoDMA, Postgres e DLLS”, execute o programa “install_geodma-0.2.2.exe”.

	GeoDMA-0.2.2  Setup Installation Options
	- (Next >)     * manter os itens selecionados
	- (Install)     * local de instalação pode manter o padrão
	* Aguarde a instalação.
	- (Close)

Verificando a instalação do GeoDMA: Verificando a instalação do TerraView: Execute o GeoDMA-0.2.2 instalado e verifique se o programa inicia. Caso apareça janela de “Erro do sistema”, execute os passos:

- Executar o arquivo vcredist_x86.exe no caminho C:\CursoTerraUFBA\Aplicativos\

- Selecionar o caminho C:\CursoTerraUFBA\Aplicativos\

- clique duplamente sobre o arquivo MS7_DLL.zip

- descompactar e copiar o conteúdo para a pasta onde o GeoDMA está instalado (geralmente em: C:\Program Files (x86)\GeoDMA-0.2.2)

- Responda SIM para permissão do administrador windows

Descomprimir o arquivo “Drenagem, Elevação e Imagens” para o diretório C:\CursoTerraUFBA\Dados.

O arquivo comprimido “Banco de dados do TerraView com as imagens RapidEye” contém um backup do banco para o GeoDMA. Descomprimir somente se precisar pular os passos de importação para o diretório C:\CursoTerraUFBA\TViewDB. Caso contário, somente criar o diretório C:\CursoTerraUFBA\TViewDB

Baixar e descomprimir o arquivo Tutorial.

O tutorial é composto de slides e de uma apostila prática.

Os slides são:

• Geotecnologias_DPI_UFBA - Apresentação da DPI
• 01_VisaoG_TerraHidro - Apresentação sobre o TerraHidro
• 02_Instalacao_TerraHidro - Instalação do TerraHidro e GeoDMA
• 02_PreparaDados_TerraHidro - Captura de telas com sequencia de execução da prática com TerraHidro
• 03_GeoDMA - Captura de telas com sequencia de execução da prática com GeoDMA

O índice da prática é:

1. Introdução
2. Instalação da versão Windows
   1. Servidor POSTGRESQL de Banco de Dados
   2. Instalação do TerraView com Plug-in TerraHidro
   3. Instalação do TerraView com Plug-in GeoDMA
3. Estudo de Caso - TerraHidro
   1. Criar o Banco de Dados
   2. Importar e Preparar Dados
      1. Importar Dados de Elevação
      2. Importar Dados de Limite de Bacia e Drenagem
      3. Recortar Dados de Elevação
      4. Combinar Dados de Elevação
   3. Extrair Rede de Drenagem
      1. Extrair Fluxos Locais
      2. Calcular Área de Contribuição
      3. Determinar Rede de Drenagem
      4. Determinar Segmentos de Drenagem
      5. Vetorizar os Segmentos de Drenagem
      6. Visualizar a Drenagem sobre a Altimetria
   4. Delimitar Bacias Hidrográficas
      1. Delimitar bacia para cada trecho de drenagem
      2. Vetorizar bacia para cada segmento de rede de drenagem
      3. Definir Pontos Isolados para Delimitação de Bacias
      4. Delimitar bacia para cada ponto definido sobre a rede de drenagem
      5. Vetorizar bacia
   5. Emprego do Height Above Nearest Drainage - HAND
      1. Criar a Grade de Diferença de Altimetria HAND
      2. Definir Faixas de Altimetria HAND
   6. Outras Ferramentas do Terra
      1. HidroCriar a Grade de Declividade em %
      2. Calcular Comprimento e Delimitar Rio Principal
4. Estudo de Caso - Geo DMA
   1. Criar o Banco de Dados
   2. Importar e Preparar Dados
      1. Importar Dados de Imagem RapidEye
      2. Comparar a Imagem RapidEye com a Drenagem do TerraHidro
   3. Segmentar a Imagem
      1. Iniciar o Plug-in GeoDMA
      2. Segmentar com Algoritmo Baatz
   4. Extrair Atributos dos Segmentos da Imagem
      1. Selecionar os Dados de Entrada
      2. Extrair Atributos
      3. Visualizar Atributos
   5. Classificar Segmentos da Imagem por Método Não-Supervisionado
   6. Classificar Segmentos da Imagem por Classificação Supervisionada
      1. Treinar
      2. Classificar
      3. Visualizar e Analisar a Classificação