Implementação do Geoprocessamento em Empresas de Saneamento

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Palestra Ministrada pelo Engenheiro Sr. José Maria Villac Pinheiro

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Implementação do Geoprocessamento em Empresas de Saneamento

  1. 1. Implementação do Geoprocessamento em Empresas de Saneamento eng. José Maria Villac Pinheiro
  2. 2. • Situação do saneamento no Brasil Perda de 42 % no faturamento de água tratada fonte: Ministério das Cidades - SNIS estudos mostram que pode chegar a 52%
  3. 3. • Situação do saneamento no Brasil R$ 7,6 bilhões anuais em perda de faturamento fonte: Ministério das Cidades
  4. 4. • E no Japão?
  5. 5. • Como reduzir a perda?
  6. 6. • E como reduzir a pressão na rede?
  7. 7. • O cadastro de redes nas empresas de saneamento iniciou com o papel Fonte: Pref. Mun. Cabreúva
  8. 8. • O cadastro de redes nas empresas de saneamento iniciou com o papel
  9. 9. • Com o CAD o trabalho em nankin ou a lápis, passou a ser realizado no computador
  10. 10. • Surgimento do SIG (Sistema de Informações Geográficas) - GIS Número Material Diâmetro Comprimento 1 PVC 50 mm 10,50 m 2 FF 100 mm 200,15 m 3 FF 150 mm 50,00 m 4 PVC 100 mm 152,40 m Muitos arquivos CAD Banco de Dados
  11. 11. • Surgiram as ferramentas de correção topológica
  12. 12. • Várias operações deviam ser realizadas para converter de CAD para SIG/GIS
  13. 13. • Para obter este resultado final neste caso as duas linhas pretas
  14. 14. • Redes cruzam mas não existe cruzeta
  15. 15. • Muitas imagens de satélite ou de vôos. Imagens pesadas > 100 MB cada
  16. 16. • Foram criados formatos que comprimem mais as imagens, ao custo de perda da resolução das mesmas, ou é reduzida a resolução da mesma.
  17. 17. • Alguns recortavam imagens em vários pedaços.
  18. 18. • Surgimento do Banco de Dados Geográfico
  19. 19. • Resolução de uma foto aérea
  20. 20. • Resolução de uma imagem de satélite Porto Rio de Janeiro
  21. 21. • Etapas para implementação do cadastro de técnico de redes integrado ao cadastro comercial
  22. 22. • Em uma tubulação de água existem: – Trechos de rede – Ligações de água – Macromedidores – Pontos de vazamento – Caixa d’água ou bombas – Redutores de pressão – Etc.
  23. 23. • Portando precisamos cadastrar inicialmente os trechos de redes, consumidores, macromedidores, bombas, caixas d’água, redutores de pressão, caps e descargas. • Alem dos dados referentes aos mesmos.
  24. 24. • Recadastramento de redes
  25. 25. • Redes Fonte: SAAE Carmo de Minas
  26. 26. Rede A Rede B 1 2 Nó 3 Rede C 4 Banco de dados Trecho de Rede Nó Inicial Nó final A 1 2 B 2 3 C 3 4
  27. 27. • Ramais e hidrometros Fonte: Condomínio Sumer Palace Fonte: SAAE Juazeiro
  28. 28. • Consumidores
  29. 29. • Os consumidores: Sentido horário Número sequencial da ligação (geralmente em metros ou em dezenas Número predial Mapa Comercial de Ligações em Papel
  30. 30. • CAD
  31. 31. • Recadastramento do consumidor
  32. 32. • Cadastro de ramais/ligações Número do lote da Prefeitura Número predial Número sequencial da ligação (geralmente em metros ou em dezenas Número da quadra
  33. 33. • Ramais Consumidor 2 Consumidor 1 Ramal de ligação Sem quebra na rede secundária Número do ramal Consumidor n
  34. 34. • Ramais Consumidor 1, 2, …, n (em um único ponto) Ramal de ligação Sem quebra na rede secundária Número do ramal
  35. 35. • Ramais Banco Geográfico (mapas) Banco Comercial (cobrança e ordens de serviço) número do consumidor número do consumidor (não altera os dados comerciais, somente insere ou retira um consumidor)
  36. 36. Banco Geográfico (mapas)
  37. 37. Banco Comercial (cobrança e ordens de serviço)
  38. 38. • Distribuição de demandas de consumo
  39. 39. Fonte: DAEV – Valinhos - Eliseu
  40. 40. • Medição de pressão na rede Fonte: SAE Indaiatuba
  41. 41. • Comparação entre a pressão medida e a pressão calculada Fonte: SAE Indaiatuba
  42. 42. • Medidor de pressão Fonte: LAMON
  43. 43. Fonte: DAEV – Valinhos - Eliseu • Comparação entre a pressão medida em campo com a pressão calculada no Epanet
  44. 44. Fonte: DAEV – Valinhos - Eliseu
  45. 45. Acumulado no nó: 180/2 + 200/2 = 190 m3 Total 180 m3 Acumulado no nó: 180/2 = 90 m3 10 m3 10 m3 20 m3 100 m3 20 m3 10 m3 10 m3 190 m3 200 m3 10 m3 5 m3 10 m3 10 m3 15 m3 10 m3 10 m3 10 m3 Total 80 m3 Total 200 m3 140 m3 90 m3 Total 0 m3 40 m3 Acumulado no nó: 80/2 = 40 m3 Acumulado no nó: 80/2 + 200/2 = 140 m3
  46. 46. Nó 8 Nó 7
  47. 47. Nó 8 Nó 7
  48. 48. • Arquivo exportado do SIG para o EPANET (.inp) Nós [TITLE] [JUNCTIONS] ;ID Elev Demand Pattern 2 116 0 ; 3 116 11.8 1 ; 4 114 6.4 1 ; 5 110 5.2 1 ; 7 114 8.7 1 ; 8 116 20.2 1 ; 6 112 8.9 1 ; 10 110 3 2 ;
  49. 49. • Arquivo exportado do SIG para EPANET - Redes [PIPES] ;ID Node1 Node2 Length Diameter Roughness MinorLoss Status 1 2 3 1700 350 120 0 CV ; 2 3 4 1560 200 135 0 Open ; 3 5 4 1870 150 135 0 Open ; 6 7 8 1560 100 135 0 Open ; 9 8 9 1700 200 135 0 Open ; 7 4 7 1790 150 135 0 Open ; 8 3 8 1790 200 135 0 Open ; 4 5 6 1920 100 135 0 Open ; 5 6 7 1000 100 135 0 Open ;
  50. 50. Região consumo > 0,5 l/s Fonte: COMPESA – Consórcio ABF/ETEP – NEXUS Fonte: COMPESA – Consórcio ABF/ETEP – NEXUS
  51. 51. Consumos > 0,03 l/s
  52. 52. Fonte: DAEV – Valinhos - Eliseu • Pressões na rede em 3D junto com o Modelo Digital de Terreno
  53. 53. Fonte: DAEV – Valinhos - Eliseu • Isolinhas de pressão ao meio dia
  54. 54. • Boas práticas na implementação de um cadastro digitalizado unificado.
  55. 55. • O que pode vir a ser levantado em um cadastramento de ramais e hidrômetros? Fonte: SAAE Indaiatuba
  56. 56. • Registro de ramais de água e esgoto Campo Categoria Nome da Coluna Descrição Tipo 1 Água ramal Posição do hidrômetro com relação a face do lote Desconhecido, esquerda, direita, meio 2 Água ramalDistancia Distância do ramal a partir da lateral escolhida do lote. Real 3 Água ramalReferencia Lateral de referência do lote, com relação a qual foi medido o campo 2, utilizada no caso do campo 1 possuir o valor meio. Esquerda, direita 4 Água ramalMaterial Índice do tipo de material do ramal de água. Inteiro 5 Água Localização Índice da localização do ramal de água. Desconhecido, rua, calçada. Inteiro 6 Água Profundidade Profundidade do ramal de água Real 7 Água distanciaAgua Distância da rede a guia ou face do lote (a definir) Real 8 Água diametroAgua Diâmetro de rede de água ao qual o hidrômetro está conectado Real 9 Água material Material da tubulação secundária ao qual o ramal do hidrômetro está conectado String(15) 10 Água Localização Índice da localização da rede de água. Desconhecido, rua, calçada. Inteiro
  57. 57. • Registro de ramais de água e esgoto Campo Categoria Nome da Coluna Descrição Tipo 11 Água Profundidade Profundidade da rede de água Real 12 Esgoto caixa Posição da caixa de esgoto com relação a face do lote Desconhecido, esquerda, direita, meio 13 Esgoto caixaDistancia Distância da caixa a partir da lateral escolhida do lote. Real 14 Esgoto ramalReferencia Lateral de referência do lote, com relação a qual foi medido o campo 4, utilizada no caso do campo 4 possuir o valor meio Esquerda, direita 15 Esgoto ramalMaterial Índice do tipo de material do ramal de esgoto. Inteiro 16 Esgoto Localização Índice da localização do ramal de esgoto. Desconhecido, rua, calçada. Inteiro 17 Esgoto Profundidade Profundidade do ramal de esgoto Real 18* Lote codLograd Código do logradouro, de onde encontra-se o lote Num(4) 20 Esgoto distanciaEsgoto Distância da rede a guia ou face do lote (a definir) Real * Buscar no cadastro de consumidores
  58. 58. • Registro de ramais de água e esgoto Campo Categoria Nome da Coluna Descrição Tipo 21 Esgoto diametroEsgoto Diâmetro de rede de esgoto ao qual o ramal de esgoto está conectado Real 22 Esgoto material Material da tubulação secundária ao qual o ramal de esgoto está conectado String(15) 23 Esgoto Localização Índice da localização da rede de esgoto. Desconhecido, rua, calçada. Inteiro 24 Esgoto Profundidade Profundidade da rede de esgoto. Real 25* Lote numeroImovel Número do imóvel onde se encontra o hidrômetro Num(5) 26* Lote compImovel Número do complemento do imóvel onde se encontra o hidrômetro String(10) 27 Lote numeroFoto Número da foto do lote em que foram medidos os dados. Pode conter o número da foto da não conformidade, quando ocorrer, com o respectivo registro de não conformidade. Será fornecida uma chave para uma tabela secundária (índice). Inteiro * Buscar no cadastro de consumidores
  59. 59. Posição do hidrômetro com relação a face do lote esquerda meio direita
  60. 60. Distância do ramal a partir da lateral escolhida do lote. Posição: meio Referência: esquerda Material do ramal de água Localização do ramal de água: rua ou calçada Distância do ramal a partir da lateral escolhida do lote
  61. 61. Distância do ramal a partir da lateral escolhida do lote. Posição: meio Distância da rede a guia ou face do lote Diâmetro da rede ao qual o hidrômetro está conectado Material da tubulação ao qual o ramal está conectado Localização da rede de água: rua, calçada ou desconhecido
  62. 62. Posição: meio Profundidade Profundidade do ramal Profundidade da rede de água
  63. 63. • Quando possível, obter foto frontal do imóvel e a localização do hidrômetro
  64. 64. • Auditoria Item auditado Categoria Descrição 1 Água Foi anotada a posição do hidrômetro com relação a face do lote? 2 Água Se a posição era o meio, foi anotada a distância? 3 Água Se a posição era o meio, foi anotada em relação a que face do lote refere-se a distância? 4 Água O número de hidrômetros está correto? 5 Esgoto Foi anotada a posição da caixa de esgoto com relação a face do lote? 6 Esgoto Se a posição era o meio, foi anotada a distância? 7 Esgoto Se a posição era o meio, foi anotada em relação a que face do lote refere-se a distância? 8 Lote Foi anotado o número do imóvel onde se encontra o hidrômetro? 9 Lote Foi tirada a foto da frente do lote? 10 Lote O número da foto está correto ao anotado? Fonte: CAB Piquete Alguns anotam constantemente outros não. Treinamento. É importante constar quem foi o responsável pelas informações e a data em que foi realizada a instalação para certificar a qualidade Das informações
  65. 65. • Auditoria Local auditado Auditoria 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  66. 66. • Como formar um mapeamento inicial quando não tenho mapeamento com um baixo custo?
  67. 67. • Teodolito óptico
  68. 68. • Distanciômetro Fonte: Univ. Est. Feira de Santana
  69. 69. • Estação Total – Mede ângulos e distâncias – É a junção do teodolito com o distanciômetro eletrônico montados em um só bloco. – Capaz de armazenar dados e executar alguns cálculos em campo – Pode calcular as posições x, y e z dos pontos examinados – Algumas possuem GPS
  70. 70. • Estação total • Medição com prisma até 2 km • Precisão 2mm • Armazenamento 24 mil pontos • Precisão 2” ou 5” Fonte: Topcon
  71. 71. • Receptores GNSS (Global Navigation Satellite System) • Fornece o posicionamento geo-espacial da latitude, longitude e altitude em um determinado tempo. • GPS – Estados Unidos • GLONASS – Russia Fonte: Wikipedia Fonte: INPE Fonte: Santiago & Cintra
  72. 72. • Receptores GNSS Fonte: Santiago & Cintra
  73. 73. • Referência • Digitar no Google: GPS para Iniciantes • http://geosenso.com/arquivos/GPS%20para% 20iniciantes%20-%20INPE.pdf
  74. 74. • Mapeamento georreferenciado • Imagens de satélite bruta podem vir com erros de posicionamento de 12 a 25 metros, dependendo do relevo.
  75. 75. • Se você não possui um mapeamento georreferenciado preciso: – Opção 1: Contrate um vôo e restituição
  76. 76. • Avião tira as fotos • São levantados pontos notáveis em campo • As fotos são ajustadas a estes pontos precisos Fonte: MundoGeo
  77. 77. • É feita a restituição das guias, quadras, etc. • São desenhadas as curvas de nível • É gerado o Modelo numérico do terreno Fonte: Fiducial Engenharia Fonte: LaserMap
  78. 78. • Se você não possui um mapeamento georreferenciado preciso: – Opção 2: Contrate um levantamento topográfico em campo das quadras, arruamento, pontos notáveis, com as respectivas cotas. – Contrate junto o fornecimento das curvas de nível e Modelo Digital de Terreno
  79. 79. • Compre uma imagem de satélite • Compre o ajuste da imagem ao seu levantamento em campo. Fonte: DAEV - Votuporanga
  80. 80. • Recadastramento de redes cadastro dos PVs
  81. 81. • Levantamento de PVs 4 5 3 2 1
  82. 82. • Implementação de processos no cadastro de redes e consumidores.
  83. 83. • Nova ligação Geração da Ordem de Serviço de nova ligação Novo consumidor ligado em campo Atualização do cadastro do consumidor no sistema comercial Cadastro do consumidor no mapa Fechamento da Ordem de serviço
  84. 84. Fonte: Diário Regional Mato Grosso Fonte: Águas de Guariroba
  85. 85. • Retirada de uma ligação Geração da Ordem de Serviço de retirada de uma ligação Ligação é retirada em campo Atualização do cadastro do consumidor no sistema comercial Eliminação do consumidor no mapa Fechamento da Ordem de serviço
  86. 86. • Não confundir a retirada de uma ligação com o corte de uma ligação • No corte de uma ligação, ela continua existindo geograficamente no mapa • Em uma retirada, o ramal, hidrômetro ou ambos são retirados fisicamente em campo
  87. 87. • Não esquecer da infra-estrutura de rede. Sempre dê preferência a cabeamento óptico. • Veja no poste se já existe Fonte: forionbr Fonte: a9info
  88. 88. • Você mesmo pode passar o cabeamento • Veja o melhor caminho para interligar as unidades Fonte: Rogério Cerqueira, abertura de valas
  89. 89. • Controle e administração do SIG
  90. 90. • O SIG deve ser um projeto da empresa e não de um departamento
  91. 91. • Entendimento detalhado dos processos de negócios de saneamento • Entendimento das necessidades operacionais e de gerenciamento da empresa
  92. 92. • Planejamento Estratégico
  93. 93. • Matriz Estratégica Fatores Externos Oportunid ades Ameaças (O/A) Fatores Internos Forças (+) Fraqueza s (-) 1 Desenhos das redes são enviados sem muita informação e com difícil entendimento A Acumulo de serviços devido a mapas quen necessitam ser explicados por telefone ou visita. - 2 Consumidor reclama que atendente não sabe informar se existe rede de água em frente a sua residência. A Tubulações quando cadastradas, estão sem precisão de posicionamento. -
  94. 94. • Ações estratégicas Fatores Internos Situação Atual Situação Desejada Ações a Serem Implementadas Acumulo de serviços devido a mapas quen necessitam ser explicados por telefone ou visita. Pessoal nos municípios com pouco treinamento e recursos computacionais para fornecer croquis detalhados das tubulações Recebimento de croqui padronizado, otimizando o trabalho do dia a dia Definir forma dos municípios enviarem desenhos mais precisos Tubulações quando cadastradas, estão sem precisão de posicionamento. Não existe mapeamento georreferenciad o Possuir mapeamento georreferenciado Adquirir mapeamento georreferenciado do município.
  95. 95. • Priorização e planejamento ALTERNATIVAS DE AÇÕES A SEREM IMPLEMENTADAS 1 Definir a forma dos municípios enviarem os desenhos mais precisos 2 Adquirir mapeamento georreferenciado do município. 2 3 2 1 4 4 4 1 5 4 5 5 5 6 6 4 6 6 1 7 7 5 7 7 2 1 Alternativas 1 2 3 4 5 6 7 Freqüência 4 3 0 3 4 3 3 Priorização 1 5 4 7 6 2 3
  96. 96. O que (ações estratégicas) Quem Quando Período Quanto Por que Onde Como 1 Definir forma dos municípios enviarem desenhos mais precisos 1. Levantar situação atual junto a todos os municípios. 2. Levantar equipamentos disponíveis 3. Realizar treinamento junto aos responsáveis dos municípios 4. Fornecer software e hardware para execução dos trabalhos 5. Receber desenhos precisos e atualizados dos croquis. 6 Tubulações quando cadastradas, estão sem precisão de posicionamento. 1. Verificar se Prefeitura possui algum tipo de mapeamento. 2. Levantar preço de agrimensura com precisão. 3. Levantar custo de aquisicão de imagem de satélite. 4. Aquisição
  97. 97. • Metodologia ágil – Cadastrar consumidores no mapa 200030001001 200030002001 200030003001
  98. 98. • Metodologia ágil – Gerar Modelo de Terreno
  99. 99. • Epanet Z (http://www.zonums.com/epanetz.html)
  100. 100. • Cotas (ferramenta CAD) • http://www.lenhs.ct.ufpb.br/html/downloads/serea/6serea/TRABALHOS/trabalhoU.pdf
  101. 101. • Metodologia ágil – Atualizar diariamente as redes no sistema utilizado atualmente – Implementar o processo de atualização de redes e consumidores
  102. 102. • Arquivo CAD e Shp sobrepostos
  103. 103. • Epanet
  104. 104. • Epanet
  105. 105. • Epanet
  106. 106. • Arquivo CAD
  107. 107. • Arquivo CAD e Shp sobrepostos
  108. 108. • Epanet
  109. 109. • Epanet e CAD
  110. 110. • Conversão de consumidores
  111. 111. • Monte equipe para a conversão de dados
  112. 112. • O SIG deve servir a todos
  113. 113. • Atendimento ao público
  114. 114. • 0800
  115. 115. • Manutenção
  116. 116. • Departamento Comercial
  117. 117. • Engenharia
  118. 118. • Associação dos croquis
  119. 119. • Acompanhamento de ordens de serviço em tempo real
  120. 120. • Mapas temáticos por tipo de material
  121. 121. • Integração com o sistema comercial
  122. 122. • Localização de clientes
  123. 123. • Localização do imóvel
  124. 124. • Acesso ao mapa
  125. 125. • Consumidor localizado
  126. 126. • Consumidor selecionado
  127. 127. • Poucos botões
  128. 128. • Localização de consumidores com piscina
  129. 129. • Irregularidade na tampa de esgoto
  130. 130. • Consumidor com a irregularidade apresentado
  131. 131. • Rotas de leitura Fonte : Copel-PR
  132. 132. • Coletores tronco - esgotos
  133. 133. • Gestão de obras em andamento
  134. 134. • SPRING – Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas • Português, Inglês, Espanho e Francês • Windows e Linux, 32 e 64 bits • Opera com banco de dados geográfico • Dados vetoriais e matriciais (raster) • Integração com sensoriamento remoto
  135. 135. • Leitura de imagens 8 ou 10 bits
  136. 136. • Impressão
  137. 137. • Registro de imagens
  138. 138. • Processamento de imagem • Melhorar a qualidade da imagem
  139. 139. • Classificação – Extração de informação em imagens para reconhecer padrões de objetos homogêneos • Processamento de Imagens de Radar
  140. 140. • Manipulação de dados vetoriais
  141. 141. • Modelagem númérica – Introdução de isolinhas
  142. 142. • Modelagem numérica – Grade triangular
  143. 143. • Modelagem numérica – Fatiamento da grade numérica para gerar imagem temática de cotas
  144. 144. • Modelagem numérica – Geração do mapa altimétrico
  145. 145. • Modelagem numérica http://adriloaz.blogspot.com.br/2010/04/como-fazer-oculos-3d.html
  146. 146. • Análise e consulta espacial
  147. 147. • Análise e consulta espacial
  148. 148. • Geração de cartas para impressão Fonte: DAEV – Valinhos – Eliseu
  149. 149. • SQLServer, Postgres, Oracle, PostGIS e outros
  150. 150. • Vistas e temas
  151. 151. • Análises básicas Dispersão 3D 3 atributos para cada objeto geográfico
  152. 152. • Manipulação imagens (dados matriciais)
  153. 153. • Operações espaciais
  154. 154. • Visualização de diferentes informações geográficas na mesma tela
  155. 155. • Análises espaciais
  156. 156. • Geocodificação de endereços
  157. 157. • Geocodificação de endereços
  158. 158. • Geocodificação de OSs abertas
  159. 159. • OGC WMS Cliente
  160. 160. • Impressão
  161. 161. • Edição
  162. 162. • Google KML
  163. 163. • Processamento de imagens
  164. 164. • Exemplo de aplicação de 6 linhas
  165. 165. • Vídeos http://www.youtube.com/user/nexusgeoenge nharia/featured
  166. 166. • Links com instaláveis e código-fonte
  167. 167. • DXF2EPA
  168. 168. • SHP2EPA
  169. 169. • SHP2EPA
  170. 170. • Converte DXF para INP (Epanet)
  171. 171. • http://geosan-brasil.blogspot.com.br
  172. 172. • www.openstreetmap.org
  173. 173. • www.openstreetmap.org
  174. 174. • www.openstreetmap.org
  175. 175. • www.openstreetmap.org Confirmar com pontos em campo a precisão do mapa
  176. 176. • Mapas Web com alertas Alerta Pressão abaixou drasticamente no setor A.
  177. 177. • ArcFM • GeoSan • SmallWorld – Diferença principal destes sistemas com relação ao ArcGIS, AutoCAD Map, MapInfo, Spring e outros é que eles estendem o conceito de ponto para uma válvula ou outro componente de rede. A topologia de um trecho de rede é que está conectada a dois nós.
  178. 178. • ArcFM
  179. 179. • GeoSan
  180. 180. • GeoSan Fonte: DAEV – Valinhos - Strategos
  181. 181. • SmallWorld
  182. 182. • Epacad

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