Como usuário antigo de Sistemas de Informações Geográficas, venho sempre testando softwares gratuitos e/ou de código aberto como alternativa ao ArcGIS, que é caro e, bem, muito mais cheio de problemas do que seria de se esperar para um software dessa faixa de preço. Já testei o MapWindows, TerraView, QuantumGIS, OpenJump, gvSIG e alguns outros que nem consigo me lembrar. Até alguns anos atrás, foram os dois últimos que me pareceram os melhores, mas ainda assim sentia que, para trabalhos mais exigentes, o ArcGIS ainda era a melhor opção.

Recentemente isso mudou. O antigo QuantumGIS, agora chamado apenas de QGIS, evoluiu muito ao longo dos anos e tem se mostrado extremamente robusto, poderoso em suas funcionalidades e ao mesmo tempo amigável ao usuário, mesmo para os menos experientes. Chamam a atenção, especialmente, a baixíssima taxa de problemas ao rodar análises espaciais (que no ArcGIS vez ou outra resultam em erros fatais, fechando o programa e perdendo o que havia sido feito) e a velocidade de processamento, mesmo em grandes camadas de dados.

Por isso, resolvi fazer esse tutorial que, ao mesmo tempo que pode ser uma boa introdução ao QGIS, cobrindo alguns aspectos essenciais e dando um primeiro “empurrãozinho” a quem quer aprendê-lo, pode se revelar útil para quem busca realizar esse tipo de mapa, muito comum em estudos urbanos.

Antes da construção do mapa propriamente dito, é importante considerarmos algumas operações básicas do QGIS, que servirão de bases para todos os passos posteriores.

Operações básicas

Interface

A interface do QGIS é muito simples: à esquerda ficam o navegador de arquivos e as camadas de informação já inseridas no projeto; à direita fica a visualização dos dados, isto é, o mapa.

Adicionar uma camada de dados

Para adicionar uma nova camada de dados, que é o procedimento mais comum, navegue até a pasta em que os arquivos da camada se encontram usando o navegador (1), clique sobre o nome do arquivo e o arraste para (2). A camada deve aparecer em (3). Se não aparecer, clique em Exibir > Zoom Ver Tudo para ajustar o zoom para todo o limite da camada de dados.

Salvar e abrir um arquivo do QGIS

Um projeto do QGIS é composto por um arquivo que salva a referência a todas as camadas em uso, bem como sua simbologia. Para salvar, vá em Projeto > Salvar… e selecione a pasta desejada. Para abrir um projeto salvo anteriormente, vá em Projeto > Abrir e navegue até a pasta em que se encontra o arquivo.

Fazer um mapa temático

Para fazer um mapa temático, o procedimento base é selecionar a forma de representação de uma camada de dados. Para isso, clique com a direita sobre o nome da camada em (2) e selecione Propriedades. Em seguida, é preciso selecionar o tipo de mapa a ser elaborado, o que por sua vez depende do tipo de informação que está sendo mapeada:

• Se a camada de dados possui apenas um tipo de dado a ser mostrado (por exemplo, escolas) e eles não precisam ser diferenciados, selecionar “Símbolo Simples”;
• Se a camada de dados possui informação de natureza qualitativa (por exemplo, usos do solo), selecionar “Categorizado”;
• Se a camada de dados possui informação de natureza quantitativa (por exemplo, densidade), selecionar “Graduado”.

Agora é preciso selecionar qual a coluna da tabela de atributos será usada para fazer o mapa.

Por fim, clique em “Classificar” e, em seguida, em OK.

1. Captura dos shapefiles dos setores censitários do IBGE

• Baixar os setores no site do IBGE. Procure na seção Geociências> Downloads (à esquerda) > organizacao_do_territorio > malhas_territoriais > malhas_de_setores_censitarios__divisoes_intramunicipais > censo_2010 > setores_censitarios_shp. Em seguida, clique no nome do estado desejado.
• Baixe o arquivo XX_setores_censitarios.zip e o descompacte em uma pasta de sua preferência.
• O arquivo contém 1 shapefile composto por 4 arquivos com diferentes extensões. Abrir o arquivo no QGis (o nome começa com o código do estado – 2 dígitos – e depois “SEE” e mais alguns códigos). Para abrir o arquivo, navegue pelo HD utilizando o Browser localizado à esquerda até chegar à pasta desejada, clique e arraste o arquivo para a janela Layers (2).
• O mapa de todo o estado deve aparecer em (3). Agora é preciso separar apenas os setores do Município desejado; para isso vamos selecionar por atributos: no menu, vá em Camada > Consulta> 2 cliques em NM_MUNICIP; 1 clique em “=”; 1 clique em “Tudo”; 2 cliques no nome do município desejado;

• Na caixa “Provider specific filter expression” deve aparecer algo como (NM_MUNICIP=’Nome do município’);
• Se preferir, é possível digitar a expressão, cuidando para que o nome do campo esteja entre aspas duplas e o valor do campo em aspas simples.

• Clicar Ok – apenas os setores censitários do município devem aparecer agora em (3);
• Clicar com a direita sobre o nome do layer > Salvar Como…;
• Certifique-se que a opção “Format” está marcada como shapefile;
• Em Salvar como clique em “Buscar” e selecionar a pasta e o nome do novo arquivo a ser criado. Sugestão: Municipio_UTM_Sirgas.shp;
• Em SRC, clique em no pequeno botão localizado à direita da lista de seleção; Em “Filtro”, digitar “sirgas 2000”;
• Na lista “Sistema de referência de coordenadas do world”, selecionar “SIRGAS 2000 / UTM zone XXS”; consultar imagem abaixo para saber qual o número da faixa UTM em que seu município se encontra. Essa operação é muito importante porque é através dela que o mapa será posicionado corretamente sobre a superfície da terra, e permitirá o cálculo de distâncias e áreas.

Fonte: aqui.

• Clicar em Ok;
• Clicar em Ok novamente;

• Iniciar novo arquivo do zero clicando no ícone “Novo” no canto superior esquerdo (pode descartar as alterações);
• Adicionar o shapefile que foi criado usando o mesmo procedimento descrito anteriormente, usando o navegador (1) – clicar no ícone de atualizar no navegador se o arquivo criado não aparecer na lista;
• Clicar com a direita sobre o nome do layer e selecionar Abrir Tabela de Atributos;
• Clicar em “Alternar modo de edição” na janela de atributos (primeiro botão à esquerda);
• Clicar em “Abrir calculadora de campo” (primeiro botão à direita);
• Marcar a caixa de seleção “Criar um novo campo”;
• Em “Nome do novo campo” digitar “area_ha”;
• Em “Tipo do novo campo” selecionar “Número decimal (real)”;
• Em “Precisão”, digitar 3;
• Em “Funções”, expanda “Geometria” e clique duas vezes em “$area” – essa expressão deve aparecer na janela ao lado (Expressão);
• Na janela “Expressão”, digitar “/10000” (sem as aspas) logo após o “$area” (para dividir a área do setor censitário, que estará em metros, por 10.000, para calculá-la em hectares);
• Ok;
• Se os valores não aparecerem, clique no título da coluna;
• Na janela da tabela de atributos, clique em “Salvar alterações” (segundo botão da esquerda para a direita);
• Clicar em “Alternar modo de edição” (primeiro botão à esquerda) para sair do modo de edição (alguns botões voltam a ficar desabilitados);

2. Captura dos dados alfanuméricos de cada Município – Censo

Uma vez tendo a base com os setores censitários, é preciso adicionar as informações alfanuméricas do Censo. No nosso caso, estamos interessados na população em cada um dos setores.

Essas informações são obtidas em um conjunto de tabelas que o IBGE disponibiliza separadamente dos setores. Nossa tarefa é, primeiro, identificar em qual tabela e qual coluna está a informação que desejamos adicionar aos setores; segundo, vincular essa tabela aos setores, para que o QGIS possa saber qual linha da tabela corresponde a qual setor censitário.

• Baixar as tabelas de dados alfanuméricos em: ibge.gov.br > Estatísticas > Downloads > Censos > Censo Demográfico 2010 > Resultados do Universo > Agregados por Setores Censitario;
• Baixe o arquivo correspondente ao Estado desejado e descompacte o arquivo ZIP para uma pasta de fácil acesso em seu HD (evite o Desktop; prefira caminhos simples como c:/dados);
• Se o link não funcionar, tente mudar de navegador (para o Internet Explorer, por exemplo);
• No QGis, em um arquivo em branco, adicionar a tabela CSV (ex.: Basico_SC.csv): Camada > Adicionar Camada > Adicionar camada a partir de um texto delimitado… Certifique-se de que as configurações estão como na imagem abaixo

• Selecionar por atributos apenas os setores do Município desejado: Camada > Filtrar > 2 cliques em “Nome_do_municipio”; 1 clique em “Like”; 1 clique em “Tudo”; 2 cliques no nome do município desejado;
• Na caixa “Fornecedor de expressão de filtragem específica” deve aparecer algo como “Nome_do_municipio” LIKE ’Nome do município’;
• Caso o nome do seu município contenha acentos, substitua todas as ocorrências por um underline: “Nome_do_municipio” LIKE ’Nome do munic_pio’;
• Clicar Ok
• Abrindo a tabela de atributos (clicar com a direita > Abrir tabela de atributos) apenas os setores censitários do município desejado devem estar aparecendo agora;
• Clicar com a direita sobre o nome do layer > Salvar Como…
• Na opção “Formato” selecione “Comma Separated Value [CSV]”;
• Em Salvar como… clique em “Buscar” e selecione a pasta e o nome do novo arquivo a ser criado: Municipio_Basico.csv
• Atualize o vista no Navegador (1) (primeiro botão à esquerda) e insira a tabela recém-criada (Municipio_Basico.csv) arrastando-a para (2)
• Remova a tabela antiga, para não confundir (Basico_SC.csv);
• Para verificar se deu tudo certo, clique com a direita sobre o nome da nova tabela e vá em Propriedades > Campos. Verifique se o campo “Cod_setor” possui o tipo “Qstring”. Se sim, você pode pular para o passo 3 abaixo. Se o campo está como Integer ou Double, isso quer dizer que ele está definido como um número e isso criará problemas no momento de fazer a vinculação dessa tabela alfanumérica com o shapefile, em cuja tabela o campo correspondente está como String (texto).
• Precisamos então converter o campo para texto: clicar com a direita sobre o nome da tabela e > Abrir Tabela de Atributos;
• Clicar em “Alternar modo de edição” na janela de atributos (primeiro botão à esquerda);
• Clicar em “Abrir calculadora de campo” (primeiro botão à direita);
• Marcar a caixa de seleção “Criar um novo campo”;
• Em “Nome do novo campo” digitar “CODIGO_S”;
• em “Tipo do novo campo” selecionar “Texto (string)”;
• em “Largura do campo de saída”, digitar 20;
• Em “Funções”, expandir “Conversões” e clicar duas vezes em “tostring”;
• Ainda em “Funções”, expandir “Campos e valores” e clicar duas vezes em COD_SETOR;
• No campo “Expressão” insira um parênteses para fechar a expressão: tostring( “COD_SETOR”);
• Ok;
• Abra a tabela de atributos e confira se o novo campo foi criado com o código de cada setor;
• Na janela da tabela de atributos, clique em “Salvar alterações” (segundo botão da esquerda para a direita);
• Clicar em “Alternar modo de edição” (primeiro botão à esquerda) para sair do modo de edição (alguns botões voltam a ficar desabilitados);

3. Vincular o shapefile dos setores censitários às informações da tabela

Agora que temos os setores censitários prontos (com um campo criado com a área em hectares) e a tabela de atributos com a informação de população, precisamos vincular um ao outro.

• Seguindo o procedimento de inserção de camadas já descrito, inserir no mapa os dois produtos anteriores: o shapefile com os setores (Municipio_UTM_Sirgas.shp) e a tabela com os dados do Censo (Municipio_Basico.csv);
• Clicar com a direita sobre o nome do layer de setores > Propriedades > União…;
• Clicar no sinal de adicionar (+) abaixo à esquerda;
• Em “Unir Camada”, certifique-se que “Municipio_Basico.csv” está selecionado;
• Em “Unir campo”, selecione o campo que foi convertido para string: “CODIGO_S”;
• Em “Campo alvo”, selecione o campo “CD_GEOCODI”;
• Ok;
• Ok novamente;
• Abra a tabela de atributos do shapefile dos setores e veja que os campos da tabela Basico foram acrescentados à tabela do shape;
• Agora já é possível fazer os mapas, mas antes é preciso salvar o projeto: no menu superior Projeto > Salvar – Selecione a pasta desejada e o nome do arquivo.

4. Calculando a densidade habitacional

Para completar as informações básicas, vamos calcular a densidade; para isso, precisamos do layer dos setores vinculado à tabela de dados do IBGE;

• Se a tabela do layer de setores ainda não estiver aberta, abra-a e clique em “Alternar modo de edição” na janela de atributos (primeiro botão à esquerda);
• Clique em “Abrir calculadora de campo” (primeiro botão à direita);
• Certifique-se de que “Create a New Field” esteja marcado;
• Em “Nome do novo campo” digitar “dens_ha”;
• Em “Tipo do novo campo” selecionar “Número decimal (real)”;
• Em “Precisão”, digitar 3;
• Em “Funções”, expanda “Campos e valores” e clique duas vezes no campo que termina com “V002”, que é o campo que possui os dados de população do setor censitário;
• Clique em “/” (sinal de divisão) abaixo de “Expressão”;
• Em “Funções” > “Campos e valores” clique duas vezes no campo “area_ha”;
• Ok;
• Abra a tabela de atributos e confira se o novo campo foi criado com a densidade de cada setor;
• Na janela da tabela de atributos, clique em “Salvar alterações” (segundo botão da esquerda para a direita);
• Clicar em “Alternar modo de edição” (primeiro botão à esquerda) para sair do modo de edição (alguns botões voltam a ficar desabilitados);

5. Fazer o mapa temático

• Clique duas vezes sobre o layer dos setores > Estilo;
• Onde está selecionado “Símbolo simples”, troque para “Graduado”;
• Em “Coluna”, selecione o campo desejado:
  1. V001 – Domicílios particulares permanentes ou pessoas responsáveis por domicílios particulares permanentes;
  2. V002 – Moradores em domicílios particulares permanentes ou população  residente em domicílios particulares permanentes;
  3. V003 – Média do  número  de  moradores  em  domicílios  particulares permanentes (obtida pela divisão de V002 por V001);
  4. V005 – Valor do  rendimento  nominal  médio  mensal  das  pessoas responsáveis por domicílios particulares permanentes (com e sem rendimento);
  5. V009 – Valor do  rendimento  nominal  médio  mensal  das  pessoas  de  10 anos ou mais de idade (com e sem rendimento).
  6. dens_ha – Densidade habitacional (habitantes/hectare);
• No nosso caso, queremos este último, dens_ha, mas a mesma lógica vale para os outros campos destacados acima;
• Selecione de 5 a 10 classes em “Classes”;
• Clique em “Classificar”;
• Em “Cor da declividade”, selecione a combinação de cores desejada;
• Ok.
• O mapa deve aparecer na janela (3). Se as cores ficarem estranhas, com um único setor escuro e todo o resto muito claro, experimente modificar o tipo de classificação na caixa de diálogo de Simbologia para “Quantil”.
• Para saber como montar uma composição em uma folha com tamanho exato, títulos, legendas e escalas, veja esse tutorial.

Save

Screenshot Open Jump – (fonte: página oficial)

Para quem está acostumado com o ArcView, software da Esri líder de mercado, migrar para o Open Jump tem vantagens e desvantagens. A principal vantagem – além de ser gratuito, obviamente – é que de maneira geral a estrutura de funcionamento é bastante similar, com os layers adicionados em uma lista à direita, uma caixa de diálogo também similar para a construção de mapas temáticos, o acesso à tabela, etc. Por outro lado, à medida que vamos nos aprofundando no software, vamos mesmo sem querer esperando que todos os detalhes sejam iguais ao ArcView, que acaba sendo utilizado como uma espécie de “parâmetro de qualidade”. Assim, as primeiras impressões vêm com um pouco de desapontamento.

Entretanto, depois de um mês usando esporadicamente o Open Jump, percebi que essa impressão é infundada. Ele possui vários recursos interessantes, alguns até mesmo melhores do que os do ArcView, que deixa muitas funcionalidades a cargo de seu irmão mais velho (e ainda mais caro), o ArcEditor. O OpenJump mostrou-se mais que suficiente para as análises básicas e mapas temáticos necessários para a maioria dos estudos urbanos. Dentre os recursos que me chamaram a atenção, estão:

• Facilidade para “auto” preencher os atributos de vários registros de uma só vez – útil, por exemplo, para mapas de uso do solo: selecionamos com o mouse todas as edificações comerciais e usamos essa função para preencher o campo da tabela com a string “comercial”;
• Possibilidade de lidar com vários formatos espaciais (dxf e mif com plugin; shapefile e outros nativamente);
• Permite compor polígonos automaticamente a partir de geometrias abertas (não testei esse recurso para verificar se funciona bem);
• Consulta por relações espaciais (está contido, intercepta, etc.) e por atributos;
• Apaga geometrias duplicadas;
• Transparências na visualização de layers;
• Seleção por tipo de geometrias (pontos, linhas ou polígonos);
• Grande quantidade de plugins, incluindo importação de formatos espaciais, funcionalidades para análises de ecologia da paisagem,

Algumas das desvantagens do Open Jump, que poderiam ser melhoradas para as próximas versões, são:

• Dificuldade para navegar pelo zoom e pan – a janela principal não mostra as barras de rolagem, obrigando o usuário a usar as ferramentas de pan e zoom sempre que quiser mudar a visualização. Além disso, não há tecla de atalho (até onde consegui apurar) para facilitar a vida de quem quer dar um pan, por exemplo, enquanto está realizando alguma função sobre os elementos espaciais. Isso acarreta em cliques extras desnecessários. [update: acabei de descobrir que há teclas de atalho para isso)
• Falta de um método de classificação nos mapas temáticos que funcione por percentil. Assim, se quisermos uma classe com X% dos elementos, temos que calcular os intervalos no Excel e inseri-los a mão. Essa funcionalidade talvez não seja muito necessária para a maioria das análises, mas é ótima para criar núcleos de integração.
• Documentação deficiente, mesmo em inglês.

Em resumo, é um ótimo software que vale a pena ser experimentado. O fato de ser gratuito é, por si só, um grande motivador. Paradoxalmente, pode também ser prejudicial, por dar a impressão de que é um software de menor qualidade. Não é o caso.Acredito que seja um software com boas chances de aumentar sua base de usuários, o que significaria também maior suporte, mais plugins e maior ritmo de desenvolvimento.

Poderia ser um ótimo software também para ser utilizado em salas de aula na graduação e pós-graduação: gratuito e amigável, não implica em custos extras para as universidades, e o melhor: permite que os alunos instalem-no em seus computadores e continuem utilizando em seus trabalhos. Na minha experiência, o maior limitador para que o aluno continue utilizando o SIG é justamente a dificuldade de obter o software para continuar praticando e aprendendo.

Ótima descoberta, dica do Lucas Figueiredo.

Se você conhece e recomenda outros SIGs gratuitos, deixa a indicação nos comentários.