Chatbot Geoespacial com MCP, PostGIS e GeoServer

Sistema de chatbot inteligente para consulta de dados geoespaciais usando linguagem natural, integrado com PostGIS, GeoServer e visualização em mapa interativo.

Funcionalidades

• Chatbot com IA: Faça perguntas em português sobre dados espaciais
• SQL Automático: IA converte perguntas em queries SQL/PostGIS
• Visualização em Mapa: Integração com GeoServer e OpenLayers
• Dados Brasileiros: Estados, rodovias e cidades pré-carregados
• Interface Moderna: Next.js 15 + TailwindCSS + shadcn/ui

Arquitetura

┌─────────────┐     ┌──────────────┐     ┌──────────────┐
│   Next.js   │────▶│   OpenAI     │────▶│   PostGIS    │
│  Frontend   │     │   (GPT-4)    │     │  (Queries)   │
└─────────────┘     └──────────────┘     └──────────────┘
       │                                         │
       │                                         │
       ▼                                         ▼
┌─────────────┐                          ┌──────────────┐
│  OpenLayers │◀─────────────────────────│  GeoServer   │
│    Mapa     │        WMS/WFS           │   (Layers)   │
└─────────────┘                          └──────────────┘

Pré-requisitos

• Docker e Docker Compose
• OpenAI API Key OU Google Gemini API Key (para o chatbot funcionar)
  • Recomendado: Use Gemini - é gratuito! Veja GEMINI_SETUP.md
• 4GB+ RAM disponível
• Portas livres: 3000, 5432, 8080

Instalação e Uso

1. Clone e Configure

cd /home/phsilva/UFSC/test_mcp

# Copie o arquivo de exemplo
cp .env.example .env

# Edite o .env e adicione sua API Key
nano .env

Opção A - Usar Gemini (Gratuito, Recomendado):

AI_PROVIDER=gemini
GEMINI_API_KEY=sua_chave_aqui  # Obtenha em: https://aistudio.google.com/app/apikey

Opção B - Usar OpenAI:

AI_PROVIDER=openai
OPENAI_API_KEY=sk-sua_chave_aqui

📖 Guia completo do Gemini: GEMINI_SETUP.md

2. Configure o Frontend

cd frontend
cp .env.example .env
nano .env  # Adicione as mesmas configurações do passo 1

3. Inicie os Containers

# Volte para a raiz do projeto
cd ..

# Inicie todos os serviços
docker-compose up -d

# Acompanhe os logs
docker-compose logs -f

4. Aguarde a Inicialização

• PostGIS: ~30 segundos
• GeoServer: ~2-3 minutos
• Frontend: ~1 minuto (primeira vez)

5. Acesse a Aplicação

• Frontend: http://localhost:3000
• GeoServer: http://localhost:8080/geoserver
  • Usuário: admin
  • Senha: geoserver

Dados Incluídos

Estados (geo.estados)

• 6 estados brasileiros (SP, RJ, MG, PR, SC, RS)
• Geometrias (polígonos)
• População, área, região

Rodovias (geo.rodovias)

• Rodovias federais e estaduais
• Geometrias (linhas)
• Extensão, condição, tipo

Cidades (geo.cidades)

• Principais cidades
• Geometrias (pontos)
• População

Exemplos de Perguntas

Quantas rodovias tem em cada estado?
Qual a distância entre São Paulo e Rio de Janeiro?
Quais cidades estão próximas da BR-101?
Qual estado tem rodovias em melhor condição?
Me mostre as estatísticas de rodovias por estado
Quais rodovias passam por Santa Catarina?
Qual a densidade populacional dos estados?

Configurando GeoServer

Primeira Configuração (Opcional)

1. Acesse http://localhost:8080/geoserver
2. Login: admin / geoserver
3. Vá em Stores → Add new Store → PostGIS
4. Configure:
   • Workspace: Crie um workspace chamado geo
   • Data Source Name: geospatial
   • host: postgis
   • port: 5432
   • database: geospatial
   • user: geouser
   • passwd: geopass
5. Publique as camadas: estados, rodovias, cidades

Comandos Úteis

# Ver logs de um serviço específico
docker-compose logs -f frontend
docker-compose logs -f postgis
docker-compose logs -f geoserver

# Parar todos os serviços
docker-compose down

# Parar e remover volumes (apaga dados)
docker-compose down -v

# Reiniciar um serviço
docker-compose restart frontend

# Executar SQL no PostGIS
docker-compose exec postgis psql -U geouser -d geospatial

# Acessar shell do container
docker-compose exec frontend sh

Estrutura do Projeto

test_mcp/
├── docker-compose.yml          # Orquestração dos containers
├── database/
│   ├── init/
│   │   └── 01-init-postgis.sql # Schema e dados iniciais
│   ├── db-schema.sql           # Documentação do schema
│   └── example-queries.sql     # Queries de exemplo para IA
├── frontend/
│   ├── app/
│   │   ├── api/chat/           # API route do chatbot
│   │   ├── globals.css         # Estilos globais
│   │   ├── layout.tsx          # Layout principal
│   │   └── page.tsx            # Página inicial
│   ├── components/
│   │   ├── ChatPanel.tsx       # Painel do chatbot
│   │   ├── MapView.tsx         # Visualização do mapa
│   │   ├── MapLegend.tsx       # Legenda do mapa
│   │   └── ui/                 # Componentes UI
│   ├── lib/
│   │   └── utils.ts            # Utilitários
│   ├── package.json
│   ├── Dockerfile
│   └── .env.example
└── README.md

Integrando com MCP (Model Context Protocol)

Para usar o MCP Server Postgres localmente no Cursor/Windsurf:

1. Configure o MCP

Edite ~/.cursor/mcp.json ou ~/.windsurf/mcp.json:

{
  "mcpServers": {
    "geospatial_db": {
      "command": "npx",
      "args": [
        "-y",
        "@modelcontextprotocol/server-postgres",
        "postgresql://geouser:geopass@localhost:5432/geospatial"
      ]
    }
  }
}

2. Reinicie o Editor

Após configurar, reinicie o Cursor/Windsurf.

3. Use no Chat

Agora você pode fazer perguntas diretamente no chat do editor:

@geospatial_db Quantas rodovias tem em cada estado?

Adicionando Seus Próprios Dados

Opção 1: SQL Direto

docker-compose exec postgis psql -U geouser -d geospatial

# No psql:
INSERT INTO geo.estados (nome, sigla, regiao, populacao, area_km2, geom)
VALUES ('Bahia', 'BA', 'Nordeste', 14985284, 564733.08,
  ST_GeomFromText('MULTIPOLYGON((...))', 4326));

Opção 2: Importar Shapefile

# Copie o shapefile para o container
docker cp meu_arquivo.shp postgis:/tmp/

# Importe usando shp2pgsql
docker-compose exec postgis shp2pgsql -I -s 4326 /tmp/meu_arquivo.shp geo.nova_tabela | \
  docker-compose exec -T postgis psql -U geouser -d geospatial

Opção 3: Importar GeoJSON

Use ferramentas como ogr2ogr ou bibliotecas Python (GeoPandas).

Troubleshooting

Frontend não conecta ao PostGIS

# Verifique se o PostGIS está rodando
docker-compose ps

# Teste a conexão
docker-compose exec frontend sh
nc -zv postgis 5432

GeoServer não inicia

# Verifique os logs
docker-compose logs geoserver

# Pode precisar de mais memória
# Edite docker-compose.yml e aumente MAXIMUM_MEMORY

Queries da IA não funcionam

• Verifique se a OPENAI_API_KEY está configurada
• Veja os logs: docker-compose logs -f frontend
• Teste a API: curl http://localhost:3000/api/chat

Mapa não carrega camadas

1. Configure o GeoServer manualmente (veja seção acima)
2. Verifique se as camadas foram publicadas
3. Teste WMS: http://localhost:8080/geoserver/geo/wms?service=WMS&version=1.1.0&request=GetCapabilities

Tecnologias Utilizadas

• Frontend: Next.js 15, React 19, TypeScript
• UI: TailwindCSS, shadcn/ui, Lucide Icons
• Mapa: OpenLayers 10
• Backend: Node.js, PostgreSQL, PostGIS
• GeoServer: Kartoza GeoServer 2.25
• IA: OpenAI GPT-4
• Containerização: Docker, Docker Compose

Contribuindo

Sinta-se à vontade para:

• Adicionar mais dados geoespaciais
• Melhorar as queries de exemplo
• Criar novos componentes de visualização
• Otimizar performance

Licença

MIT License - use livremente!

Links Úteis

• PostGIS Documentation
• GeoServer Documentation
• OpenLayers Documentation
• MCP Protocol
• Next.js Documentation