geoprocessamento 3

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Aula 1 – Conceitos Gerais: Aula 1 – Conceitos Gerais: Geoprocessam ento, GIS e GIScience Geoprocessam ento, GIS e GIScience Introdução ao Geoprocessamento Introdução ao Geoprocessamento

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Aula 1 – Conceitos Gerais:Aula 1 – Conceitos Gerais: Geoprocessam ento, GIS e GIScienceGeoprocessam ento, GIS e GIScience

Introdução ao GeoprocessamentoIntrodução ao Geoprocessamento

Geoprocessam ento e SIGGeoprocessam ento e SIG

Geoprocessam ento o conjunto de éGeoprocessam ento o conjunto de ét cnicas e de conceitos sobre ét cnicas e de conceitos sobre érepresentação computacional do espaçorepresentação computacional do espaço

SIG o sistem a com putacional que éSIG o sistem a com putacional que ém aterializa os conceitos do m aterializa os conceitos do

geoprocessam entogeoprocessam ento

O D esafioO D esafio

1.1. Com o representar o espa o geogr fico ç áCom o representar o espa o geogr fico ç áno com putador? no com putador?

2.2. Com o representar o espa o geogr fico?ç áCom o representar o espa o geogr fico?ç á3.3. O que espa o geogr fico?é ç áO que espa o geogr fico?é ç á4.4. O que representa o?é çãO que representa o?é çã5.5. O que com putador perm ite fazer?O que com putador perm ite fazer?

O D esafioO D esafio

Com o representar o espa o geogr fico no ç áCom o representar o espa o geogr fico no ç ácom putador?com putador?

O que poss vel com a tecnologia de hoje é íO que poss vel com a tecnologia de hoje é í(SIG)(SIG)

O que im aginam os ser poss vel dentro de íO que im aginam os ser poss vel dentro de íalguns anosalguns anos

O D esafioO D esafio

Com o representar o espa o geogr fico?ç áCom o representar o espa o geogr fico?ç á

Estruturas de dados com putacionaisEstruturas de dados com putacionais

Algoritm os e proced im entos de an lise de áAlgoritm os e proced im entos de an lise de ádadosdados

O D esafioO D esafio

O que espa o geogr fico?é ç áO que espa o geogr fico?é ç á Q ual o espa o geogr fico m aterializado é ç áQ ual o espa o geogr fico m aterializado é ç á

por um SIG?por um SIG?

O que representa o?é çãO que representa o?é çãO que com putador perm ite fazer?O que com putador perm ite fazer?

Representa oçãRepresenta oçã

S culo X IIIéS culo X IIIé

Re + présentation Re + présentation - m anequim de cera que - m anequim de cera que era exibido junto ao cad ver dos reis áera exibido junto ao cad ver dos reis áfranceses e ingleses, durante as franceses e ingleses, durante as cerim nias funer riasô ácerim nias funer riasô á ..

Trad i o de depositar cavalos ou servos de çãTrad i o de depositar cavalos ou servos de çãbarro em t m ulos, para servir no al m ao ú ébarro em t m ulos, para servir no al m ao ú ém orto (Egito e China).m orto (Egito e China).

Representa oçãRepresenta oçã

Representa o com o um a aproxim a o da çã çãRepresenta o com o um a aproxim a o da çã çãrealidade por m eio de:realidade por m eio de:

D esenhos e M apasD esenhos e M apas

PalavrasPalavras

Im agensIm agens

M ed idas M ed idas

Colocando o M undo no Com putadorColocando o M undo no Com putador

M ed idasM ed idas

Palavras (defini es)çõPalavras (defini es)çõ

Im agensIm agens

D esenhos e M apasD esenhos e M apas

Colocando o M undo no Com putadorColocando o M undo no Com putador

Colocando o M undo no Com putadorColocando o M undo no Com putador

Colocando o M undo no Com putadorColocando o M undo no Com putador

Com o apreender a realidade?Com o apreender a realidade?

Colocando o M undo no Com putadorColocando o M undo no Com putador

Colocando o M undo no Com putador: Colocando o M undo no Com putador:

A Perspectiva RealistaA Perspectiva Realista

O m undo real existe de form a O m undo real existe de form a

independente de n s, nossa experi ncia e ó êindependente de n s, nossa experi ncia e ó ênossa linguagem . nossa linguagem .

N s tem os acesso ao m undo atrav s de ó éN s tem os acesso ao m undo atrav s de ó énossos sentidos e de nossos instrum entos nossos sentidos e de nossos instrum entos

de m ed ida. de m ed ida.

fonte: John Searle. The Construction of the Social RealityThe Construction of the Social Reality. New York, The Free Press, 1995.

Colocando o M undo no Com putador: A Colocando o M undo no Com putador: A

Perspectiva RealistaPerspectiva Realista

As palavras em nossa linguagem podem As palavras em nossa linguagem podem

ser usadas para referir-se a objetos do ser usadas para referir-se a objetos do

m undo real.m undo real.

Nossas afirm a es s o verdadeiras ou çõ ãNossas afirm a es s o verdadeiras ou çõ ãfalsas dependendo de sua falsas dependendo de sua

correspond ncia aos fatos do m undo.êcorrespond ncia aos fatos do m undo.êfonte: John Searle. The Construction of the Social RealityThe Construction of the Social Reality. New York, The Free Press, 1995.

H ip tese de TrabalhoóH ip tese de Trabalhoó

Benef cios do Geoprocessam entoíBenef cios do Geoprocessam entoí

U so do espa o com o linguagem com umçU so do espa o com o linguagem com umç

Produ o de novas inform a esçã çõProdu o de novas inform a esçã çõ

M ltiplas vis es do espa oú õ çM ltiplas vis es do espa oú õ ç

H ip tese de TrabalhoóH ip tese de Trabalhoó

D esafiosD esafios

Representar o espa o geogr ficoç áRepresentar o espa o geogr ficoç á

Capturar a depend ncia espacialêCapturar a depend ncia espacialê

Explicitar efeitos de escalaExplicitar efeitos de escala

D istribui o Espacial: ‘çãD istribui o Espacial: ‘çã M apeam entoM apeam ento’ de Riscos’ de RiscosA epidem ia de c lera em Londres, s culo X IX , D outor John Snowó éA epidem ia de c lera em Londres, s culo X IX , D outor John Snowó é

18541854

Eventos de saúde Eventos de saúde

(( ..))

((mortes por cóleramortes por cólera) que se ) que se concentram em algumas concentram em algumas áreas da cidadeáreas da cidade - - clustercluster

Condições ambientais (x)Condições ambientais (x)

(bombas de água). Possíveis (bombas de água). Possíveis fontes de riscofontes de risco

Ruas

situação geral na cidadesituação geral na cidade - - contextocontexto

Fonte: Barcellos,C.;2001Fonte: Barcellos,C.;2001

Dr. John Snow Dr. John Snow L ondon, 1854L ondon, 1854

Representa o Com putacionalçãRepresenta o Com putacionalçã

Com putadoresCom putadores

instrum entos de representa o do çãinstrum entos de representa o do çãconhecim entoconhecim ento

capturam m odelos form ais da realidadecapturam m odelos form ais da realidade

exigem quantifica o (vis o reduzida)çã ãexigem quantifica o (vis o reduzida)çã ã

Representa o Com putacionalçãRepresenta o Com putacionalçã

O que representar?O que representar?

Aproxim a es de entidades realm ente çõAproxim a es de entidades realm ente çõexistentes (e.g. rio)existentes (e.g. rio)

Conceitos abstratos (tipos de solo, exclus o ãConceitos abstratos (tipos de solo, exclus o ãsocial)social)

Representa es Com putacionais do Espa oçõ çRepresenta es Com putacionais do Espa oçõ ç

ObjetosObjetos

Regi es poligonaisõRegi es poligonaisõ

““Topografias”Topografias”

Superf ciesíSuperf ciesí

Im agensIm agens

Territ rios D igitais: Cadastro U rbano (Santos)óTerrit rios D igitais: Cadastro U rbano (Santos)ó

FUNCATE, www.funcate.org.br, 2004 – Tecnologia TerraLib (Sw Livre)

Percep es do Espa oçõ çPercep es do Espa oçõ ç

Espa o com o um a çEspa o com o um a çsubd ivis o planarãsubd ivis o planarã

Espa o com o um a çEspa o com o um a çsuperf cie cont nuaí ísuperf cie cont nuaí í

Fred RamosFred Ramos

Percep es do Espa oçõ çPercep es do Espa oçõ ç

Espa o com o um a superf cie de decis oç í ãEspa o com o um a superf cie de decis oç í ã

Fábio Roque MoreiraFábio Roque Moreira

Percep es do Espa oçõ çPercep es do Espa oçõ ç

Espa o com o Clusters de EventosçEspa o com o Clusters de Eventosç

Rosely TeruiyaRosely Teruiya

Percep es do Espa oçõ çPercep es do Espa oçõ ç

An lise da D epend ncia Espacialá êAn lise da D epend ncia Espacialá ê

Examples of the Semivariograms - 2003

• Rate Measured = Raw Rate

• Estimated Rate = Corrected Rate -> Global Bayesian Smoother

Territ rios D igitais: óTerrit rios D igitais: ó D as Superf cies de Tend ncia ao Riscoí êD as Superf cies de Tend ncia ao Riscoí êSlidesSlides: : Eduardo G. Camargo, DPI/INPE, 2005Eduardo G. Camargo, DPI/INPE, 2005

Modelo: A Taxa em cada área é vista como um “ruído” do verdadeiro “sinal”, que seria então o “Risco” de Homicídio em áreas não amostradas, que precisamos resgatar. Como? Construindo o variograma do “Risco”!

TERRIT RIOS D A VIOL NCIA:ÓTERRIT RIOS D A VIOL NCIA:ÓCEN RIOS D O RISCO D E H OM IC D IOS NA CID AD E D E S O PAU LOÁ Í ÃCEN RIOS D O RISCO D E H OM IC D IOS NA CID AD E D E S O PAU LOÁ Í Ã

NO TRI N IO 2002, 2003 e 2004NO TRI N IO 2002, 2003 e 2004

Eduardo Cam argo

Percep es do Espa oçõ çPercep es do Espa oçõ ç

Espa o com o um conjunto de c lulas em evolu oç é çãEspa o com o um conjunto de c lulas em evolu oç é çã

O Conceito:O Conceito:

H eterogeneidade e Anisotropia do Espa oçH eterogeneidade e Anisotropia do Espa oç

UU

U

Am bientes definidos de form a recorrenteAm bientes definidos de form a recorrente

Por es d istintas do espa o podem ter escalas d iferentesçõ çPor es d istintas do espa o podem ter escalas d iferentesçõ ç

poss vel construir m odelos É í poss vel construir m odelos É ím ultiescalasm ultiescalas

RequisitosRequisitosForest

Deforested

No data

Non-forest-

Water

Roads

100 km

Transamazônica

Br 163-

São Felix do Xingu Source:Prodes/INPE

Fonte: Aguiar et al., 2003

Considerar relações de proximidade Considerar relações de proximidade através de redes (estradas, linhas de através de redes (estradas, linhas de

transmissão, comunicação,etc)transmissão, comunicação,etc)- Ação a D istância -- Ação a D istância -

O Brasil “Visto do Espaço”2000

Serra do Espinhaço

Minas Gerais “Visto do Espaço”

2000

Ponto de Vista

Pico do Itacolomido Itambé

Serra do Lobo

Pico do Itacolomido Itambé

Serra do Lobo

chuvachuva chuva

N

Pico do Itacolomido Itambé Serra do Lobo

Sentido da Foto

Pico do Itacolomido Itambé

Serra do Lobo

ResultadoResultado

Sim ula oçãSim ula oçã

1985

1997

Ambientes das GrandesFazendas:

2500 m resolução2500 m resolução

Variável Contínua: Variável Contínua: % deforested% deforested

Duas alternativas de relações de Duas alternativas de relações de vizinhança :vizinhança :• conexão através das estradasconexão através das estradas• Proximidade da linha Proximidade da linha fundiáriafundiária

Ambientes das Pequenas propridades :

500 m resolução500 m resolução

Variável categórica: floresta ou Variável categórica: floresta ou desfloretamentodesfloretamento

Uma relação de vizinhança: Uma relação de vizinhança: • conexão através das estradasconexão através das estradas

Carneiro et al., 2004

M odel hypothesis: M odel hypothesis:

Occupation processes are different for Small and Medium/L arge farms.

Rate of change is not distributed uniformly in space and time: rate in each land unit is influenced by settlement age and lot size; for small farms, rate of change in the first years is also influenced by installation credit received.

L ocation of change: For small farms, deforestation has a concentrated pattern that spreads along roads. For large farmers, the pattern is not so clear.

Resultados da Resultados da Sim ulaSim ula oçãoçã

1985 to 1997

Superf cies / Grades RegularesíSuperf cies / Grades Regularesí

D ados de rea- Pol gonosÁ íD ados de rea- Pol gonosÁ í

GeodadosGeodados

Eventos / Am ostrasEventos / Am ostras

Redes e D ados de FluxoRedes e D ados de Fluxo

X,Y,ZX,Y,Z

X,Y,Z

X,Y,Z

X,Y,Z

POPULAÇÃO EM GRADES REGULARESD e Pontos, para reas e para Superf cies e ...Á íD e Pontos, para reas e para Superf cies e ...Á íE o Tem po???E o Tem po???

pontos / amostras

superfície contínua / grade

dados agrupados por áreas / polígonos

X,Y,Z

X,Y,Z

X,Y,ZX,Y,Z

X,Y,Z

geraç ão de centró ides

interpolaç ão

Problema das Unidades de Área Modificáveis - MAUP

A A Falácia EcológicaFalácia Ecológica envolve a infer ncia n o ê ã envolve a infer ncia n o ê ãapropriada de rela es em n vel çõ íapropriada de rela es em n vel çõ í individualindividual a a

partir de resultados agregados em partir de resultados agregados em unidades unidades de áreade área. Isto ocorre, tipicam ente, quando o . Isto ocorre, tipicam ente, quando o

dado agregado a nica fonte d ispon vel, é ú ídado agregado a nica fonte d ispon vel, é ú ípor m o objeto de estudo s o caracter sticas e é ã ípor m o objeto de estudo s o caracter sticas e é ã írelacionam entos em n vel do ind iv duo. í írelacionam entos em n vel do ind iv duo. í í

Wrigley, et. al , 1 996

A Q uest o da EscalaãA Q uest o da Escalaã

O Territ rioóO Territ rioó

Divisão distritalDivisão distrital

Zonas OD87Zonas OD87

Zonas OD97Zonas OD97

Os Recortes do Territ rioóOs Recortes do Territ rioó

Evolu o do Geoprocessam entoçãEvolu o do Geoprocessam entoçã

Mapear

LocalizarModelar

Gerenciar

Prever

Evolu o do Geoprocessam entoçãEvolu o do Geoprocessam entoçã

M apearM apear

Novos d ispositivos de captura de dados (GPS)Novos d ispositivos de captura de dados (GPS)

Im agens de alta resolu oçãIm agens de alta resolu oçã

GerenciarGerenciar

Bancos de dados geogr ficosáBancos de dados geogr ficosá

M odelos sem nticos e interoperabilidadeâM odelos sem nticos e interoperabilidadeâ

Evolu o do Geoprocessam entoçãEvolu o do Geoprocessam entoçã

LocalizarLocalizar

Sistem as baseados em localiza o (LBS)çãSistem as baseados em localiza o (LBS)çã

Ger ncia da inform a o d istribu daê çã íGer ncia da inform a o d istribu daê çã í

Evolu o do Geoprocessam entoçãEvolu o do Geoprocessam entoçã

M odelarM odelar

Construir descri es da realidade çõConstruir descri es da realidade çõ

M odelos sem nticos, m atem ticos, l gicosâ á óM odelos sem nticos, m atem ticos, l gicosâ á ó

PreverPrever

Incorporar a d im ens o tem poralãIncorporar a d im ens o tem poralã

Construir cen rios de m udan aá çConstruir cen rios de m udan aá ç

M udan as de uso do solo, popula o, ç çãM udan as de uso do solo, popula o, ç çãhidrologia, clim a, agriculturahidrologia, clim a, agricultura

Evolu o do Geoprocessam entoçãEvolu o do Geoprocessam entoçã

Com preender o Espa oçCom preender o Espa oç

O que h de áO que h de á especialespecial com dados com dados espaciaisespaciais ? ?

Problem as T picosíProblem as T picosíVariabilidade EspacialVariabilidade Espacial

IncertezaIncerteza

D in m ica Tem poralâD in m ica Tem poralâInteroperabilidadeInteroperabilidade

OntologiasOntologias

695.6

894.0

Todos M entim os com M apas...Todos M entim os com M apas...

695.6

894.0

7.8

99.0

Todos M entim os com M apas... Q uanto ?Todos M entim os com M apas... Q uanto ?

RONDÔNIA : Áreas Críticas

N s M apeam os o Passado …óN s M apeam os o Passado …ó

… … Podem os Pred izer o Futuro ?Podem os Pred izer o Futuro ?

Annual rate of deforestation in AmazoniaAnnual rate of deforestation in Amazonia

(228 L ANDSAT TM images )(228 L ANDSAT TM images )

0

5

10

15

20

25

30

1988 1990 1991 1992 1994 1995 1996 1997 1998

11,1

17,817,9

1.000 km2/year

29,1

L im ites da Representa o da RealidadeçãL im ites da Representa o da Realidadeçã

L im ites da atual gera o de GISçãL im ites da atual gera o de GISçã M odelos est ticos da realidadeáM odelos est ticos da realidadeá

D esafio para SIGsD esafio para SIGs

Transform ar sistem as est ticos em áTransform ar sistem as est ticos em áferram entas de m odelagem dos processos ferram entas de m odelagem dos processos

espa o-tem poraisçespa o-tem poraisç

L im ites da Representa o da RealidadeçãL im ites da Representa o da Realidadeçã

D ificuldadesD ificuldades

m undo real m undo real XX representa o com putacionalçã representa o com putacionalçã

m odelos realistas de processos f sicos e socio-ím odelos realistas de processos f sicos e socio-íecon m icos ôecon m icos ô

visualiza o çãvisualiza o çã XX apresenta o espa o-tem poralçã ç apresenta o espa o-tem poralçã ç

Com putadores nos possibilitam expressar um a Com putadores nos possibilitam expressar um a

representa oçãrepresenta oçã do m undo ou de fen m eno que buscam os ô do m undo ou de fen m eno que buscam os ôcom preender. O que obtem os s o os resultados poss veis ã ícom preender. O que obtem os s o os resultados poss veis ã ídas m anipula es sobre estas representa es, portanto çõ çõdas m anipula es sobre estas representa es, portanto çõ çõum a outra representa o. Ent o, m uito saud vel que çã ã é áum a outra representa o. Ent o, m uito saud vel que çã ã é ásem pre tenham os em m ente a necessidade de refletir sem pre tenham os em m ente a necessidade de refletir

criticam ente sobre a nossa pr tica tecnol gica, em á ócriticam ente sobre a nossa pr tica tecnol gica, em á óparticular, quando o instrum ento que usam os facilm ente particular, quando o instrum ento que usam os facilm ente

nos alim enta e a outros da esperan a de que obtivem os ali çnos alim enta e a outros da esperan a de que obtivem os ali ç n o um a redu o m as a com prens o universal do ã çã ã n o um a redu o m as a com prens o universal do ã çã ãproblem a.problem a.

Im portante n o Esquecer! ãIm portante n o Esquecer! ãL im ites da Representa o da RealidadeçãL im ites da Representa o da Realidadeçã

““Geom etrias n o s o Geografias”ã ãGeom etrias n o s o Geografias”ã ã

Professor M ilton Santos*Professor M ilton Santos*

L im ites da Representa o da RealidadeçãL im ites da Representa o da RealidadeçãIm portante n o Esquecer! ãIm portante n o Esquecer! ã

* Ge grafo, Pr m io Vautrin Lud-1 994 em ó êGe grafo, Pr m io Vautrin Lud-1 994 em ó ê Por uma outra G lobalizaçãoPor uma outra G lobalização, 2000, 2000