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1/451 Conceitos básicos de cartografia e Sistemas de Informações Geográficas (SIG)

Mapeamento do uso do solo para manejo de propriedades ruraisTeoria

Eng. Allan Saddi ArnesenEng. Frederico Genofre Eng. Marcelo Pedroso Curtarelli


Conteúdo programático:

• Capitulo 1: Conceitos básicos de cartografia e SIG;• Capitulo 2: Fundamento de Sensoriamento Remoto;• Capitulo 3: Aquisição de imagens e processamento de dados;• Capitulo 4: Técnicas de classificação de imagens e processamento digital;• Capiutlo 5: Mapeamento do uso do solo para o manejo de propriedades rurais;• Capitulo 6: Validação, extração de informações e estimativas de produção.


Tópicos abordado neste capitulo:

• Introdução;• Cartografia digital;• Sistemas de Informação Geográfica;• Aplicações;• Softwares de SIG.


Introdução

• Exigências de sustentabilidade no agronegócio– Social– Ambiental– Econômica– Melhoria de qualidade nos produtos

• Prioridades e restrições ao uso do solo• Geotecnologias


Introdução

• Geotecnologias:

– Mapeamento Temático– Diagnóstico e Avaliações de impactos ambientais– Ordenação Territorial– Análises espaciais quantitativas e qualitativas– Modelagem hidrológica


Introdução

• Cartografia Digital• Sistemas de Informações Geográficas• Sensoriamento Remoto• GPS

GEOPROCESSAMENTO


Cartografia Digital

• Modelo de representação do espaço geográfico e base para o geoprocessamento.

Dados espaciais:

• Principal característica:

– Localização geográfica:

• Em relação a outro objeto de posição conhecida;• Sistema de coordenadas estabelecido.


Cartografia Digital

DATUM

• Superfície de referência posicionada em relação a um modelo de referência da Terra• Modelos de referência da Terra:

– Geóide;– Elipsóide;– Geóide x Elipsóide = Datum.


Cartografia Digital

DATUM

Como representar a forma da Terra?

• Geodésia – ciência que estuda a forma e dimensões da terra;• Geóide:

– Pontos da superfície terrestre com mesmo potencial gravitacional;– Nível médio dos mares sobre os continentes;– Definida por uma superfície imaginária;– Aproxima-se da forma real da Terra.


Cartografia Digital

Modelos de Geóide da Terra. Fonte: Agencia Espacial Européia


Cartografia Digital

DATUM

• Sempre atualizar conforme evolução tecnológica?

– Inviável para uso prático.

• Aproximação do geóide = Elipsóide;

– Raio equatorial;– Achatamento nos pólos.


Cartografia Digital

DATUM

• DATUM planimétrico ou horizontal:

– Sobreposição de elipsóide e geóide:

• Eixo de rotação paralelo ao eixo do elipsóide;• Seleção do ponto de origem;• Anulação do desvio vertical;• “X e Y”.

Elipsóides x Geóide


Cartografia Digital

DATUM

• DATUM altimétrico ou vertical:

– Nível médio dos mares;– Referência para contagem de altitudes;– Brasil.–

• Marégrafo de Imbituba, em Santa Catarina. Elipsóides x Geóide


Cartografia Digital

DATUM

• Brasil:

– Datum Planimétrico Córrego Alegre;– South American Datum 1969 (SAD69);– Sistema de Referência Geocêntrico para a América do Sul (SIRGAS 2000).

• Mundo:

– World Geodetic System 1984 (WGS84).


Cartografia Digital

DATUM

Exemplos da determinação de um DATUM. Fonte: http://www.geomatica.eng.uerj.br/docentes/araujo/cartografia_para_geoprocessamento


Cartografia Digital

Sistemas de Coordenadas

• Expressa a posição sobre uma superfície;• Sistema de referência para localização.

Sist. de Coordenadas Geográficas Sist. de Coordenadas Planas


Cartografia Digital

Projeção Cartográfica

• Reproduzir a superfície curva da Terra em um plano: Mapa.

Classificação das projeções cartográficas. Fonte: Câmara et al, Introdução à Ciência da Geoinformação. DPI/INPE


Cartografia Digital


• Deformações da superfície real:

– Conformes ou isogonais:

• Mantém ângulos ou formas de pequenas feições;• Distorcem tamanho de objetos mapeados.

Projeção Cônica


Cartografia Digital



– Equivalentes ou isométricas:

• Conservam áreas;• Deformam ângulos.

Projeção de Peters


Cartografia Digital



– Equidistantes:

• Conservam distância de direções.Projeção Azimutal


Projeção Classificação Aplicações Características

Albers CônicaEquivalente

Mapeamentos Temáticos. Mapeamento de áreascom extensão predominante leste-oeste.

Preserva área.Substitui com vantagens todas outras cônicasequivalentes.

Bipolar Oblíqua Cônica Conforme Indicada para base cartográfica confiável dos continentes americanos.

Preserva ângulos.Usa dois cones oblíquos.

Cilíndrica Equidistante

Cilíndrica Equidistante

Mapas Mundi .Mapas em escala pequena.Trabalhos computacionais.

Altera área eângulos.

Gauss-Krüger Cilíndrica Conforme

Cartas topográficas antigas. Altera área (porém as distorções não ultrapassam 0,5%).Preserva os ângulos.

Estereográfica Polar

Azimutal Conforme

Mapeamento das regiões polares.Mapeamento da Lua, Marte e Mercúrio.

Preserva ângulos.Tem distorções de escala.

Lambert Cônica Conforme Mapas temát icos.Mapas pol íticos.Cartas militares.Cartas aeronáut icas.

Preserva ângulos.

Cartografia Digital

Fonte: Adaptado de Câmara et al., Introdução à Ciência da Geoinformação. DPI/INPE


Projeção Classificação Aplicações Características

Lambert Million Cônica Conforme Cartas ao milionésimo. Preserva ângulos.

Mercator Cilíndrica Conforme

Cartas náuticasMapas geológicosMapas magnéticosMapas mundi.

Preserva ângulos

Miller Cilíndrica Mapas mundiMapas em escalas pequenas

Altera área e ângulos

Policônica Cônica Mapeamento temático em escalas pequenas. Altera áreas e ângulos

UTM CilíndricaConfrome

Mapeamento básico em escalas médias e grandes.Cartas topográficas.

Preserva ângulos.Altera áreas (porém as distorções não ultrapassam 9,5%).

Cartografia Digital

Fonte: Adaptado de Câmara et al., Introdução à Ciência da Geoinformação. DPI/INPE


Cartografia Digital

Projeção UTM

Projeção UTM


Cartografia Digital

Projeção UTM

• Divide a Terra em 60 fusos, de 6 graus de longitude;• Enumerados de 1 a 60:

– Inicia no Anti-Meridiano de Greenwinch (-180graus);– Cresce de leste para oeste até volta completa.

• Hemisférios Norte e Sul;• Latitudes divididas a cada 4 graus;• Distorções maiores nos pólos.


Cartografia Digital

Projeção UTM

• No Brasil:

Fusos UTM no Brasil.


Sistemas de Informações Geográficas (SIG)



O que é SIG?

• Sistema capaz de capturar, modelar, manipular, recuperar, consultar, analisar e apresentar dados geograficamente referenciados;

• Dimensão do espaço geográfico no computador;• Não se trata apenas de um software para elaboração de mapas;• Ferramentas de geoprocessamento que integram dados.



Como funciona?

• Utiliza dados com referência espacial;• Descreve feições sobre a superfície terrestre;• Utiliza camadas como planos de informações;• Relaciona com banco de dados descritivos.

Figura ilustrativa de um SIG.



Como funciona?

• Interface com o usuário;• Entrada e Integração de Dados; • Gerência de Dados Espaciais;• Consulta e Análise;• Visualização e Plotagem.

Figura ilustrativa de um SIG.



Geoprocessamento

• Técnicas e metodologias de:– Aquisição:

• Topografia;• Cartografia;• Aerofotogametria;• Sensoriamento Remoto;• GPS.

– Armazenamento:• Banco de dados.



Geoprocessamento– Tratamento:

• Informação espacial;• Modelagem de dados;• Operações matemáticas;• Topologias;• Estatística.

– Uso integrado:• GIS (Geographic Information System);• CAD (Computer Aided Design);• LIS (Land Information System).


Características das Informações Geográficas

Representação dos dados

Formas de representação de dados espaciais em um SIG




• Vetorial:

– Pontos, linhas e polígonos determinam as feições;– Feições: elementos do mapa (lago, vegetação, ruas);– Dados de coordenadas e vértices;– Boa representação de limites;– Atributos: dados e informações sobre os elementos.

Terreno real

Vetorial




• Vetorial:

– Pontos:

• Abrangem todas entidades geográficas;• Posicionados por um único par de coordenadas;• Elementos do mundo real que não têm necessidade de

representação de área ou comprimento.

Terreno real

Vetorial




• Vetorial:

– Linhas:

• Arcos;• Elementos lineares;• Conjunto de pontos conectados.

Terreno real

Vetorial




• Vetorial:

– Polígonos:

• Áreas;• Limites;• Perímetros.

Terreno real

Vetorial




• Raster:

– Definido por pixel;– Valor para cada local/pixel;– Imagens de satélite, fotografias aéreas e outras imagens.

Terreno real

Matricial




Vetorial X Raster.



Formas de obtenção de dados

• Aerofotogametria;• Ortofotocarta;• Fotointerpretação;• Perfilagem a Laser;• Imagens de Satélite;• Topografia• GPS.

Exemplos ilustrativos.



Formas de obtenção de dados

• Custo x Benefício;• Escala;• Referência;• Projeção;• Padronização;• Estrutura dos dados;• Atualização de dados;• Precisão/Acurácia.


Aplicações

• Agricultura:

– Gestão Agrícola;– Monitoramento de pragas e doenças;– Monitoriamento de culturas;– Previsão de safra;– Análise de solos.

Exemplo de aplicação na agricultura – CANASAT/INPE.Fonte: http://www.dsr.inpe.br/laf/canasat/


Aplicações

• Gestão Municipal:

– Cadastro de sistemas:

• Viário;• Saneamento;• Elétrico.

– Zoneamento e planejamento urbano;– Controle de cheias e inundações.

Mapa de inundações de Estrela/RS.Fonte: PMSB Estrela/RS.


Aplicações

• Recursos Naturais:

– Gestão de Bacias Hidrográficas;– Energia;– Mineração;– Clima;– Vegetação.

Ilustração de aplicações em recursos naturais.


Aplicações• Análises temporais:

– Perícia Ambiental;– Avaliação de Uso e Ocupação do Solo;– Evolução de desmatamento;– Produção agrícola;– Monitoramento ambiental.


Softwares de SIG

• Livres:– MapServer

• http://mapserver.gis.unm.edu– Qgis

• http://qgis.org– GVSig

• http://www.gvsig.org– Terraview

• http://www.dpi.inpe.br/terraview/index.php• Privado:

– ArcGIS• http://www.arcgis.com

http://mapserver.gis.unm.edu/

http://qgis.org/

http://www.gvsig.org/

http://www.dpi.inpe.br/terraview/index.php

http://www.arcgis.com/

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