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Introduo ao Geoprocessamento

Prof. Esp.Robson Garcia da Silva

AgendaGeoprocessamento Um breve histrico Conceitos Principais atividades Sistemas de Informao Geogrfica (SIG) Representao de dados em SIG Modelos de dados: vetor e raster

Obteno de dados em SIG Aplicaes do SIG Modelo de dados: Arc GIS 9.x Geodatabase, shapefile, coverage, CAD e raster Informaes sobre base de dados

Bibliografia

Especializao em Gesto Ambiental

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Histria

Lascaux- Frana

Serra da Capivara, PI - Brasil

Lajedo Soledade, RN - Brasil

Nossos antepassados representavam os animais nas paredes das cavernas. Assim associou-se locais de caa, rotas migratrias e pastagem a esses desenhos. Portanto, sem dvida, esse foi um dos primeiros mtodos utilizados de grafia ligada a atributos, itens bsicos em Sistemas de Informao Geogrfica (SIG).Especializao em Gesto Ambiental 3

Histria

Dr. John Snow Epidemia de clera x escoamento superficial das guas contaminadas. (1854).


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Geoprocessamento: um breve histrico Primeiras tentativas (anos 50) do sc. XX aplicadas na pesquisa em botnica (Inglaterra) e no volume de trfego (Estados Unidos); No Canad (anos 60) aplicada ao inventrio de recursos naturais; Nos anos 70 foram criados: o primeiro Sistema de Informao Geogrfica (SIG), os sistemas CAD (Computer Aided Design, ou Projeto Assistido por Computador) e a topologia aplicada.Especializao em Gesto Ambiental 5

Geoprocessamento: as 3 geraes de SIGTecnologia Uso principal Ambiente SistemasCAD, Cartografia Desenho de mapas Projetos isolados Pacotes separados Bdados, Imagens Anlise Espacial Sist. Distribudos* Centro de Dados Multi-servid, WWW

Cliente-servidor

Software integrado

Interoperabilidade

1a. Gerao (1983 - 1990)

2a. Gerao (1990 - 1997)

3a. Gerao (1997 - ...)Costa, 2008

* Distributed Data Processing (DDP) Processamento de dados no qual as funes de entrada, sada, processamento, armazenamento e controle so executadas em computadores distribudos pelas diversas reas de uma empresa. FONTE: Castilho e

Conceito um conjunto de conceitos, mtodos e tcnicas sobre representao computacional do espao (SILVA, 2001). rea do conhecimento humano que utiliza tcnicas matemticas e computacionais para tratamento de dados geogrficos (CMARA et al., 1998).Especializao em Gesto Ambiental 7

Geoprocessamento:conceito tradicional Conjunto de ferramentas usadas para coleta e tratamento de informaes espaciais Armazenamento de informaes geogrficas em formato digital Manipulao de dados para gerao de novas informaes Gerao de sadas na forma de mapas, relatrios

FONTE: Castilho e Costa, 2008Especializao em Gesto Ambiental 8

Geoprocessamento:principais ferramentas

FONTE: Adaptado do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE (2000).Curso de Geoprocessamento para Iniciantes 9

Geoprocessamento: cincia multidisciplinarO Geoprocessamento possui contribuies de muitas reas. De uma forma geral, as tecnologias que mais contribuem so:

FONTE: Castilho e Costa, 2008Especializao em Gesto Ambiental 10

Sistema de Informao Geogrfica (SIG/GIS) uma ferramenta computacional que permite realizar anlises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados georreferenciados, tornando possvel, ainda, automatizar a produo de documentos cartogrficos (CMARA et al.,1998); Um poderoso conjunto de ferramentas para coletar, armazenar, recuperar, transformar e exibir dados espaciais do mundo real (Burrough, 1986); Sistema de apoio deciso que envolve a integrao de dados espacialmente referenciados na resoluo de um problema ambiental (Cowen, 1988).


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SIG: arquitetura

Fonte: CMARA et al., 1998


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SIGO USO DOS RECURSOS DE GEOPROCESSAMENTO POSSIBILITA: Processamento de maior volume de dados; Cruzamento de dados provenientes de diversas fontes; Maior velocidade de processamento dos dados; Algoritmos mais complexos no tratamento dos dados.

FONTE: Castilho e Costa, 2008

FONTE: Silva e Lima, 2008Especializao em Gesto Ambiental 13

Geoprocessamento e SIG: resumindo Geoprocessamento: conjunto de tcnicas e conceitos sobre representao computacional do espao (CINCIA). Sistema de Informao Geogrfica (SIG): sistema computacional que materializa os conceitos de geoprocessamento (FERRAMENTA).Especializao em Gesto Ambiental 14

SIG: quem utiliza? Poder pblico (IBGE, MMA, DNPM, IBAMA,INPE, IDEMA, etc.); Empresas (PETROBRAS, VALE, VOTORANTIM, etc.); Universidades (UFRJ, UFRN, USP, UFRGS, etc); rgos internacionais (ONU, BANCO MUNDIAL, OMS, etc.); ONGs (WWF, GREENPEACE, SOS MATA ATLNTICA, etc.).


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Representao de dados em SIGRepresentao digital da geografia. Modelos principais: vetor e raster. Vetor: Ponto (ex: postes,casa,cidade, etc.) Linha (ex: ruas, rede eltrica, etc.) Polgono (ex: Limites de vegetao, rea urbana, etc.) Raster: Pixels de uma imagem (ex. Imagens de satlite, Modelos Numricos do Terreno - MNT).


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Modelo de Dados Vetoriais Abstrao espacial das feies Pontos Linhas reas (polgonos)

Grava as coordenadas dos vrtices; Bom para representar objetos com limites bem definidos; As relaes espaciais podem ser definidas.

Fonte: SANTANA, 2011


Modelo de dados Raster Grade regular de clulas Cada clula representa uma rea no terreno; Depende da resoluo espacial;

O valor atribudo para cada clula representa seu atributo Declividade Cobertura vegetal Elevao

Imagem de Satlites; MDTs; Utilizado para representar atributos que apresentam mudanas contnuas;


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Vetores

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Rasters


Representao Espacial Vetorial Cont.Utilizamos esses trs elementos espaciais para representar o mundo real. importante que o usurio tenha em mente a escala do trabalho, pois feies poligonais em campo podero, segundo a escala, ser representadas como feies lineares ou at mesmo pontuais. Ponto Elementos simples N Vrtice N Linhas (arcos Ns conectados por vrtices)

N

Vrtice Polgonos Conjunto de linhas conectadasEspecializao em Gesto Ambiental

Armazena as imagens em linhas e colunas com um valor numrico digital para cada clula. As clulas so uniformes (mesmo tamanho) e apresentam sua rea com sua unidade ao quadrado . O usurio no momento da rasterizao (transformao de feies vetoriais para raster) define o tamanho do pixel de trabalho. O tamanho do pixel determinar a preciso e o nvel de detalhe da imagem gerada, tendo-se em conta a escala de trabalho. Imagens com pixel muito pequeno so difceis para armazenamento e manipulao dos dados, o que demanda uma grande rotina computacional, muitas vezes desnecessria ao estudo. Os dados so classificados como contnuos (como em uma imagem, ex. MDE, declividade, etc), ou temtico (onde cada pixel possui um valor relacionado com uma caracterstica ex. solos, cobertura vegetal, etc). Diversos formatos existentes (TIFF, GIF, ERDAS.img etc) Contnuos

Representao Raster ou Matricial

Tamanho Menor Clula Maior resoluo Maior preciso da feio espacial Apresentao mais lenta Processamento mais lento Arquivo de armazenagem maior

Tamanho Maior da Clula Menor resoluo Menor preciso na localizao da feio espacial Apresentao mais rpida Processamento mais rpido Arquivo de armazenagem menor

Raster vs. Vetor Vantagens - RasterFormato de dado mais comum; Operaes matemticas e de overlay mais fceis; Informaes de imagens de satlites facilmente incorporadas; Melhor para representar dados contnuos.

Vantagens - VetorInformao com maior preciso em sua posio. Melhor forma de armazenar feies temticas discretas (ex. Estradas, rios, limites ); Dados mais compactos para armazenamento; Podemos associar nmeros ilimitados de atributos com caractersticas especficas. Fonte: SANTANA, 2011Especializao em Gesto Ambiental

Obteno de Dados em SIG Base de Dados Digitalizao GPS Sensoriamento Remoto Escaneamento Outros (Fotos, grficos, etc.)Especializao em Gesto Ambiental

DigitalizaoRMS Erro Mdio Quadrtico. Representa o erro nas coordenadas entre a posio informada e a posio correta ou conhecida. Quanto menor o erro RMS, o mais acurado a digitalizao ou transformao.


Base de dados Propriedades cartogrficas dos dados: escala, projeo, datum; Modelos geomtricos de representao: vetor e/ou raster; Unidade territorial de integrao dos dados: limite poltico-administrativo, bacia hidrogrfica.


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GPS/Estao total

Fonte: adaptado de SANTANA, 2011

Sensoriamento RemotoImagens de Satlite Fotografias Areas

Menor custo Recobrimento peridico Preciso limitada, mas em Evoluo. Fonte: SANTANA, 2011

Maior preciso Obteno de estereoscopia Maior custo

Escaneamento

Fonte: adaptado de SANTANA, 2011

Outros (Fotos, grficos, etc)



Armazenamento



Aplicaes do SIGGerenciamento de recursos naturais Geografia Geologia Meteorologia Oceanografia Sade Pblica Histria Sociologia Planejamento Urbano Agricultura Arqueologia Arquitetura Business Cincias da Computao Cincias Ambientais Engenharia Jornalismo Cincias Militares

Agricultura Gesto Agrcola Monitoramento de Pragas/Doenas Monitoramento de Culturas Previso de Safra Anlise de Solos Etc.


Unidades de Conservao Monitoramento ambiental Nvel de parcelamento do solo Vulnerabilide de espcies Etc.

Gerenciamento de Recursos Naturais Florestas Ecologia Minerao Petrleo Recursos Hdricos


Planejamento e Desenvolvimento Econmico Zoneamento e Uso da Terra Prontido a Emergncias Previso de Crescimento Populacional Anlise de Mercado Avaliao de Imveis Transporte


Gerenciamento de Ecossistemas


Minerao 3D com Poos


Monitoramento Ambiental de Pluma Txica


Modelos de dados: Arc GIS 9.x


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Modelos de dados: geodatabase o formato nativo do Arc GIS, que introduz uma nova gerao de modelo de dados para representao das informaes geogrficas. Um continer para: Classes de feies; Conjunto de dados raster; Tabelas; Outros.

FONTE: adaptado de ESRI, 2008Especializao em Gesto Ambiental 41

Modelos de dados: Shapefile Formato de vetor no-geodatabase: armazena dados vetoriais baseados em arquivos. Armazena elementos geogrficos e seus atributos sem topologia. uma classe de feio nica: ponto, linha ou polgono. Geometria e atributos editveis no Arc GIS. Pode ser convertido para geodatabase.


Modelos de dados: Coverage Formato de vetor no-geodatabase: formato de armazenamento de dados vetoriais baseados em arquivos. Armazena elementos geogrficos e seus atributos com topologia. Formato de dados raramente utilizado (antigo).


Modelos de dados: CAD Formato de vetor no-geodatabase: formato que no da ESRI. As classes de feies so pontos, linhas, polgonos, multipatches ou anotao; Geometria e atributos no editveis no Arc GIS; Pode ser convertido para geodatabase.

FONTE: adaptado de ESRI, 2008Curso de Geoprocessamento para Iniciantes 44

Modelos de dados: Raster Formato raster de no-geodatabase: ESRI GRID; Formato de dados que no so da ESRI: DEM; IMG; MrSID; TIFF; JPEG; GIF; Outros.Curso de Geoprocessamento para Iniciantes 45

FONTE: adaptado de ESRI, 2008

Informaes sobre base de dadosVER: www.geoprocurso.blogspot.com

Curso de Geoprocessamento para Iniciantes

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Bibliografia bsica TAUK Smia Maria (org.). Anlise Ambiental: uma viso multidisciplinar. 2. Ed., So Paulo: Ed. UNESP, 1995. ALMEIDA, Josimar Ribeiro de; MORAES, F. E.; SOUZA, J. M. de e MALHEIROS, T. M. Planejamento Ambiental. 2. Ed., Rio de Janeiro: Ed. Thex, 1999. SANTOS, Rozely Ferreira dos. Planejamento Ambiental: teoria e prtica. So Paulo: Ed. Oficina de Textos, 2004. XAVIER DA SILVA, Jorge. Geoprocessamento para Anlise Ambiental. Rio de Janeiro: Ed. do Autor, 2001. COSTA, Nadja Maria Castilho da Costa. In: Geoprocessamento e Planejamento Ambiental. Xavier da Silva, J. (org.). Rio de Janeiro: Ed. Bertrand Brasil, 2005. ROCHA, Czar Henrique Barra. Geoprocessamento: Tecnologia Transdisciplinar. Juiz de Fora: Ed. do Autor, 2000. CHRISTOFOLETTI, Antnio. Modelagem de Sistemas Ambientais. 2. Ed. So Paulo: Ed. Edgard Blcher, 2002. TEIXEIRA, Amandio Lus de Almeida e CHRISTOFOLETTI, Antnio. Dicionrio Ilustrado: Sistemas de Informao Geogrfica. So Paulo: Ed. Hucitec, 1997. SILVA, Ardemirio de Barros. Sistemas de Informaes Geo-Referenciadas: Conceitos e Fundamentos. Campinas: Ed. UNICAMP, 2003. MOREIRA, Maurcio Alves. Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Especializao em Gesto Ambiental 47 Metodologias de Aplicao. 3. Ed. Viosa: Ed. UFV, 2005.

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Bibliografia consultada COSTA, Nadja Maria Castilho da Costa. In: Geoprocessamento e Planejamento Ambiental. Xavier da Silva, J. (org.). Rio de Janeiro: Ed. Bertrand Brasil, 2005. SILVA, Robson Garcia da. LIMA, Fabiana Pereira de. In: ENCONTRO REGIONAL DE ESTUDANTES DE GEOGRAFIA DO NORDESTE 10.2008, Joo Pessoa. Anais... Joo Pessoa UFPB, 2008. XAVIER-DA-SILVA, J. e ZAIDAN, R. T., Eds. Geoprocessamento e anlise ambiental: aplicaes. Juiz de Fora: Bertrand Brasil, 2004. ESRI, Academia GIS: IMAGEM. Apostila terica.ArcGIS Desktop II: Ferramentas e Funcionalidades. So Jos dos Campos, 2008. SANTANA, Rogrio Mercandelle. Introduo ao SIG. In: http://www.slideshare.net/guest72086/introduo-ao-sig. 2011.


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