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SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS
O CURSO
PROGRAMAÇÃO
I - Definição de SIG e Geoprocessamento;
II - Estruturas de Dados Geográficos;
III - Conceitos Cartográficos;
IV - Banco de Dados e SIG;
V - Análise de Dados Geográficos;
VI - Mapas Temáticos;
V - Análise de Dados Geográficos;
VI - Mapas Temáticos;
VII - Trabalho Interdisciplinar de Graduação;
VIII - Avaliações
OBJETIVOS
- Apresentar os elementos básicos de Sistema de Informação Geográfifica integrando aos conhecimentos adquiridos das disciplinas básicas do curso de geologia;
- Conhecer o ambiente do pacote ArcGis 10.3;
- Fazer análise espacial com dados geológicos;
- Elaborar Mapas Básicos e Temáticos no Ambiente GIS.
OBJETIVOS
ESPECÍFICOS
Objetivos
Específicos
- Elaborar mapa geológico e temático em ambiente ArcGis;
- Realizar integração de vários dados seja geológico, temático, planimétrico, hidrográfifico e imagens de satélite;
- Realizar Georreferenciamento;
- Saber onde buscar dados e produzir novos dados para elaboração de mapas geológicos.
BIBLIOGRAFIA
Bibliografia
- FERREIRA, Marcos César. Iniciação à análise geoespacial: teoria, técnicas e exemplos para geoprocessamento. São Paulo: UnESP, 2013.
- FITZ, Paulo Roberto. Geoprocessamento sem complicação. São Paulo: Oficina de Textos, 2008.
- LONGLEY, Paul et al. Sistemas e ciência da informação geográfica. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. xx, 540 p.
CRONOGRAMA
AVALIAÇÃO A1: 20,0
DATA: 16/03/2020
AVALIAÇÃO A2: 20,0
DATA: 13/05/2020
AVALIAÇÃO D1: 20,0
DATA: 03/04/2020
AVALIAÇÃO D2: 20,0
DATA 08/05/2020
AVALIAÇÃO D3: 20,0
DATA: 01/06/2020
SUBSTITUTIVA: 40,0
DATA: 03/07/2020
INTRODUÇÃO
Introdução
O Surgimento do Geoprocessamento
Sociedades organizadas possuem necessidade de coletar dados e informações sobre elementos naturais e geográficos;
Dados eram coletados e organizados separadamente em documentos diversos, e mais tarde, em papel;
Desenvolvimento da Informática (século XX):
- Representar e armazenar informações em ambiente computacional
Geoprocessamento
Geoprocessamento
Disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica.
Influencia as seguintes áreas de atividades:
Análise de Recursos Naturais
Comunicações
Planejamento Urbano e Regional
Cartografia
Transportes
Energia
Ferramentas
Ferramentas
Sistemas de Informações Geográficas
-Permitem realizar análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados geo-referenciados. Tornam ainda possível automatizar a produção de documentos cartográficos
Atual
Crescimento do ritmo de penetração do GIS nas organizações
Surgimento de alternativas menos custosas para a construção de bases de dados geográficas
Anos 80
Inicia um período de acelerado crescimento;
Massificação causada pelos avanços da microinformática e do estabelecimento de centros de estudos sobre o assunto;
EUA: criação dos centros de pesquisa que formam o NCGIA National Centre for Geographical Information and Analysis (NCGIA, 1989) - Geoprocessamento como disciplina científica independente.
Evolução
Internacional
Histórico
Anos 70
Novos e mais acessíveis recursos de hardware;
Foi criada a expressão Geographic Information System;
Primeiros sistemas comerciais de CAD;
Foram desenvolvidos alguns fundamentos matemáticos voltados para a cartografia, incluindo questões de geometria computacional.
Anos 60
Canadá: Surgem os primeiros Sistemas de Informação Geográfica, como parte de um programa governamental para criar um inventário de recursos naturais.
Anos 50
UK e EUA: primeiras tentativas de automatizar parte do processamento de dados com características espaciais
- Reduzir os custos de produção e manutenção de mapas
Anos 80
Prof. Jorge Xavier da Silva (UFRJ): A vinda ao Brasil, em 1982, do Dr. Roger Tomlinson, responsável pela criação do primeiro SIG (o Canadian Geographical Information System), incentivou o aparecimento de vários grupos interessados em desenvolver tecnologia, entre os quais podemos citar:
Desenvolvimento
no Brasil
Desenvolvimento no Brasil
Grupos Interessados
MaxiDATA:
Empresa de aerolevantamento AeroSul: criação de um sistema para automatização de processos cartográficos.
Grupos Interessados
INPE:
1984: grupo específico para o desenvolvimento de tecnologia de geoprocessamento e sensoriamento remoto - DPI;
1990: desenvolveu o SITIM e o SGI;
A partir 1991: SPRING
UFRJ: SAGA
Laboratório de Geoprocessamento do Departamento de Geografia da UFRJ
CPqD/TELEBRÁS:
Desenvolveu o SAGRE em 1990 - setor de telefonia
Estrutura de Dados Geográficos
Conceitos Básicos
Estrutura de dados
Os dados geográficos descrevem os objetos do mundo real, a partir de (Barbosa,1997):
- Localização geográfica – posição em relação a um sistema de coordenadas conhecidas;
- Relacionamentos espaciais ou topológicos – relações espaciais com outros objetos;
- Atributos temáticos – propriedades medidas ou observadas.
Dados Geográficos
Dados
Geográficos
Em um SIG, os dados geográficos são estruturados em planos de informação, também denominados de camadas.
As camadas, quando geograficamente referenciadas (georreferenciadas), ou seja, referenciadas ao sistema de coordenadas terrestres (topográficas, geográficas, geodésicas ou cartesianas) podem ser sobrepostas e representam o modelo do mundo real.
Camadas
Os elementos geográficos representam e descrevem os eventos e os fenômenos do mundo real através de duas componentes:
Gráfica ou espacial – descreve:
(1) a localização registrada em coordenadas geográficas, coordenadas de projeção ou coordenadas retangulares com uma origem local,
(2) a geometria contendo informações sobre área, perímetro e forma;
(3) a topologia;
Não-gráfica ou não-espacial ou alfanumérica – descreve os atributos temáticos e temporais, representados em forma de tabela estruturada ou de um banco de dados convencional.
Exemplo
- A componente alfanumérica se relaciona com a componente gráfica através de identificadores comuns, denominados de geocódigos.
- A organização dos atributos é feita de acordo com técnicas convencionais de banco de dados.
- A maioria dos SIG utiliza o modelo relacional, baseado na estruturação dos dados em tabelas, onde cada linha ou registro corresponde a um elemento geográfico representado graficamente na camada.
- As colunas ou campos correspondem aos atributos dos elementos.
Modelos
Modelo geométrico da componente gráfica
Os modelos geométricos para a representação da componente gráfica no ambiente digital são o matricial, também denominado de raster, e o vetorial.
As operações dos SIG, para serem eficientemente executadas, requerem que as camadas estejam representadas em um determinado modelo.
Em geral, estes sistemas suportam os dois modelos.
Matricial
É também denominado de raster, o terreno é representado por uma matriz M(i, j), composta por i colunas e j linhas, que definem células, denominadas como pixels (picture cell), ao se cruzarem.
Cada pixel apresenta um valor referente ao atributo, além dos valores que definem o número da coluna e o número da linha, correspondendo, quando o arquivo está georreferenciado, às coordenadas x e y, respectivamente.
Neste tipo de representação, a superfície é concebida como contínua, onde cada pixel representa uma área no terreno, definindo a resolução espacial.
Em dois documentos visualizados na mesma escala, o de maior resolução espacial apresentará pixels de menor tamanho, já que discrimina objetos de menor tamanho.
O modelo raster é adequado para armazenar e manipular imagens de sensoriamento remoto, ou seja, imagens da superfície terrestre geradas a partir da detecção e do registro, por um sensor transportado em um veículo aéreo ou orbital, da radiação eletromagnética refletida ou emitida por uma área da superfície terrestre.
Os atributos dos pixels representam um valor proporcional à energia eletromagnética refletida ou emitida pela superfície terrestre.
Para identificação e classificação dos elementos geográficos, é necessário recorrer às técnicas de processamento digital de imagem e de fotointerpretação.
Exemplo
Por exemplo, um arquivo com a resolução espacial de 1 m possui maior resolução do que um de 20 m, pois o primeiro discrimina objetos com tamanho de até 1 m, enquanto o segundo de até 20 m. As medidas de área e distância serão mais exatas nos documentos de maior resolução, mas, por sua vez, eles demandam mais espaço para o seu armazenamento.
Vetorial
Na estrutura vetorial, a localização e a feição geométrica do elemento são armazenadas e representadas por vértices definidos por um par de coordenadas.
Dependendo da sua forma e da escala cartográfica, os elementos podem ser expressos pelas seguintes feições geométricas.
As feições geométricas (ponto, linha e polígono) utilizadas para representação dos elementos, bem como a sua estrutura de armazenamento, estabelecem as relações espaciais entre os elementos geográficos, ou seja, relações existentes entre si e entre os outros elementos, denominadas de topológicas (Burrough,1998).
As relações espaciais são percebidas intuitivamente pelo leitor; ao analisar um mapa, por exemplo, os elementos que fazem fronteiras com outros elementos são facilmente identificados.
Entretanto, como os sistemas computacionais não são capazes de perceber estas relações, para processamento de análises espaciais nos SIG, há necessidade que estas sejam definidas explicitamente nos arquivos digitais que armazenam as feições geométricas dos elementos.
Pontos
Pontos – representados por um vértice, ou seja, por apenas um par de coordenadas, definindo a localização de objetos que não apresentam área nem comprimento. Exemplos: hospital representado em uma escala intermediária ou cidade em uma escala pequena, epicentro de um terremoto.
Linhas
Linhas poligonais ou arcos – representados por, no mínimo, dois vértices conectados, gerando polígonos abertos que expressam elementos que possuem comprimento ou extensão linear. Exemplos: estradas, rios.
Polígonos
Representados por, no mínimo, três vértices conectados, sendo que o primeiro vértice possui coordenadas idênticas ao do último, gerando, assim, polígonos fechados que definem elementos geográficos com área e perímetro. Exemplos: limites políticos-administrativos (municípios, estados), classes de mapas temáticos (uso e cobertura do solo, pedologia).
Exemplos
Exemplos
Matricial x Vetorial
A eficiência na execução das operações de manipulação e tratamento dos dados em um SIG depende do modelo geométrico utilizado para sua representação
Tipos de Dados Geográficos
Tipos de Dados
Geográficos
Os dados geográficos podem ser classificados, segundo o conjunto de técnicas e métodos empregados no seu levantamento, nos seguintes três tipos (adaptado de Rodrigues,1990):
Plani-altimétricos
Determinam a posição do objeto em relação à localização (x,y) e à altura ou altitude (z) . Os métodos de levantamento podem ser divididos em quatro grupos descritos a seguir:
Topográficos
Os levantamentos topográficos são baseados na medição de distâncias e ângulos e a aplicação de relações trigonométricas, através de equipamentos analógicos e, mais recentemente, por estações totais.
São utilizados em levantamentos com extensão de aproximadamente 30 km, onde a curvatura da Terra não necessita ser considerada.
Geodésicos
Os levantamentos geodésicos são similares aos topográficos, porém destinados a levantamentos de maiores extensões, onde a curvatura da Terra deve ser considerada.
A determinação da localização planimétrica dos pontos pode ser feita por triangulação, poligonação ou trilateração e a altitude através de nivelamento geodésico.
Aerofotogramétricos
Os levantamentos aerofotogramétricos utilizam-se de fotografias aéreas para determinação da posição dos objetos. Estes não prescindem dos dados levantados pelos métodos anteriores, pois é necessário ter pontos de controle com coordenadas conhecidas para a transformação dos pontos das fotos em valores das coordenadas
Satélites
Os levantamentos por posicionamento por satélites fundamentam-se na utilização de rastreadores geodésicos que recebem ondas eletromagnéticas emitidas de posições conhecidas, permitindo a determinação da posição do objeto na superfície terrestre. São exemplos deste levantamento aqueles realizados com o auxílio de sistema de posicionamento por satélites artificiais, como o GPS e o GLONASS.
Ambientais
Coletam dados qualitativos ou quantitativos de fenômenos, bem como a sua expressão espacial, a partir de uma variedade de métodos que podem ser agrupados em dois grupos:
Levantamentos Contínuos
Os dados são coletados de forma contínua no terreno, em geral remotamente, ou seja, sem contato direto com objeto, como é o caso do sensoriamento remoto, e fornecem a expressão espacial e a categoria do atributo.
Devido à possibilidade de coleta temporal contínua, é possível fazer o monitoramento espacial do fenômeno estudado.
Exemplo: Mapa de Uso e Cobertura do Solo.
Levantamentos Pontuais
Levantamentos Pontuais
Baseiam-se na coleta dos dados em campo a partir de uma rede de pontos de amostragem que visam medir a magnitude do fenômeno.
A possibilidade de que as informações sejam enviadas por telemetria reduz a quantidade de visitas a campo, como por exemplo estações hidrometeorológicas.
Podem ser obtidas séries temporais contínuas gerando uma série histórica de dados e, assim, permitindo a análise do comportamento do fenômeno estudado.
Levantamentos remotos: coleta de dados de áreas extensas e de difícil acesso.
Levantamentos de campo:fornecem mais detalhamento.
Cadastrais
Definem o número de ocorrências (contagem) e os atributos destas ocorrências.
Os levantamentos podem ser feitos por amostragem, nos quais parte representativa da população é levantada, ou por censo, onde todo universo da população é levantado.
Os métodos de levantamento podem ser por observação ou por entrevistas. Os levantamentos cadastrais (ex: fundiário, imobiliário) são feitos através de observações e levantamentos por entrevistas (pesquisas demográficas e sócio-econômicas, etc) são feitos através de aplicação de questionários
Representação
Gráfica
Representação
Gráfica
1. Modelo Numérico de Terreno (MNT):
Representa a distribuição espacial da magnitude (grandeza) de fenômeno, através de uma representação matemática computacional (Felgueiras,2005);
2. Mapa Temático Cadastral:
Representa dados quantitativos ou qualitativos, gerados por levantamentos cadastrais, que formam um banco de dados alfanuméricos associado a uma unidade territorial pré-definida, como município, bairro, setor censitário etc.
Modelo Numérico de Terreno
Modelo Numérico de Terreno
A primeira etapa: aquisição de amostras, representadas por curvas de isovalores (isolinhas) ou pontos tridimensionais, compostos pelas coordenadas (x,y) e pelo valor da magnitude (z); - raster com espaçamento fixo, cada ponto é um valor estimado a partir de interpolação (grade triangular a partir da conexão entre as amostras);
Segunda etapa: modelagem propriamente dita, que tem como resultado a geração de uma grade retangular ou triangular.
Exemplos
Os MNT podem ser aplicados para representar espacialmente a magnitude de qualquer tipo de fenômeno, como hidrometeorológico, geofísico, geoquímico e altimetria; este último recebe uma denominação específica: Modelo Digital de Elevação (MDE)
Mais Exemplos
Mais exemplos
Aplicações
Com base nesses modelos é possível:
1. Calcular volume e área;
2.Traçar perfil e secção transversal;
3.Gerar isolinhas e mapas de declividade, orientação de vertentes, sombreamento e visibilidade;
4. Visualizar em perspectiva tridimensional.
Mapa Temático Ambiental
Mapa Temático Ambiental
Dados qualitativos, gerados nos levantamentos ambientais contínuos.
Podem ser representados por arquivos matriciais ou vetoriais.
Quando representados por matrizes, os atributos dos pixels correspondem a um código que está associado a uma classe de tema.
No modelo vetorial, o elemento geográfico representa a ocorrência espacial da classe do tema em estudo.
Exemplos
Mapa Temático Cadastral
Mapa Temático Cadastral
A estrutura vetorial é o formato mais apropriado de representação.
Os atributos são expressos espacialmente de acordo com simbologia definida a partir de intervalos de classes.
Enquanto no mapa temático os atributos estão delimitados aos limites político-administrativo, no MNT a sua representação não obedece a estes limites, já que a sua representação gráfica é fruto da interpolação da população associada ao centróide, ou seja, centro geométrico dos polígonos
Exemplos
São exemplos destes mapas: demográficos, sócio-econômicos, cadastro de imóveis etc.
Redes
Armazenam os elementos geográficos em modelo vetorial com topologia de rede (arco-nó), representado por um gráfico onde os arcos armazenam atributos sobre o sentido dos fluxos e os nós sobre a capacidade.
A ligação com o banco de dados é fundamental, pois as principais operações requeridas por esta categoria de dados consistem na consulta ao banco de dados e na definição de melhor caminho.
Aplicações
Este tipo de representação é apropriado para informações relacionadas a serviços de utilidade pública, como água, energia e telefone, redes de drenagem e vias de transporte.
Numa rede elétrica, por exemplo, as linhas de transmissão são representadas como arcos, enquanto os demais componentes (postes, transformadores, subestações, linhas de transmissão) representados como nós
Modelagem
Gráfica
Modelagem
Gráfica
Ao se adotar o SIG como a ferramenta de tratamento e análise de dados em um projeto, o primeiro passo a ser efetuado é gerar um modelo de análise que represente o objeto de estudo e que seja baseado no objetivo do projeto. Este modelo deve conter os seguintes componentes:
1. Base de Dados;
2. Processamento;
3. Resultados.
Base de Dados
Base de Dados
Base de dados definida:
Alcançar o objetivo proposto, tanto a componente gráfica quanto os seus atributos;
Identificar as propriedades cartográficas dos dados (escala, projeção, datum), o modelo geométrico de representação (vetor ou raster), a unidade territorial de integração dos dados (ou análise de dados), as fontes disponíveis de dados e os métodos de coleta.
Processamento
Processamento
As operações de tratamento e de análise da base de dados no SIG devem ser especificadas.
O tratamento dos dados destina-se à montagem e à preparação da base de dados, consistindo em operações como:
Conversão dos dados para o formato digital (digitalização),
Adequação da base de dados às propriedades cartográficas,
Construção das tabelas de atributos e especificação dos geocódigos.
Com a base de dados montada, o processamento seguinte consiste em operações de análise que se destinam a atingir o objetivo do projeto propriamente dito.
Algumas destas operações estão descritas nos resultados
Resultados
Resultados
Durante o processamento dos dados, serão gerados resultados intermediários e, sobre estes, serão executadas novas operações até atingir o resultado final.
Tanto os produtos intermediários e o final devem ser definidos no modelo de análise.
Exemplo
Uma boa dica para a geração do modelo de análise é construí-lo com base em um fluxograma.
A Figura abaixo representa um modelo de análise de dados cujo objetivo é a identificação de áreas urbanizáveis a partir do mapeamento da legislação ambiental e urbanística.
Cartografia
Cartografia: apresenta um modelo de representação de dados para os processos que ocorrem no espaço geográfico;
Geoprocessamento: representa a área do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais, fornecidas pelos Sistemas de Informação Geográfica (SIG), para tratar os processos que ocorrem no espaço geográfico.
Relações
Interdisciplinares
Relações
Interdisciplinares
Relações interdisciplinares entre SIG e outras áreas.
FONTE: Maguire et al. (1991)
Sistemas de
Coordenadas
Sistemas de
Coordenadas
Sistemas de referência mais importantes para Cartografia e SIG
Geográficas
Sistema de coordenadas mais antigo;
Cada ponto da superfície terrestre é localizado na interseção de um meridiano com um paralelo;
Modelo esférico: meridianos são círculos máximos cujos planos contêm o eixo de rotação ou eixo dos pólos;
Modelo elipsoidal: meridianos são elipses definidas pelas interseções, com o elipsóide, dos planos que contêm o eixo de rotação
Projeções
Classificação das projeções
Projeção plana ou azimutal;
Projeção cônica;
Projeção cilíndrica
Azimutal
Constrói-se o mapa utilizando-se uma superfície de projeção plana tangente ou secante a um ponto na superfície da Terra
Cônica
A superfície de projeção usada é um cone que envolve a Terra e que, em seguida, é desenvolvido num plano.
As projeções cônicas podem ser tangentes ou secantes.
Cilíndrica
Em todas as projeções cilíndricas normais (eixo do cilindro coincidente com o eixo de rotação da Terra), os meridianos e os paralelos são representados por retas perpendiculares.
A projeção de Mercator, uma das mais antigas e importantes, é um exemplo de projeção cilíndrica.
Parâmetros
A transformação entre coordenadas geográficas e coordenadas de projeção é feita através dos algoritmos das projeções cartográficas, que dependem de certos parâmetros que variam de acordo com a projeção em questão
Paralelo padrão ou latitude reduzida;
Longitude de origem;
Latitude de origem;
Escala;
Projeção UTM - "Universal Transverse Mercator"
Paralelo Padrão
Paralelo
Padrão
Paralelo onde as deformações são nulas, isto é, onde a escala é verdadeira.
O paralelo padrão é único quando é definido por um cilindro tangente à Terra, como na projeção Mercator.
Longitude de
Origem
Longitude de
Origem
Trata-se de um meridiano de referência escolhido para posicionar o eixo y do sistema de coordenadas planas ou de projeção.
A definição da longitude de origem depende da projeção utilizada pelo usuário.
A longitude de origem para a projeção UTM corresponde ao meridiano central de um fuso ou zona (a cada 6° define-se um fuso), ou seja, o meridiano central de uma carta ao milionésimo.
Exemplo
Latitude de
Origem
Latitude de
Origem
Corresponde a um paralelo de referência escolhido para posicionar o eixo x do sistema de coordenadas planas ou de projeção.
A latitude de origem costuma ser o equador para a maior parte das projeções.
Escalas
É a relação entre as dimensões dos elementos representados em um mapa e aquelas medidas diretamente sobre a superfície da Terra.
Escala é uma informação que deve estar presente em qualquer mapa e, em geral, também é apresentada na forma de escala gráfica.
A escala numérica indica no denominador o valor que deve ser usado para multiplicar uma medida feita sobre o mapa e transformá-la num valor correspondente na mesma unidade de medida sobre a superfície terrestre.
UTM
O mapeamento sistemático do Brasil, que compreende a elaboração de cartas topográficas, é feito na projeção UTM (1:250.000, 1:100.000, 1:50.000, 1:25.000).
Características
Relacionam-se, a seguir, suas principais características:
• a superfície de projeção é um cilindro transverso e a projeção é conforme; • o meridiano central da região de interesse, o equador e os meridianos situados a 90ºººª graus do meridiano central são representados por retas;
• os outros meridianos e os paralelos são curvas complexas;
• a escala aumenta com a distância em relação ao meridiano central, tornando-se infinita a 90ººº graus do meridiano central;
• como a Terra é dividida em 60 fusos de 6° de longitude, o cilindro transverso adotado como superfície de projeção assume 60 posições diferentes, já que seu eixo mantém-se sempre perpendicular ao meridiano central de cada fuso;
• aplica-se ao meridiano central de cada fuso um fator de redução de escala igual a 0,9996, para minimizar as variações de escala dentro do fuso; • duas linhas aproximadamente retas, uma a leste e outra a oeste, distantes cerca de 1o37’ do meridiano central, são representadas em verdadeira grandeza.
Entrada de Dados - SIG
Entrada de Dados
Conjunto de técnicas e métodos de obtenção de dados e sua consequente preparação para compor os bancos de dados geográficos, de forma variada e compreendendo escalas, projeções cartográficas, sistemas de referência e sistemas de coordenadas distintos.
Fundamentação:
Requer, do usuário, uma busca por dados geoespaciais e por atributos disponíveis, com ou sem custo, nas diversas instituições e/ou organizações, tanto públicas como privadas.
Essa busca pode ser realizada, atualmente, através da Internet, uma vez que instituições/organizações, principalmente as públicas, vêm disponibilizando seus acervos de dados online ou, ao menos, informações acerca dos dados por elas produzidos (metadados).
Metadados
A entrada de dados em SIG requer, ainda, que o usuário do sistema tenha acesso a informações relevantes sobre os dados disponibilizados por tais instituições/organizações (metadados), tais como, escala de representação, projeção cartográfica utilizada, sistema de coordenadas empregado, Datum (horizontal e/ou vertical), unidades de medida, ano de obtenção/produção dos dados originais, entre outros, bem como, das transformações matemáticas necessárias à compatibilização destes dados, provenientes de fontes variadas, em formatos variados, e muitas vezes incompatíveis.
Armazenamento
O armazenamento de dados geoespaciais em meio digital é, atualmente, senso comum, e tais dados podem ser disponibilizados por meio de repositórios, bases de dados e bibliotecas digitais, além de portais, tais como o Portal Brasileiro de Dados Geoespaciais – SIG Brasil, que compreende uma rede de servidores integrada à Internet, denominada Diretório Brasileiro de Dados Geoespaciais (DBDG), e que tem por objetivo integrar as entidades provedoras de dados geoespaciais, facilitando o acesso do usuário a estes dados e a outros recursos.
Entre as principais entidades provedoras encontram-se:
a Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN); o Instituto de Cartografia Aeronáutica (ICA);
o citado Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE);
e o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Dados Geoespaciais
Segundo a INDE (Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais) dados e informações geoespaciais são aquelas que “se distinguem essencialmente pela componente espacial, que associa a cada entidade ou fenômeno uma localização na Terra, traduzida por sistema geodésico de referência, em dado instante ou período de tempo, podendo ser derivado, entre outras fontes das tecnologias de levantamento, inclusive as associadas a sistemas globais de posicionamento apoiados por satélites, bem como de mapeamento ou de sensoriamento remoto."
Disponível em: http://www.inde.gov.br/faq#4_1
Outras Formas de Armazenamento
Outras Formas de Armazenamento
Mesas digitalizadoras foram muito utilizadas, nas décadas de 80 e 90 século XX, como forma de entrada manual de dados a partir de representações cartográficas em meio analógico (papel).
Um cursor era utilizado tanto para a orientação da representação sobre a mesa como para percorrer as feições de interesse e armazená-las, em formato digital, na memória de um computador.
As mesas digitalizadoras, embora ainda muito utilizadas em outras áreas (publicidade e artes), foram gradativamente substituídas por outras tecnologias, tais como os processos de vetorização (automático e semiautomático) de representações rasterizadas por meio de scanners de alta resolução.
Exemplo
Softwares e Scanners
Softwares
Os processos de vetorização de representações cartográficas rasterizadas dominam este tipo de entrada de dados em SIG e têm como referência documentos ou acervos cartográficos analógicos transformados para o formato matricial digital (raster) a partir do uso de scanners de alta resolução.
Tais representações cartográficas rasterizadas podem ser utilizadas como fundo em uma tela de computador e as orientações desta representação, bem como a digitalização das feições, podem ser realizadas com o auxílio do mouse do computador.
Em outra circunstância, para poupar tempo na aquisição dos dados, as feições podem ser vetorizadas, de forma automática ou semiautomática (ou seja, assistida pelo usuário), por meio de software específico para este fim.
Exemplo
Nota
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), por meio da NBR 10068:1987, estabelece as dimensões, em milímetros, dos formatos de papel para a apresentação de desenhos técnicos, entre eles os produtos resultantes de mapeamentos, tanto impressos como copiados. Os formatos mais comuns são:
A0 (841mm x 1189mm),
A1 (594mm x 841mm),
A2 (420mm x 594mm),
A3 (297mm x 420mm) e
A4 (210mm x 297mm).
Estes podem ser utilizados tanto na posição retrato (vertical) como paisagem (horizontal), apresentando diferentes valores de margem e quadro.
As mesas digitalizadoras e os scanners têm o seu tamanho definido em função do formato dos documentos que suportam.
Imagens de Alta Resolução
As imagens de média e alta resolução, obtidas por sensoriamento remoto ou por processos fotogramétricos, são uma outra fonte importante de dados para os SIGs.
Tais imagens, muitas vezes obtidas gratuitamente ou até mesmo a um custo baixo, podem ser utilizadas como fundo para a digitalização de feições geográficas, desde que apropriadamente registradas.
Tal registro é feito a partir do reconhecimento, na imagem, de pontos notáveis do terreno cujas coordenadas (geográficas, geodésicas ou planas UTM) são conhecidas ou possam ser determinadas por levantamento (Topográfico ou Geodésico, dependendo da precisão/acurácia requeridas).
A escala de representação das feições digitalizadas, nestes casos, é sempre proporcional à resolução da imagem e à precisão/acurácia dos levantamentos de apoio.
Exemplo
Exemplo
Nota
Estas imagens, em função do software utilizado na sua geração, são armazenadas em diferentes formatos de arquivo (denominados extensões).
Estes dizem respeito aos diversos tipos de compressão que os pixels de uma imagem podem sofrer ao serem armazenamento na memória do computador.
Os formatos de arquivo mais comuns em SIG são: GeoTIFF - Gepgraphic Tagge Image File Format (extensões .TIF e .TFW); JPGE 2000 - Joint Photographic Escort Group (extensões .JP2 e .J2W); MrSID - Multiresolution Seamless Image Database (extensões .SID e .SDW); ECW - Enhanced Commission Wavelet (extensão .ECW); entre outros.
Recomenda-se ao usuário que, ao tentar manipular uma imagem num software de SIG, verifique se o formato de arquivo desta imagem é suportado pelo software, caso contrário, o usuário deverá realizar uma transformação de formato (exemplo: JPEG para TIFF ou vice-versa) para poder manipulá-lo.
Modelo Digital de Terreno
Modelos Digitais de Terreno
Modelos matemáticos tridimensionais gerados a partir de informações altimétricas (relevo) da superfície terrestre ou marinha.
Tais informações altimétricas podem ser obtidas a partir da correlação de imagens fotogramétricas, ou através de radares interferométricos, ou ainda a partir de sistemas de varredura laser (terrestres ou aerotransportados), tais como o LIDAR topográfico ou batimétrico e o Sonar. Estes dois últimos empregados na determinação de profundidades em áreas costeiras e em corpos d´água (lagos, lagoas e rios).
Exemplo
Mais Exemplos
Mais
Nota
Ressalta-se que os modelos digitais resultantes da interpolação de grades regulares (MDE, MDT e MDS) são disponibilizados, nos SIG, no formato raster ou matricial (imagem); enquanto os resultantes da interpolação de grades irregulares (TIN) são disponibilizados no formato vetorial.
Fontes de Dados
O cenário atual de compartilhamento de dados e recursos na internet permite ao usuário o acesso a uma gama de informações sem precedentes.
Adicionalmente, a criação da Infraestrutura de Dados Espaciais e a Lei de Acesso à Informação têm contribuído para que as instituições governamentais também aumentem a publicação de dados oficiais para a comunidade.
Há várias formas de acesso a estes dados. Algumas vezes, podemos baixar shapefiles, imagens ou outros arquivos dos sites das instituições.
Outras vezes, podemos acessar o mesmo dado através de um geosserviço ou de um catálogo.
Mapeamento Sistemático
Mapeamento Sistemático
As cartas topográficas são importantes fontes de dados oficiais sobre o território. No Brasil, a cartografia sistemática terrestre em escalas inferiores a 1:25000 está a cargo do IBGE e da DSG, mencionados anteriormente. Estas instituições divulgam as cartas existentes:
1- DSG – Banco de Dados Geográfico do Exército Brasileiro;
2- IBGE.
DSG
Banco de Dados Geográfico do Exército Brasileiro – estão disponíveis para download cartas topográficas matriciais e vetoriais, ortoimagens e modelos digitais de superfície, nas escalas de 1:25000 a 1:250000.
Há vários níveis de acesso,
nível 1 para usuários não cadastrados,
2 para cadastrados,
3 para cadastrados com envio de documentação e
4 para órgãos públicos com convênio com a DSG ou para Órgãos Militares.
Cada nível permite o acesso e o download a um número maior de dados.
Adicionalmente, o exército criou o complemento para o software livre QGIS® chamada BDGex, que permite a visualização de cartas em formato matricial, imagens RapidEye e Landsat mosaicadas, a criação de bancos de dados estruturados segunda a ET-EDGV, entre outas funções
IBGE
A instituição é responsável pela criação e divulgação de uma série de dados, mas para mapeamento sistemático, temos algumas opções de acesso.
Uma é o site de downloads de geociências.
Na opção Mapeamento sistemático é possível baixar folhas em formato matricial ou raster em diversas escalas e ainda acessar as bases contínuas do Brasil na escala 1:1000000 e 1:250000.
Outras opções para o acesso a estes dados são o Portal de Mapas da instituição e a biblioteca, no qual é possível também baixar cartas antigas.
Cartas Náuticas e Aeronáuticas
Cartas Náuticas
Em termos de mapeamento sistemático náutico, este trabalho fica a cargo da Diretoria de Hidrografia e Navegação da Marinha (DHN).
No site, é possível baixar cartas náuticas e documentação associada.
Já o mapeamento sistemático aeronáutico é de responsabilidade do Instituto de Cartografia da Aeronáutica (ICA), que disponibiliza as cartas aeronáuticas para download no site.
Sites
http://www.geoportal.eb.mil.br
http://downloads.ibge.gov.br/downloads_geociencias.htm http://portaldemapas.ibge.gov.br
http://biblioteca.ibge.gov.br/
http://www.mar.mil.br/dhn/chm/
http://www.decea.gov.br/servicos/ais-web/
http://www.dgi.inpe.br/catalogo/
http://geocatalogo.mma.gov.br/
http://earthexplorer.usgs.gov/
http://earthexplorer.usgs.gov/
https://sentinels.copernicus.eu/web/sentinel/home
http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d30/
http://www.dsr.inpe.br/topodata/
http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/index.htm
http://www.dgi.inpe.br/catalogo/
http://geocatalogo.mma.gov.br/
http://earthexplorer.usgs.gov/
http://earthexplorer.usgs.gov/
https://sentinels.copernicus.eu/web/sentinel/home
http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d30/
http://www.dsr.inpe.br/topodata/
http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/index.htm
http://acervofundiario.incra.gov.br/
http://www.snirh.gov.br/hidroweb/
http://mapas.ipea.gov.br/i3geo/datadownload.htm
http://sigel.aneel.gov.br/sigel.html
http://sigmine.dnpm.gov.br/webmap/
http://www.dnit.gov.br/planejamento-e-pesquisa/dnit-geo/mapasmultimodais
http://geoinfo.cnpm.embrapa.br/