Livro: Sistemas e Ciências da Informação Geográfica. SUMÁRIO 1 Introdução

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1 Livro: Sistemas e Ciências da Informação Geográfica SUMÁRIO 1 Introdução Sistemas, Ciência e Estudo Introdução: Por que os SIG são importantes? 4 O espacial é especial Dados, informação, conhecimento, evidência e sabedoria Sistemas e ciência 13 A ciência da resolução de problemas 13 A tecnologia da resolução de problemas Uma breve história dos SIG Visões de SIG 21 A anatomia de um SIG Os SIG como negócio 26 A indústria de software 26 A indústria de dados 26 A indústria de serviços de IG 27 A indústria dos serviços de GeoWeb 27 A indústria editorial 29 O ensino de SIG Sistemas, ciência e estudos da IG Os SIG e a geografia 34 Questões para estudo 36 Leitura complementar 37 Uma Galeria de Aplicações Introdução 40 Um dia de nossas vidas com os SIG 40 Por que SIG? Ciência, geografia e aplicações 43 Questões científicas e operações de SIG 43 Aplicações de ciência da IG Áreas de aplicação representativas e seus fundamentos 45 Introdução e panorama 45 Governo e serviços públicos 46 Comércio e planejamento de serviços 51 Logística e transportes 60 Meio ambiente Comentários conclusivos 71 Questões para estudo 71 Leitura complementar 71 2 Princípios 73 A Representação Geográfica Introdução A representação digital A representação do que e para quem? O problema fundamental Objetos discretos e campos contínuos 83 Objetos discretos 83 Campos contínuos Matrizes e vetores 87 Dados matriciais 87 Dados vetoriais 88 A representação de campos contínuos O mapa impresso Generalização 92 Generalização sobre lugares 92 Generalização sobre propriedades 95 A representação por informação geográfica colaborativa Conclusão 96 Questões para estudo 97 Leitura complementar 97 A Natureza dos Dados Geográficos Introdução 100

2 4.2 Revisando o problema fundamental Autocorrelação espacial e escala Amostragem espacial Decaimento da distância Medição dos efeitos da distância como autocorrelação espacial Domando monstros geográficos Juntando indução e dedução 118 Questões para estudo 120 Leitura complementar 121 Georreferenciamento Introdução Nomes de lugares Endereços postais e códigos postais Endereços de IP Sistemas de referenciamento linear Cadastros e o Sistema de Levantamento de Terras Públicas dos EUA Medição da Terra: latitude e longitude Projeções e coordenadas 135 Projeção Plate Carrée ou projeção cilíndrica equidistante 137 A projeção universal transversa de Mercator 138 O sistema de coordenadas State Plane e outros sistemas locais Medição de latitude, longitude e elevação: GPS Conversão de referências geográficas Geomarcadores e mashups Georregistro Resumo 145 Questões para estudo 145 Leitura complementar 146 Incerteza Introdução I1: Incerteza na concepção de fenômenos geográficos 149 Concepções de lugar: unidades de análise 149 Concepções de atributos: indefinição e ambiguidade 151 Abordagens fuzzy para classificação de atributos I2: Mais incerteza na representação de fenômenos geográficos 159 Representação de lugar/local 159 Modelos estatísticos de incerteza em medidas de atributos 161 Modelos estatísticos de incerteza em medidas de posição I3: Incerteza adicional pela análise de fenômenos geográficos 166 Validação interna e externa por meio de análise espacial 166 Validação por meio de autocorrelação: a estrutura espacial dos erros 167 Validação por meio da investigação dos efeitos de agregação e escala 170 Validação com referência a fontes externas: integração de dados e linhagem compartilhada 172 Validação interna e externa: indução e dedução Consolidação 174 Questões para estudo 177 Leitura complementar Técnicas 179 Os Software de SIG Introdução A evolução dos software de SIG A arquitetura dos software de SIG 183 Os SIG em projetos, em departamentos e em empresas ou instituições 183

3 A arquitetura em três camadas 184 Modelos de dados e personalização 186 Os SIG desktop e na Web Construção de sistemas de software SIG Distribuidores de software SIG 189 Autodesk 190 Bentley 191 ESRI, Inc 191 Intergraph, Inc Tipos de sistemas de software de SIG 193 Software de SIG desktop 193 Mapeamento na Web 196 SIG servidor 197 Globos virtuais 200 SIG para desenvolvedores 202 Os SIG portáteis 203 Outros tipos de programas Conclusão 205 Questões para estudo 205 Leitura complementar 206 Modelagem de Dados Geográficos Introdução 208 Visão geral dos modelos de dados 208 Níveis de abstração de modelo de dados Modelos de dados SIG 209 Modelos de dados SIG: CAD, gráfico e imagem 210 Modelo de dados matricial 211 Modelo de dados vetorial 214 Modelo de dados de objeto Exemplo de um modelo de dados de objeto de uma rede de distribuição de água Modelagem de dados geográficos na prática 226 Questões para estudo 228 Leitura complementar 228 Coleta de Dados para SIG Introdução 230 Fluxo de trabalho da coleta de dados Captura de dados geográficos primários 232 Captura de dados matriciais 232 Captura de dados vetoriais Captura de dados geográficos secundários 236 Captura de dados matriciais utilizando scanner 236 Captura de dados vetoriais Obtenção de dados de fontes externas (transferência de dados) 243 Formatos de dados geográficos Captura de dados de atributo Coleta de dados colaborativa via Web Gerenciamento de um projeto de coleta de dados 247 Questões para estudo 249 Leitura complementar 249 Criação e Manutenção de Bancos de Dados Geográficos Introdução Sistemas de gerenciamento de bancos de dados 252 Tipos de DBMS 253 Extensões de DBMS geográficos Armazenamento de dados em tabelas de DBMS SQL Tipos e funções de bancos de dados geográficos Projeto de banco de dados geográficos 263 O processo do projeto de banco de dados Estruturação da informação geográfica 264 Criação de topologia 264

4 Indexação Edição e manutenção de dados Edição de bancos de dados contínuos por vários usuários 271 Transações 271 Controle de versões Conclusão 273 Questões para estudo 274 Leitura complementar 274 A GeoWeb Introdução A distribuição dos dados 280 Metadados geoespaciais em nível de objeto 281 Geobibliotecas e geoportais O usuário em movimento 284 A realidade virtual e a realidade aumentada 285 Serviços baseados na localização 288 Questões em SIG portátil Distribuição do software: serviços de IG 290 Arquitetura orientada a serviços Perspectivas 293 Questões para estudo 293 Leitura complementar Análise 295 Cartografia e Produção de Mapas Introdução Mapas e cartografia 302 Mapas e mídia Princípios de concepção de mapas 306 Composição de mapas 307 Simbologia de mapas Séries de mapas Aplicações Conclusão 320 Questões para estudo 322 Leitura complementar 322 Geovisualização Introdução: usos, usuários, mensagens e mídia Geovisualização, consulta espacial e interação do usuário 327 Visão geral 327 Consulta espacial online e GeoWeb Geovisualização e transformação interativa 334 Visão geral 334 Cartogramas 335 Remodelação da distribuição espacial através de mapas dasimétricos Participação, interação e imersão 339 Participação pública em SIG (PPSIG) 339 Representações 2,5D e 3D 340 Computadores portáteis e realidade aumentada 344 Visualização científica e realidade virtual Consolidação 347 Questões para estudo 348 Leitura complementar 349 Análise de Dados Espaciais Introdução: o que é análise espacial? 352 Exemplos Análise baseada na localização 355 Análise de tabelas de atributos 356 Junção espacial 360 A operação ponto-em-polígono 360 Sobreposição de polígonos 361 Análise matricial Análise baseada na distância 363 Medição de distância e comprimento 364

5 Geração de faixas de distância 366 Detecção de agrupamento 369 Dependência da distância 370 Estimativa de densidade 371 Interpolação espacial 373 Uma última palavra de precaução Conclusão 378 Questões para estudo 378 Leitura complementar 379 Análise Espacial e Inferência O propósito de análises baseadas em área 382 Medição de área 382 Medição de forma Centralidade 384 Centros 384 Dispersão Análise de superfície 386 Declividade e orientação 387 Modelagem de deslocamento sobre uma superfície 388 Cálculo de bacias hidrográficas e canais 389 Cálculo de visibilidade Design 393 Localização de pontos 393 Problemas de roteamento Testes de hipótese 397 Testes de hipótese sobre dados geográficos Conclusão 400 Questões para estudo 401 Leitura complementar 401 Modelagem Espacial com SIG Introdução 404 Por que modelar? 406 Analisar ou modelar? Tipos de modelos 407 Modelos estáticos e indicadores 407 Modelos individuais e agregados 410 Modelos celulares 414 Modelagem cartográfica e álgebra de mapas Tecnologia para modelagem 417 Operacionalização de modelos em SIG 417 Acoplamento de modelos 417 Catalogação e compartilhamento de modelos Métodos multicritério Acurácia e validade: teste do modelo Conclusão 422 Questões para estudo 422 Leitura complementar Gerenciamento e Política Institucional 425 Gerenciamento de SIG Introdução Em prol do uso de um SIG: ROI O processo de desenvolvimento de um SIG sustentável 434 A escolha de um SIG 436 Implementação de um SIG 441 Gerenciamento e sustentabilidade de um SIG operacional Continuidade de um SIG as pessoas e suas competências 446 O pessoal de SIG e as equipes envolvidas 446 Gerentes de projeto 447 Lidando com a incerteza Conclusões 448 Questões para estudo 449 Leitura complementar 449 O Uso Seguro de SIG Introdução SIG e tomada de decisão Contexto organizacional Informação geográfica 454 As características da informação 454

6 Características adicionais da IG SIG, IG e questões fundamentais de gestão 459 A legislação 459 A comercialização de IG e o papel do Governo 465 SIG e Privacidade 469 Ética em SIG e tomada de decisão 472 Confiança pública Conclusões 475 Questões para estudo 476 Leitura complementar 476 Parcerias em SIG Introdução Parcerias comerciais As infraestruturas de dados espaciais 479 Como tudo começou 480 Parcerias de SDI em nível global 482 Parcerias de SDI em nível plurinacional 484 Parcerias de SDI em nível nacional 490 Parcerias de SDI em nível local ou subnacional Parcerias entre colaboradores individuais As SDI têm sido bem-sucedidas? Nacionalismo, globalização, política e SIG 498 Questões para estudo 498 Leitura complementar 499 Epílogo: Sistemas e Ciência da IG a Serviço da Humanidade Introdução A diversidade do mundo Os grandes desafios 503 A visão global dos governos 503 Desafios superáveis com o uso de sistemas e ciência da IG A busca pelas causas Resposta aos desafios 519 Por que os sistemas e a ciência da IG deveriam nos permitir fazer a diferença Conclusão 523 Questões para estudo 525 Leitura complementar 525 ÍNDICE 527