Sistemas de Informação Geográfica Aula 2

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1 Sistemas de Informação Geográfica Aula 2

2 Sistemas de Informações Geográficas

3 Definição SISTEMA (do grego systema: reunião, grupo ): 1. Conjunto de elementos, materiais ou ideais, entre os quais se possa encontrar ou definir alguma relação. 2. Disposição das partes ou dos elementos de um todo, coordenadas entre sí,, e que funcionam como estrutura organizada ( AUR( AURÉLIO ). SIG SIG: conjunto de programas, equipamentos, metodologias, dados e pessoas (usuários), perfeitamente integrados, de forma a tornar possível a coleta, o armazenamento, o processamento e a análise de dados georreferenciados, bem como a produção de informação derivada de sua aplicação (Teixeira et al., 1995)

4 Sistemas de Informações Geográficas Sistema: indica que o SIG é feito de vários v rios componentes inter-relacionados relacionados e ligados com diferentes funções. Dessa maneira um SIG tem capacidade funcional para entrada de dados, manuseio, transformação, visualização, combinação, consultas, análises, modelagem e saída. Informação: pressupõe que os dados no SIG estejam organizados para produzir conhecimento útil, na forma de mapas e imagens, estatísticas, sticas, gráficos, etc. Geográfica: implica conhecimento da localização dos itens de dados, ou que eles podem ser calculados, em termos de coordenadas geográficas. (Bonham-Carter,, 1997)

5 Evolução do SIG - Mapeamento automático tico - Banco de dados Primeiros SIG s - Redução nos custos de hardware e software - Planejamento - Recursos Naturais e meio Ambiente - Obtenção e tratamento de dados Forte expansão dos SIG s

6 Evolução do SIG Década de 40 e 50: Avanços nas tecnologias computacionais e cartográficas; Década de 60: SIG implementado nos EUA; Década de 70: Trabalhos publicados atestando e acentuando o desenvolvimento dessa tecnologia; Década de 90: Popularização e adoção dos SIGs como instrumento para tomada de decisões.

7 Principais Características de um SIG

8 Principais Características de um SIG Integrar, numa única base de dados, informações espaciais provenientes de dados cartográficos, dados de censo e cadastros, urbanos e rurais, imagens de sensoriamento remoto, redes e modelos numéricos do terreno; N W L S

9 Principais Características de um SIG Combinar as várias informações, por meio de algoritmos de manipulação, para gerar mapeamentos derivados; W S N L Fator (R) X Fator (LS) X Fator (K) X Fator (C) X Fator (P) Perda t/ha (Tolerância)

10 Principais Características de um SIG Consultar, recuperar, visualizar e plotar o conteúdo da base de dados geocodificados. W S N L Fator (R) X Fator (LS) X Fator (K) X Fator (C) X Fator (P) m Mapa de Tolerância de Perdas de Solos, 1995 Níveis Área ha Tolerável 648,60 1 vez a tolerância 138,00 5 vezes a tolerância 474,20 10 vezes a tolerância 240,00 Níveis Área ha > 10 vezes a tolerância240,00 Área Urbana 39,16 Represa 5,52

11 Componentes de um SIG

12 Componentes de um SIG Segundo Burrough (1988): os SIG s possuem 3 importantes componentes: Equipamento computacional (hardware) Um conjunto de módulos aplicativos (software) Contexto organizacional apropriado. Estes três componentes necessitam estar balanceados para o sistema funcionar satisfatoriamente

13 Componentes de um SIG Equipamento computacional (hardware)

14 Componentes de um SIG SOFTWARE: conjunto de módulos aplicativos Impima Spring Scarta

15 Componentes de um SIG Contexto organizacional apropriado. Estrutura da instituição para abrigar a filosofia de trabalho, com as tomadas de decisões apoiadas pelo SIG. N X, Y W S z z z z z z L Drenagem Estradas Solos Declividade Uso do solo Produtividade

16 Dados em SIG

17 Dados em SIG Aronoff (1993): SIG s são sistemas computadorizados que permitem o manuseio de dados georreferenciados por meio de 4 módulos de capacidades. 1) Entrada de Dados; 2) Gerenciamento de Dados (armazenamento e recuperação); 3) Manipulação e Análise de Dados; 4) Saída (geração de produtos)

18 Dados em SIG Modelos - Imagem de objeto que se pretende reproduzir - Molde - Tudo o que serve de tipo para ser imitado ( AURÉLIO ) Coleta de informações (coordenadas) Mundo Real DADOS

19 Dados em SIG MODELOS... São criados com base em teorias, percepções e observações anteriores e especulações sobre o mundo real. A concepção de modelos operacionalizáveis é limitada pelos recursos disponíveis, sejam estes tecnológicos, econômicos ou organizacionais, para a efetiva realização de observações. O estabelecimento das necessidades das informação deve, portanto, emergir do modelo e da análise dos fatores intervenientes quando da sua concepção ão (Rodrigues, 1987).

20 Dados em SIG Mundo Real Modelo Planejamento 1 - Conhecimento e Organização 2 - Inventário e Manipulação dos Dados 3 - Tomada de Decisões 4 - Ação O processamento de informações geográficas, no processamento de planejamento, INICIA e TERMINA com o Mundo Real Aranoff (1993)

21 Dados em SIG Traduzindo a informação geográfica para o computador Universo Fenômenos a serem representados (tipos de solos, Mundo Real Cadastra urbano e rural, dados topográficos... Universo Matemático tico Definição matemática tica formal em classes de dados Entes e Atributos (dados temáticos ticos e cadastrais, MNT, dados de SR) Universo Representação Universo Implementação Entidades formais definidas no universo conceitual são associadas a diferentes representações geométricas. (Raster, Vetor) Realização do modelo de dados através s de linguagem de programação

22 Dados em SIG Objetos ou entidades localização. Entes e Atributos são referenciados pela sua Pontos de amostragens de solo ou vegetação; Ruas e avenidas; Construções; Atributos: dados que podem ser atribuídos aos objetos espaciais: Características do solo ou vegetação; Informação da qualidade das estradas, nome das rodovias; Altura, data, etc.

23 Dados em SIG Entes e Atributos Dados Espaciais (Entes): Atributos: Talhonamento Área, perímetro,... Áreas de preservação Tipo, estado,... Reservas Área, características,estado,... Estradas Tipo, conservação,... Cursos d d água Ordem, qualidade,... Lagos Área, profundidade,... Altimetria Cotas. Construções Tipo, data, área, valor... Pontos de ocorrência Informações de levantamentos Solos Classificação, fertilidade,... Outros

24 Dados em SIG Entes e Atributos Atributos: podem ser considerados características ou propriedades que descrevem os entes, podendo ser quantitativos ou qualitativos. Talhão agrícola Atributo quantitativo : Área Atributo qualitativo : Espécie

25 Dados em SIG Classificação dos dados 1) Espaciais e Não Espaciais (coordenadas X, Y e Z) Cadastro Rural

26 Dados em SIG Classificação dos dados 2) Analógico e Digital

27 Dados em SIG Classificação dos dados 3) Estrutura de Armazenamento A estrutura de armazenamento ou FORMATO de dados espaciais digitais, são comumente diferenciados em dois tipos: RASTER VETOR

28 Dados em SIG Classificação dos dados 3) Estrutura de Armazenamento : RASTER A estrutura raster (celular, matricial ou grade) é uma das formas mais simples de organizar dados espaciais, consiste num arranjo, geralmente regular, de células c (pixels), as quais representam o mundo real y x z x - linhas y - colunas z - DN, digital number Z

29 Dados em SIG Classificação dos dados 3) Estrutura de Armazenamento : RASTER Exemplo de imagem simples (cruz) na forma RASTER 1 a linha e 1 a coluna DN = 20 (quase preto) 1 a linha e 4 a coluna DN = 230 (quase branco)

30 Dados em SIG Classificação dos dados 3) Estrutura de Armazenamento : RASTER Pixel = 230 Landasat x milhões de pixels

31 Dados em SIG Classificação dos dados 3) Estrutura de Armazenamento : RASTER Para cada célula c que cobre o espaço é atribuído um único valor, que é relativo ao parâmetro ou tema geográfico de interesse. Linha X, Coluna Y = Valor 1 Legenda: 1- Árvores 2- Pasto 3- Córrego

32 Dados em SIG Classificação dos dados 3) Estrutura de Armazenamento : VETOR Pontos: são posicionados por um par de coordenadas (X,Y); Linhas: segmentos de reta, constituídos por dois ou mais pares de coordenadas; Polígonos: descreve as características topológicas de áreas.

33 Dados em SIG Classificação dos dados 3) Estrutura de Armazenamento : VETOR Amostras de Solo Pontos

34 Dados em SIG Classificação dos dados 3) Estrutura de Armazenamento : VETOR Linhas Planialtimetria Drenagem

35 Dados em SIG Classificação dos dados 3) Estrutura de Armazenamento : VETOR Polígonos Talhões

36 Dados em SIG Classificação dos dados 3) Estrutura de Armazenamento Raster Vetor VANTAGENS E DESVANTAGENS

37 Dados em SIG Classificação dos dados RASTER Vantagens: Facilidade de manipulação de certos relacionamentos de vizinhança; a; Facilidade de implementação de diversas opções de manipulação, particularmente do espaço; Possibilidade de representação de dados quantitativos e qualitativos. Desvantagens: Complexidade de identificação de objetos individualmente; Dificuldade de associação de atributos a objetos; Geração de grande volume de dados; Resolução e precisão determinadas pelas dimensões da divisão do espaço o (pixels( ou células) c

38 Dados em SIG Classificação dos dados VETOR Vantagens: Manipulação individual de objetos é facilitada; Facilidade de associar atributos a objetos; Geração de menores volumes de dados; A precisão depende somente do mecanismo de aquisição. Desvantagens: A manipulação de propriedades topológicas ou do espaço é complexa;

39 Dados em SIG Fontes de Dados Mapas Fotografias aéreasa Imagens orbitais Levantamentos de campo Relatórios Censos Inventários Outros

40 Dados em SIG Fontes de Dados Aspectos a serem analisados com relação aos dados e às s fontes de dados são vários, v podendo ser destacadas: Os dados de interesse jáj foram, ou estão sendo, ou deverão ser coletados; Quais suas características; Aspectos de absorção dos dados - adequação; - confiabilidade de provisão; - qualidade (nível de erro; freqüência de atualização; completeza etc.); - compatibilidade de dados originários rios de fontes destintas; - relação custo/benefício cio da absorção; - etc...

41 Banco de Dados em SIG

42 Banco de Dados em SIG é uma coleção de registros salvos em um computador em um modo sistemático, de forma que um programa de computador possa consultá-lo para responder questões. são conjuntos de dados com uma estrutura regular que organizam informação. um conjunto de dados devidamente relacionados. É projetado, construído e manipulado com dados para um propósito específico; um banco de dados possui um conjunto pré definido de usuários e aplicações

43 Banco de Dados em SIG Banco de Dados Cartográficos (X, Y e Z) Banco de Dados de Atributos ID identificador

44 Dados em SIG Pontos de amostragem Id Id Tipo textura 156 Latossolo argiloso 157 Argissolo arenoso Talhões Id Id Area variedade ,88 RB ,293 RB

45 Banco de Dados em SIG CONSULTAS: Uso do Banco de Dados MAPA BANCO DE DADOS ATRIBUTOS SIMPLES ATRIBUTOS MÚLTIPLOSM ÁLGEBRAS COM MAPAS

46 Banco de Dados Consulta: Mapa Banco de Dados;

47 Banco de Dados Consulta: Banco de Dados Mapa;

48 Banco de Dados Consulta por atributos simples Talhões > 20 hectares

49 Banco de Dados Consulta por atributos múltiplosm Talhões > 20 hectares + Amostras de Solo

50 Banco de Dados Álgebra com mapas X = RQ GX LV LVA + RQ LVA PVA RL RL + NV NV RQ + LVA RL + PVA Santa Rufina São Palmital Rancho Sebastião Alegre São Pedro Felicissima Santana Bom Retiro Sta Lourdes Macaubas % ,0 0,0 79,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 20,3 0,0 0,0 0,0 95,1 0,0 4,9 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 95,6 0,0 4,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 100,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 13,0 84,8 0,6 0,0 0,0 1,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 21,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 78,8 0,0 0,0 0,0 88,6 6,0 0,0 0,0 5,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 71,9 28,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 41,6 0,0 58,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 100,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

51 Banco de Dados Estatística stica com mapas MDE Talhões

52 ÁREAS DE APLICAÇÃO Uso da Terra Planejamento agropecuário; rio; Estocagem e escoamento da produção agrícola; Classificação de solos e vegetação; Adubação diferenciada; Gerenciamento de bacias hidrográficas; Planejamento de barragens; Cadastramento de propriedades rurais; Mapeamento do uso da terra.

53 ÁREAS DE APLICAÇÃO Uso de Recursos Naturais Controle do extrativismo vegetal e mineral; Classificação de poços os petrolíferos; Planejamento de gasodutos e oleodutos; Distribuição de energia elétrica; Identificação de mananciais Gerenciamento costeiro e marítimo. Meio Ambiente Controle de queimadas; Estudos de modificações climáticas; Acompanhamento de emissão e ação a de poluentes; Gerenciamento florestal de desmatamento Reflorestamento.

54 Mapeamento - Imagem de Satélite - Rede de Drenagem - APPs - Talhões - Pontos de Amostragem - Limites de Solos - Mapa de Solos - Mapa de Fertilidade

55 Softwares Arc/Info ArcView/ArcGIS ArcGIS Mge Geomedia TNT mips Spring Idrisi

56 RESULTADOS MDET Bacia do rio Ji-Paraná Altitude (metros) km Projeção UTM Datum WGS84 Zona 20 S Toledo (2006)

57 RESULTADOS Mapa Clinográfico Bacia do rio Ji-Paraná Classes de declive (%) Distribuição (área em %) , , , , , ,5 > 25 0,3

58 RESULTADOS Solos Bacia do rio Ji-Paraná Classes de solo Argissolo vermelho Argissolo vermelho amarelo Cambissolo Gleissolos Latossolo amarelo Latossolo vermelho amarelo Latossolo vermelho escuro Neossolo litolico Neossolos fluvicos Neossolos quartzarenicos Nitossolo vermelho Planossolo Plintossolo Agua km Projeção UTM Datum WGS84 Zona 20 S Fonte: EMBRAPA (1983)

59 RESULTADOS CTCef CTCef (cmol c kg -1 ) (1) km Projeção UTM Datum WGS84 Zona 20 S

60 RESULTADOS Uso da Terra - Ballester et al., Floresta Pasto 30,0 62,0 Regeneração 3,6 Cerrado 1,4 Solo exposto 0,6 Urbanização 0,2 Culturas 0,1 Nuvens 2,0 Água 0, %

61 RESULTADOS Capacidade de uso Bacia do rio Ji-Paraná Terras passíveis de utilização com: -Culturas anuais e perenes (classes I, II, III e IV) = 93% -Pastagem, reflorestamento (classes V, VI e VII) = 4% -Preservação ambiental ou conservação hídrica (classes VIIIff e VIIIFF) = 3% 16 classes IIf IIef IIsf IIsfe IIIf IIIef IIIsfe IVef IVsfe Vaf VIef VIsfe VIIef VIIsfe VIIIff VIIIFF

62 Avanços Tecnológicos 1944 Mark I (18 x 2 m) 70 t / 800 km 1946 ENIVAC 30 t / op/s 1948 UNIVAC Uso pessoal