Sistemas de Informações Geográficas

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1 Sistemas de Informações Geográficas Aula 2 Assuntos: # Revisão em estatística # Revisão em informática # Revisão em sensoriamento remoto # # Histórico do SIG Geotecnologias Sensoriamento Remoto Geoprocessamento Sistema de Posicionamento Global imagens ópticas imagens radar perfis espectrais SIGs base de dados análise espacial cartografia levantamentos em campo Porque fazer uma revisão em informática???? O que é um Sistema de Informações Geográficas (SIG)? São sistemas que fazem o tratamento computacional de dados geográficos. O que é um sistema? É um aplicativo computacional, um programa de computador ou também chamado de software. 1

2 Revisão em informática Revisão em informática Hardware x software x Revisão em informática Software, aplicativo computacional ou sistema: Classificação de licença: proprietário shareware freeware código aberto demo 2

3 Revisão em informática Sistema operacional: Revisão em informática Tipos de aplicativos computacionais Navegador de internet 3

4 Editor de textos Planilha eletrônica Editoração 4

5 E mail Sistemas de Informações Geográficas Outros 5

6 Revisão em informática Unidades de armazenamento de dados: HD, DVD, pen drive... Revisão em informática Estruturas de armazenamento de dados: diretórios ou pastas Revisão em informática Estruturas de armazenamento de dados: arquivos Os arquivos são identificados por um nome e uma extensão. Exemplo: trabalho.doc foto1.jpg Para facilitar o usuário o Windows omite a extensão e apresenta os arquivos como ícones 6

7 Revisão em informática Revisão em informática RESUMO: Equipamento (hardware) Aplicativos (programas) Armazenamento de dados Revisão em sensoriamento remoto 7

8 Aquisição das imagens pelos sensores orbitais Aquisição das imagens pelos sensores orbitais Aquisição das imagens pelos sensores orbitais A imagem vai sendo adquirida pixel a pixel, nas diferentes bandas. Isto é o que diferencia uma imagem de uma fotografia. Em uma fotografia toda a cena é adquirida em um mesmo momento. 8

9 Resoluções espacial, temporal, espectral e radiométrica Estas resoluções são inerentes de cada sensor e não do satélite 1. Espacial: tamanho do campo de visada, define a resolução do pixel. 2. Temporal: intervalo de tempo entre a aquisição de duas imagens consecutivas sobre um mesmo ponto da superfície da Terra. 3. Espectral: número e largura das bandas espectrais. 4. Radiométrica: número de níveis de cinza da imagem. Resolução radiométrica Resolução radiométrica Número de níveis de cinza = 2número de bits 256 níveis de cinza = níveis de cinza = níveis de cinza =

10 Resolução espacial Resolução espacial A resolução espacial mais refinada é importante em estudos em áreas com resposta espectral homogênea, mas com grande nível de detalhes, como por exemplo as áreas urbanas. Em áreas homogêneas como por exemplo os oceanos pode haver uma resolução espacial menor, sem perda de informação. Também utilizadas para monitoramento em grandes escalas. Resolução espectral Exemplo: Imagens do satélite Landsat 7, sensor ETM+ 10

11 Resolução espectral Exemplo: Imagens do satélite Landsat 7, sensor ETM+ Banda 1 Banda 2 Banda 3 Banda 4 Banda 5 Banda 7 Resolução temporal Tempo de revisita sobre um mesmo ponto da superfície da Terra. Resolução variável com o sensor emuma mesma plataforma. Exemplos: HRV/SPOT5: 26 dias (nadir); 1 3 dias (off nadir) Vegetation/SPOT5: 1 2 dias (nadir) Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens Exemplo: Imagens do satélite Landsat 7, sensor ETM+ Banda 1 Banda 2 Banda 3 Banda 4 Banda 5 Banda 7 11

12 Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens 3R 2G 1B 4R 3G 2B 5R 4G 3B 4R 5G 3B 4R 7G 3B 4R 7G 5B ** Importância do georreferenciamento correto! 12

13 Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens A composição colorida das imagens tem por objetivo facilitar a identificação dos alvos pelo interprete visual. 13

14 Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens A composição colorida das imagens tem por objetivo facilitar a identificação dos alvos pelo interprete visual. Qual a melhor composição colorida? Mangue Floresta 5R 4G 3B 4R 5G 3B Programa espacial brasileiro Prevê uma missão espacial completa e autônoma, com base na Política Nacional de Desenvolvimento das Atividades Espaciais (PNDAE), instituída pelo Decreto nº1 n.º 1.332, de 8 de dezembro de A Agência Espacial Brasileira AEB atua como elemento de coordenação central, tendo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e o Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento do Comando da Aeronáutica. 14

15 Programa espacial brasileiro A missão espacial completa brasileira inclui: Base para lançamentos Veículo lançador Construção e desenvolvimento de satélites e sensores Centro de rastreioe controle de satélites Centro de recepção de imagens Centro de processamento de imagens Centro de distribuição de imagens Capacitação de pessoas (técnicos nas diferentes áreas e astronautas) Participação e cooperação em programas internacionais Programa espacial brasileiro Programa CBERS Série de satélites de sensoriamento remoto em Cooperação com a China China Brazil Earth Remote Satellite Download gratuito de imagens: 15

16 Conceitos de geodésia: a forma da Terra Prolongamento do nível médio dos mares Figura matemática que mais se aproxima da forma da Terra Conceitos de geodésia: a forma da Terra Ondulações do geóide, determinadas pelas perturbações nas órbitas dos satélites geodésicos. Ao elipsóide está associado um sistema cartesiano ortogonal, geocêntrico, formado pelos eixos X, Y, Z. 16

17 As diferentes linhas verticais e horizontais definem uma grade de latitude e longitude em toda a superfície da Terra. Equador Greenwich Paralelos de Latitude Meridianos de Longitude Grade Com isso, ponto sobre a superfície terrestre tem coordenadas cartesianas geocêntricas, que podem ser expressas em latitude e longitude. 17

18 Para o georreferenciamento dos dados é necessário o conhecimento dos parâmetros matemáticos utilizado para os cálculos das coordenadas geográficas de cada ponto da superfície da Terra. É de fundamental importância no georreferenciamento dos dados o conhecimento dos seguintes parâmetros: Datum Projeção Datum: é uma superfície de referência, calculada a partir de um elipsóide e de um ponto de referência. Datum horizontal oficial brasileiro: SAD 69: Usa o Elipsóide de Referência Internacional de 1967 e o vértice Chuá (ponto de referência). Chuá é uma localidade do município de Uberaba (MG). SIRGAS 2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas): oficializado em 25/02/2005 usa o Elipsóde International Terrestrial Reference System e o vértice Córrego Alegre. Até 2010 o uso SAD69 e SIRGAS2000 é concomitante. Datum vertical oficial brasileiro: Imbituba 18

19 Projeção: é a função matemática que converte a Terra da forma esférica para a forma plana. Mapa p q p Superfície da Terra q Podemos entender as projeções pensando como se uma fonte de luz, localizada no interior da Terra, estivesse projetando as feições da superfície em um mapa plano. Tipos de Projeção: 3 exemplos de sistemas de projeções, dentre os vários existentes: Projeção plana Projeção cônica Projeção cilíndrica Cada projeção apresenta uma distorção diferente da superfície da Terra Latitude e Longitude, sem projeção Projeção cilíndrica 19

20 Revisão em escalas cartográficas O conceito de escala Escala é a razão entre a distância em um mapa e a correspondente distância na superfície da Terra. Exemplo Uma escala de 1: significa que 1 cm no mapa corresponde a cm ou 0,5km no mundo real O conceito de escala pequena escala e grande escala são frequentemente confundidas Exemplo: modelos em grande escala,na área de climatologia operam em grandes áreas. Quando ocorrer este tipo de confusão, melhor esclarecer se é escala cartográfica (razão) ou escala geográfica (área de abrangência). 20

21 Histórico dos Sistemas de Informações Geográficas e do Geoprocessamento Histórico (Década de 1960) Surgimento do primeiro Sistema de Informações Geográficas, como parte de um programa governamental do Canadá, para criar um inventário de recursos naturais. Surgimento de outros sistemas, nenhum comercial, onde para cada aplicação específica era necessário desenvolver os programas para execução. Sistemas de uso bastante difícil pela limitação dos recursos computacionais (monitores, capacidade de armazenamento e processamento) e pela necessidade de mão de obra especializada. Histórico (Década de 1970) Surgimento da expressão Sistemas de Informações Geográficas. Surgimento dos sistemas CAD. Desenvolvimento dos fundamentos matemáticos voltados para cartografia digital. Uso dos SIGs ainda limitado pelos recursos computacionais e pela necessidade de mão de obra especializada. 21

22 Histórico (1980 atual) Grande desenvolvimento dos SIG, acompanhando o desenvolvimento da informática. Difusão da pesquisa em SIGs devido o estabelecimento tbl t de centros de estudos e desenvolvimento destes sistemas. Difusão do uso dos SIGs, devido à diminuição dos custos dos equipamentos e da implementação de funções de análise espacial e processamento de imagens nos sistemas atuais. Histórico (Brasil) O geoprocessamento foi introduzido no Brasil na década de 1980 pelo professor Jorge Xavier da Silva (UFRJ). Em 1982 o criador do primeiro SIG, o canadense Dr. Roger Tomlinson veio ao Brasil o que motivou o aparecimento de vários grupos de pesquisas e desenvolvimento de SIGs. Histórico (Brasil) O Departamento de Geografia da UFRJ criou o SAGA (Sistema de Análise Geo Ambiental) A Divisão de Processamento de Imagens do INPE desenvolveu entre 1994 e 1990 o SITIM (Sistema de Tratamento de Imagens) e o SGI (Sistema de Informações Geográficas). A partir de 1991 os dois sistemas foram unificados no SPRING (Sistema para Processamento de Informações Geográficas). Desde 2002 a Divisão de Processamento de Imagens do INPE desenvolve o TerraLib, que é uma biblioteca de código para que os desenvolvedores de sistemas possam criar SIGs personalizados. 22

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