Por que Geoprocessamento?

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2 Um pouco sobre a NOSSA VISÃO Processamento Digital é um endereço da Web criado pelo geógrafo Jorge Santos com objetivo de compartilhar dicas sobre Geoprocessamento e Software Livre. A idéia surgiu no ano de O conteúdo do site é bem diversificado e os artigos procuram traduzir o conhecimento através de uma linguagem simples e objetiva, proporcionando aos visitantes um ganho significativo no aprendizado de Geoprocessamento e Processamento de imagens. Nosso logotipo é um satélite, pois amamos o conhecimento proveniente do Sensoriamento Remoto. Por que Geoprocessamento? Para auxiliar na comprensão das constantes transformações que ocorrem na natureza e na sociedade através da execução de complexos processos espaciais. Para dominar técnicas computacionais e produzir dados espaciais através dos Sistemas de Informação Geográfica (SIGs). Para dar uma rápida resposta às crescentes demandas da sociedade e fornecer resultados que podem apoiar a tomada de decisão. Por que utilizar o Sistema ArcGIS? Por se tratar do aplicativo SIG líder de mercado em todos os segmentos. Pela sua sólida história de desenvolvimento de centenas de ferramentas para Análises Espaciais, Geoprocessamento e automação de tarefas. Pelo suporte fornecido pela crescente comunidade de utilizadores do Sistema ArcGIS nas Redes Sociais, Fóruns Internacionais, Sites, Blogs e Listas de . Por que o Site Processamento Digital? Porque somos um dos principais utilizadores e divulgadores de software proprietário e de código aberto no Brasil. Pelo reconhecimento ao nosso trabalho desde o ano Porque somos especialistas em SIG e Processamento de Imagens. Porque nosso contato para solução de questões e dúvidas relacionadas ao uso da ferramenta se extende além do período de treinamento, consultoria ou mesmo uma atividade efetiva. 2

3 t Um pouco sobre o MEU PERFIL Jorge Santos jorgepsantos@outlook.com (21) /ProcessamentoDigital jorgepsantos2002 Proprietário do site Processamento Digital, Jorge Santos é Geógrafo e atua na iniciativa privada como Técnico em Geoprocessamento há oito anos. Durante este tempo, desenvolveu competências em ambiente de produção de dados e prestou diversas consultorias em Geoprocessamento pelo Brasil. Atualmente, tem desenvolvido capacitação em aplicativos SIG através de treinamentos via Web. Experiências Perfil Social Considero-me um profissional sério e com visão social. Tenho plena convicção de que o conhecimento faz a diferença na vida de uma pessoa, por isso, procuro contribuir para um mundo melhor através do meu site Processamento Digital, um espaço da Web que utilizo para distribuir dicas para Geoprocessamento e Software Livre. Dentro das minhas possibilidades, costumo tirar dúvidas de amigos e visitantes do site nos finais de semana. Outras Competências Além do conhecimento em Geotecnologias, fui militar por seis anos e também fui instrutor no Exército. Já gerenciei equipes, atuei na construção de sites como WebDesigner, trabalhei em avaliação de software para Geoprocessamento, sou diagramador e fui expositor em Feiras e Eventos. Assuntos de Interesse do site Processamento Digital Dados Vetoriais Dados Matriciais Dados Cadastrais Representação discreta das feições ou formas presentes no espaço geográfico Representação contínua de fenômenos do espaço geográfico Registro de informações associadas a geometria de ponto, linha ou polígono Análises espaciais com geometrias de ponto, linha ou polígono Vetores representados por arquivos Shapefile, DXF e KML, entre outros. Estrutura formada por linhas e colunas Imagens de satélite, aerolevantamento, drone ou radar Nível de detalhes diretamente relacionado com o tamanho do pixel. Armazena o cálculo de comprimento, perímetro ou área geográfica das feições Base de dados dos arquivos vetorais utilizada para o cadastro de informações alfanuméricas. 3

4 t Um pouco sobre o perfil da nossa COLABORADORA Danielle Gomes dcorrea@sga.pucminas.br / daniiigomes@hotmail.com (31) / (31) daniiigomes Graduando Geografia com ênfase em Meio Ambiente pela Pontifícia Universidade Católica (MG), Danielle Gomes contribui para o avanço das Geotecnologias escrevendo matérias para o site Processamento Digital. Sua graduação tem estimativa de conclusão de curso no primeiro semestre de 2015 e sua atuação em Geoprocessamento engloba atividades na Área da Educação, Pesquisas sobre mapas históricos e Planejamento urbano. Experiências PIBID Minhas experiências ocorreram tanto do âmbito público, como acadêmico. Primeiramente participei do PIBID, Programa de Incentivo de Bolsa à Docência, no qual durou 1 ano. Pude observar o ambiente escolar de forma a pensar o planejamento do ambiente em questão, em relação as estruturas físicas, socioeconômicas e elaborar projetos que tratavam do Espaço, Tempo e o sujeito. O trabalho teve o início voltado para análise humana, que depois teria uma abordagem Cartográfica e a utilização do Geoprocessamento para tratamento dos dados. SMAGC Minha segunda experiência foi na Secretaria Municipal Adjunta de Gestão Compartilhada, na Sala de Situação do Governo de Belo Horizonte, no qual, foi estagiária durando 1 ano. Trabalhei com tratamento de tabelas Excel, criação de mapas temáticos, participação de reuniões referentes ao planejamento urbano de BH, fiz mini curso na área de geoprocessamento, mais especificamente ArcGIS Participei como estagiária da SMAGC para o Orçamento participativo, organizando as bases de dados existentes referentes as obras realizadas, solicitadas e que iriam ser instituídas. Projeto de Pesquisa em Minas Gerais A terceira experiência e atual é no projeto de pesquisa Contradições da modernização dos transportes em uma economia regional periférica. A longeva persistência dos transportes tradicionais em Minas Gerais, do Professor Marcelo Godoy, da UFMG/ Cedeplar, no georreferenciamento e vetorização dos mapas municipais de 1939 de Minas Gerais, além de coleta de dados, confecção de mapas temáticos, pesquisas históricas e publicação de artigo. Este é o artigo publicado na ocasião. Plano Diretor da Região Metropolitana de Belo Horizonte A quarta experiência foi no Plano Diretor da Região Metropolitana de Belo Horizonte com a criação de mapas temáticos e tratamento de bases, participação de reunião - eixo econômico. Grupo LEMt da UFMG - Economia Quinta experiência: participação do grupo LEMt da UFMG/ Cedeplar com o tema Financeirização e espaço: uma análise para o caso brasileiro, do Professor Marco Crocco, vinculada ao professor Anderson Cavalcante, com atuação na área do Geoprocessamento. 4

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6 Este documento foi elaborado sob a licença Atribuição - Não Comercial - Sem Trabalhos Derivados Brasil (CC BY-NC-ND 4.0) O documento Dez recomendações para utilização correta do programa QGIS produzido pelo site Processamento Digital foi elaborado sob uma Licença Creative Commons - Atribuição - Não Comercial - Sem Derivados 4.0 Brasil, com base no trabalho disponível em: Tem o direito de: Compartilhar - reproduzir, distribuir e transmitir o trabalho. De acordo com as seguintes condições: Atribuição - Você deve dar o crédito apropriado, mas sem sugerir o licenciante a apoiar você ou o seu uso do trabalho. Não Comercial - Você não pode usar este material para fins comerciais. Trabalhos Derivados Proibidos - Não pode alterar ou transformar este trabalho, nem criar outros trabalhos com base nele. No entendimento de que: Renúncia - Qualquer uma das condições acima pode ser renunciada pelo titular do direito de autor ou pelo titular dos direitos conexos, se obtiver deste uma autorização para usar o trabalho sem essa condição. 6

7 Conteúdo SUMÁRIO Primeiros Passos 1.1. Referência Espacial Sistemas de Coordenadas Geográficas Sistema de Coordenadas Tridimensionais (X, Y e Z) Sobre o Sistema de Coordenadas Planas Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e de coordenadas O mapeamento sistemático nacional 10 Capítulo Georreferenciando um arquivo raster com coordenadas planas Criação de pontos georreferenciados no ArcGIS

8 Primeiros Passos Coordenadas Geográficas e Coordenadas Planas 1.1. Referência Espacial As coordenadas são referências entre a posição de um ponto no mapa e no mundo real. No SIG todas as análises dependem de dados espacialmente referenciados. Por isso, se a intenção é produzir informação espacial, significa que devem ser associados esses dados a um Sistema de Coordenadas. Vale acrescentar que uma fonte de dados qualquer (um objeto do tipo vetor ou raster) pode ser classificado como espacial somente se possuir um Sistema de Coordenadas (SANTOS, 2014, p. 3). Assim, toda informação produzida no sistema SIG está organizada em pelo menos um dos dois sistemas existentes: Sistemas de Coordenadas Geográficas (ou Geodésicas) serve para representação de grandes extensões de área num mapa; Sistemas de Coordenadas Planas (ou Projetadas) é o sistema recomendado para trabalhos de medição de distâncias ou áreas Sistemas de Coordenadas Geográficas O sistema de coordenadas geodésicas constitui um sistema eficiente para localização inequívoca da posição de objetos, fenômenos e acidentes geográficos na superfície terrestre. Neste sistema a Terra é dividida em círculos paralelos ao Equador chamados paralelos e em elipses que passam pelos pólos terrestres (perpendiculares aos paralelos) chamadas meridianos (ELMIRO, 2001, p. 16). As principais características do Sistema de Coordenadas Geográficas: Figura 1 : Paralelos e Meridianos/ Fonte: Secretaria de Educação, 2015 A Longitude pode ser Oeste (W) ou Leste (E) e a Latitude pode ser Norte (N) ou Sul (S); Não é necessário definir uma projeção para trabalhar no Sistema Geográfico; Unidades neste sistema são representadas em graus (unidades angulares); Para importar dados do Sistema de Coordenadas Geográficas para um aplicativo SIG, (Exemplo: tabela do Excel contendo dados e coordenadas geográficas), é preciso converter as coordenadas geográficas de Graus, Minutos e Segundos para Graus Decimais; O Sistema de Coordenadas Geográficas não é um sistema conveniente para aplicações onde busca se o cálculo de distância e áreas. Use o Sistema de Coordenadas Planas; No SIG, ao decidir pelo uso do Sistema de Coordenadas Geográficas, o analista precisa informar o Modelo da Terra (Datum) da região de interesse (SANTOS, 2014, p. 4) Sistema de Coordenadas Tridimensionais (X, Y e Z) Um sistema de três eixos cartesianos ortogonais (X, Y, Z) é muito utilizado pelos satélites artificiais (GPS) para cálculo de posições, utilizando geometria tridimensional. As principais características do sistema são: Origem dos eixos no centro de massa da Terra (Geocentro) Eixo X coincidente com o traço do meridiano de Greenwich no plano do Equador; Eixo Y ortogonal a X no plano do Equador 90 anti-horário; Eixo Z coincide com o eixo de rotação da Terra (ELMIRO, 2001, p. 17). 8

9 Figura 2 : Representação do Sistema de Coordenadas Tridimensionais / Fonte: ELMIRO, 2001, p Sobre o Sistema de Coordenadas Planas O sistema de coordenadas esféricas, apesar de localizar pontos inequivocamente na superfície elipsóidica, se mostrou pouco prático para trabalhar com mapas planos, e assim foram estabelecidos sistemas de coordenadas planas cartesianas associados às projeções cartográficas. Os sistemas de coordenadas planas cartesianas têm a origem dos eixos coordenados estabelecidas em certos paralelos e meridianos terrestres e as coordenadas do sistema são medidas em metros, e não em graus. A coordenada X é chamada Este (E) e a coordenada Y é chamada Norte (N). Cabe ressaltar que as coordenadas planas estão estritamente associadas ao sistema de projeção do mapa, cada coordenada plana corresponde a uma coordenada geográfica que foi transformada pelas equações do sistema de projeção. Não tem nenhum sentido falar em coordenada plana sem o mencionar o sistema de projeção que lhe deu origem (ELMIRO, 2001, p. 19). Importante: UTM (Universal Tranversa of Mercator) é a projeção plana adotada no Brasil para todos os projetos de mapeamento (olhar figura em anexo). O Sistema de Coordenadas Planas deve ser usado para cálculo de distâncias e áreas. No SIG, ao decidir utilizar o Sistema de Coordenadas Planas UTM, o analista precisa informar o Modelo da Terra (Datum), o Fuso (Zona) e o Hemisfério da região de interesse (SANTOS, 2014, p. 4) 1.4. Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e de coordenadas No sistema SIG, nenhuma ação, processo, recurso ou algoritmo deve ser executado antes da verificação do sistema de referência das camadas. A referência espacial determina todas as ações no SIG, há projetos que utilizam o Sistema Geodésico em todos os temas. Em outros projetos, a utilização do Sistema Plano é obrigatória (SANTOS, 2014, p. 3). Figura 3: Características do Sistema Geodésico e do Sistema Plano Após a escolha do sistema de referência, podemos providenciar os insumos necessários para a construção do projeto (bases cartográficas vetoriais, arquivos raster como ortofotos ou imagens de satélite, planilhas contendo dados alfanuméricos, etc). Além da seleção de um Sistema de Referência, temos outro parâmetro obrigatório em 9

10 Figura 4: Sistema de Coordenadas 1.5. O mapeamento sistemático nacional Chama-se mapeamento sistemático o esquema de mapas topográficos nas escalas padronizadas de 1:25.000, 1:50.000, 1: , 1: , 1: e 1: , executados pelo método aerofotogramétrico, segundo uma articulação sistemática padrão formando uma grande série cartográfica. O sistema de referência utilizado nas Cartas Topográficas é baseado no sistema da Carta do Brasil ao Milionésimo, o qual faz parte da Carta Internacional do Mundo ao Milionésimo (CIM) na escala 1/ Quando se tem que mapear, sistematicamente, uma unidade geográfica, em uma determinada escala, tem-se que recorrer ao método das Séries Cartográficas (CASTRO, 2006, p. 32). Os mapas sistemáticos até a escala de 1:25.000, são considerados um pré- requisito para o desenvolvimento do país, e é visto como uma obrigação do governo provê-los e mantê-los atualizados para uso da comunidade. No Brasil os principais órgãos executores de mapeamento sistemático são o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE e a Diretoria do Serviço Geográfico do Exército DSG. As escalas e a articulação das folhas oficiais do mapeamento sistemático. (ELMIRO, 2001, p. 30). (Figura 5) Figura 5: Mapeamento Topográfico / Fonte: IBGE,

11 Capítulo 2 Georreferenciar um arquivo raster com Coordenadas Planas no ArcGIS 2.1. Georreferenciando um arquivo raster com coordenadas planas A figura 6 foi a escolhida para ser georreferenciada, sendo uma sugestão de um leitor que precisava georreferenciar o arquivo para adquirir informações do arquivo, mas não sabia como fazê-lo, podemos perceber que no grid do mapa e nas informações do mesmo está em coordenadas planas, datum SAD 69, zona 23S. Figura 6: ARCGIS Raster que será georreferenciado Para melhor visualização da interseção das coordenadas planas decidimos editar o arquivo raster no Photoshop, como apresentado na figura 7, tendo que dar um zoom, até aparecer o pixel da imagem, para marcar o ponto em comum. Figura 7: Photoshop - Marcação do ponto 11

12 2.2. Criação de pontos georreferenciados no ArcGIS 10.2 Depois de marcar os pontos, digite as coordenadas no Excel, como mostrado na figura 8. Salve em xls. ou xlsx. Figura 8: Definindo as Coordenadas Planas Depois de feito isso, abra o ArcGIS 10.2, e insira os shapefiles, contendo os municípios brasileiros, unidades federativas e os fusos do Brasil, no qual pode ser feito o download. Vá na tabela de atributos, clique com o botão direito sobre o shapefile de municípios - Open Attribute Table - Select By Attribute. E selecione o município desejado, no caso, será o município de Santa Bárbara, no qual, a bacia do Córrego Maria Casimira se encontra. Esse comando nos permitirá achar o município de Santa Bárbara, entre os demais municípios do Brasil, deve ser lembrado, que as vezes podem aparecer municípios com o mesmo nome, o que foi o caso de Santa Bárbara, mas como sabemos que ele é localizado em Minas Gerais, conseguimos localiza-lo sem problema. Figura 9: ARCGIS Localizando o município de Santá Bárbara - MG 12

13 Localização do município de Santa Bárbara em Minas Gerais, figura 10. Figura 10: ARCGIS Município de Santa Bárbara Para criar os pontos no ArcGIS 10.2, como já mostrado, criamos a tabela de coordenadas planas no Excel. Em seguida precisamos de recorrer a File - Add Data - Add X Y Data... Figura 11: ARCGIS Definindo XY 13

14 Em Add XY Data, defina as coordenadas X e Y, como indicado na figura 12, defina a coordenada, no caso, SAD 69, zone 23S. Figura 12: ARCGIS Definindo XY Localização dos pontos no município de Santa Bárbara em Minas Gerais, figura 13. Figura 13: ARCGIS Localizando dos pontos no município de Santá Bárbara - MG 14

15 Para que os pontos sejam salvos e transformados em shapefile, deve ser seguido os passos da figura 14, pois os pontos gerados são temporários. Clique com o botão direito sobre o arquivo gerado, clique em data e exporte data... Em seguida selecione the date frame e selecione o local para salvar. Figura 14: ARCGIS Exporte o shapefile Figura 15: ARCGIS Exporte o shapefil 15

16 Na figura 16, pode ser observada a tabela de atributos do shapefile criado e em seguida selecione- as em Switch Selection. Figura 16: ARCGIS 10.2-Tabela de atributos Para iniciar o georreferenciamento clique em Georeferencing - Fit to Display, para que o raster que será georreferenciado se aproxime do pontos selecionados. Figura 17: ARCGIS 10.2-Aproximando o raster dos pontos 16

17 Para ligar os pontos do raster editados no Photoshop, clique em Add Control Points, clique no raster e puxe a linha até o ponto referente a coordenada plana, que coincide com a coordenada do grid do raster (mapa). Como na figura 19. Figura 18: ARCGIS 10.2-Georreferenciamento Figura 19: ARCGIS 10.2-Georreferenciamento - Ligando os pontos Depois de georreferenciar todos os pontos, clique em Georeferencing - Update Georeferencing Figura 20: ARCGIS Término do Georreferenciamento 17

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