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1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Geociências Departamento de Geografia Sistemas de Informações Geográficas I GEO Professora: Eliana Lima da Fonseca Site da disciplina: Site do Laboratório de Geotecnologias Aplicadas:

2 O que são Geotecnologias? Geotecnologias Sensoriamento Remoto Geoprocessamento Sistema de Posicionamento Global imagens ópticas imagens radar perfis espectrais SIGs base de dados análise espacial cartografia levantamentos em campo O que é Geoprocessamento? É a disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica. O termo informação geográfica refere se a toda a informação que possua como atributo intrínseco a sua posição no espaço.

3 1. O que é um Sistema de Informações Geográficas (SIG)? São sistemas de banco de dados que fazem o tratamento computacional de dados geográficos. Armazenam dados espaciais e seus atributos Permitem recuperar informações com base na sua localização espacial O que é um sistema? É um aplicativo computacional, um programa de computador ou também chamado de software Anatomia resumida de um SIG GIS COMPONENTS 1.1. Anatomia resumida de um SIG

4 Resumindo: O que é um SIG? Uma tecnologia para: armazenar, visualizar, manipular, analisar e apresentar dados espaciais. Tº Mínima Tº Máxima Importação M AHP J Geração Grade retangular A S J J A S O M J Ponderação M J Fatiamento A S J J A S O Fatiamento M J Booleana Fatiamento Exp/Imp Imagem Booleana Como era feita a análise de dados espaciais antes do SIG? Trabalho pioneiro feito em 1854, localizando os casos de cólera e os poços de abastecimento de água John Snow, 1854

5 1.2. Por que aprender sobre SIG? Obter um estágio. Obter emprego logo após a formatura. Entender e dominar a tecnologia que está se tornando parte de nossosempregos ouprofissões. Ter capacidade de interagir com os SIGs (ou com os produtos dele derivados), sabendo quais são os seus potenciais e limitações de utilização. Tomar decisões sobre implementações de aplicativos de SIG no ambiente organizacional (gerentes, pesquisadores, professores, administradores e políticos). 2. O que é possível fazer com um SIG? Os SIGs permitem o armazenamento de dados geográficos, de diferentes formatos e em diferentes escalas, com seus respectivos atributos, em um banco de dados geográficos. Permitem a visualização e análise simultânea dos dados armazenados (cruzamento de informações). Permitem a realização de consultas ao banco de dados, recuperando informações com base na sua localização espacial. 2. O que é possível fazer com um SIG? Armazenamento de dados: exemplo de dados utilizados para estudos em áreas urbanas. Bi Bairros Setores censitários Rede de energia elétrica Localização das Escolas

6 2. O que é possível fazer com um SIG? Armazenamento de dados: exemplo de dados utilizados para estudos ambientais. Altimetria Mapa de solos Rios e corpos d água Trabalhos em campo Propriedades dos solos ou qualidade de água 2. O que é possível fazer com um SIG? Visualização e análise simultânea dos dados armazenados. Exemplo 1: Fontes de poluição Casos de Leucemia 2. O que é possível fazer com um SIG? Visualização e análise simultânea dos dados armazenados. Exemplo 1: Casos de leucemia que ocorreram próximo às fontes de poluição

7 2. O que é possível fazer com um SIG? Visualização e análise simultânea dos dados armazenados. Exemplo 2:

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9 2. O que é possível fazer com um SIG? Visualização e análise simultânea dos dados armazenados. Outros exemplos: Composição colorida de imagens de satélite Áreas com cultivos de verão em 2008 e malha municipal do RS

10 Posicionamento das amostras e superfície numérica 2. O que é possível fazer com um SIG? Cruzamento de informações Necessidades hídricas das espécies Mapa de solos Mapa de declividade Distribuição da precipitação pluvial Resultado: Aptidão para silvicultura 2. O que é possível fazer com um SIG? Planejamento e análise: Mundo real Fonte de dados Realização de ações Usuários Gerenciamento de dados Gera: informações para a tomada de decisão Análise dos dados

11 3. Porque usar um SIG? Colocando o Mundo no Computador: desafios, motivações, problemas... Colocando o Mundo no Computador: desafios, motivações, problemas...

12 3. Porque usar um SIG: motivação GPS Crescimento constante de fontes independentes de dados geográficos! Satélites Censo 3. Porque usar um SIG: motivação GPS Satélites Censo Banco de Dados Geográficos Crescimento constante de fontes independentes de dados geográficos: que podem ser integrados em um banco de dados único, considerando a sua posição no espaço (coordenadas geográficas) SIGs e BDGs: integração Nível mais externo do SIG Interface Homem-Máquina Mecanismos de processamento de dados espaciais Nível mais interno do SIG Banco de Dados Geográficos

13 3. Porque usar um SIG: desafios Como representar os dados geográficos no computador? Como as estruturas de dados geométricos e alfanuméricos se relacionam com as informações do mundo real? Quais alternativas de representação computacional existem para dados geográficos? 3. Porque usar um SIG: problemas Diversidade de modelos conceituais de SIG distorção de dados perda da qualidade da informação Complexidade d dos dados dd Dificuldades na institucionalização de redes de trabalho cooperativo 4. Características básicas de um SIG Armazenam a geometria e os atributos dos dados, os quais necessitam ser georreferenciados em um sistema it de coordenadas d geográficas. Armazenam também a relação de topologia dos objetos (principal diferença em relação a um CAD).

14 4. Características básicas de um SIG: O que é topologia dos objetos? A topologia é um ramo da matemática que estuda as propriedades de objetos geométricos que não mudam quando aplicamos deformações bijetórias e contínuas em ambas direções. Estudaas as relações espaciais entre os objetos. Quais objetos? A B Ponto (ou Nó) Linha ou Arco Polígono RELAÇÕES TOPOLÓGICAS Conectividade Adjacência Contingência Adjacência e Contingência RELAÇÕES TOPOLÓGICAS Disjunção Igualdade Interseção Cruzamento

15 RELAÇÕES TOPOLÓGICAS (Resumo) RELAÇÕES TOPOLÓGICAS Exemplo de armazenamento de relações topológicas (topologia arco nó polígono) RELAÇÕES TOPOLÓGICAS Observar que para um SIG reconhecer os polígonos A e B como vizinhos a linha a2 tem que ser digitalizada apenas uma vez.

16 4. Características básicas de um SIG: O que é georreferenciamento de dados? Aula 3 Grade de referência Longitude ARC GIS IDRISI ERDAS ENVI SPRING GRASS 5. Principais SIGs 5. Principais SIGs ARC GIS (US$ ) IDRISI (US$ 2.000) ERDAS (US$ 8.000) ENVI (US$ 8.000) SPRING (freeware) GRASS (livre distribuição)

17 Visualizadores Arc reader ERDAS view ENVI view TERRA view MAP SERVER 5. Principais SIGs 6. Dificuldades no uso dos SIGs Falta de conhecimentos básicos dos usuários nas áreas de informática, matemática e estatística. Falta de conhecimento técnico dos usuários no georreferenciamento dos dados. Datum, projeções. Flt Falta de conhecimento da tolerância da dimensão do erro associado aos diferentes tipos de dados e escalas. Exemplo: imagem 30 x 30 m e imagem 250 x 250 m Falta de conhecimento das diferentes técnicas de análise de dados e de como o algoritmo foi implementado no SIG. Falta de informação do próprio dado. Exemplo: pontos de GPS sem informação do Datum Dificuldades de intercâmbio de dados entre os diferentes SIGs. 7. Tendências em SIG Sistemas mais enxutos e especializados x sistemas mais amplos. Interface mais amigável (comandos e ícones) ao invés da interface de programação, como o IDL ou o LEGAL. Integração com planilha eletrônica e sistemas de análises estatísticas. WebGIS

18 8. Enquete: O que significa a expressão: fazer um SIG? Construir um programa de computador? Usar um SIG para resolver um problema? 8. Enquete: O que significa a expressão: fazer um SIG? Construir um programa de computador? Usar um SIG para resolver um problema? A expresão fazer um SIG, considerando a definição de Sistema de Informações Geográficas, significa construir ou desenvolver ferramentas computacionais que trabalhem com banco de dados e informações georreferenciadas! Para resolver um problema usamos a expresão fazer uma base de dados ou construir uma base de dados que será utilizada para a análise!