GEOPROCESSAMENTO: Fundamentos e Prática com o Software QGIS. Flávia F. Feitosa

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1 GEOPROCESSAMENTO: Fundamentos e Prática com o Software QGIS Flávia F. Feitosa Disciplina PGT 035 Geoprocessamento Aplicado ao Planejamento e Gestão do Território Maio de 2015

2 Objetivos do Curso Oferecer um panorama geral da área de geoprocessamento, abordando conhecimentos básicos de cartografia, sensoriamento remoto e sistemas de informação geográfica (SIG) como instrumento de apoio à análise, planejamento e gestão do território. No decorrer do curso, o aluno deverá desenvolver um projeto aplicado de geoprocessamento que explicite a inclusão do espaço como dimensão analítica relevante para atividades de pesquisa e leitura de fenômenos e processos territoriais.

3 Tidia PGT035_2015

4 Pesquisa em Planejamento e Gestão do Território Envolve conhecer o objeto de estudo e intervenção: O TERRITÓRIO

5 Necessidade de coletar, integrar e analisar dados DE DIVERSAS FONTES E ÁREAS DO CONHECIMENTO Demográficos, socioeconômicos e ambientais. ESPACIAIS

6 Dados Espaciais são Especiais! Dado Espacial à Geometria O que diferencia um Dado de um Dado Espacial? LOCALIZAÇÃO!

7 Dados Espaciais são Especiais! Um dado geográfico relaciona lugar (localização), tempo e atributo Os problemas com os quais lidamos no Planejamento Territorial dizem respeito a algum LUGAR NO ESPAÇO

8 A Importância do ONDE? A Importância da inclusão do ESPAÇO como dimensão analíwca A dimensão espacial pode prover um contexto crucial para entender o fenômeno e tomar decisões!!! Um Exemplo Clássico na Área de Geoprocessamento

9 hmp://en.wikipedia.org/wiki/file:snow- cholera- map.jpg O Espaço como Dimensão AnalíWca Mapa da Cólera, Londres, 1854, Dr. John Snow Epidemia de Cólera IdenKficação de Clusters, mortes concentradas em algumas áreas da cidade

10 On proceeding to the spot, I found that nearly all the deaths had taken place within a short distance of the pump. There were only ten deaths in houses situated decidedly nearer to another street pump. In :ive of these cases the families of the deceased persons informed me that they always sent to the pump in Broad Street, as they preferred the water to that of the pump which was nearer. In three other cases, the deceased were children who went to school near the pump in Broad Street. Two of them were known to drink the water; and the parents of the third think it probable that it did so. John Snow, M.D. 18 Sackville Street, September, 1854 IdenKficou o processo de ocorrência (Relação)

11 O Espaço como Dimensão AnalíWca Tecnologias da Informação Geográfica Outras perspeckvas e oportunidades de conhecimento Novas metodologias de análise e dados que permitem vislumbrar o que antes era invisível à Novas interpretações sobre a mesma realidade

12 PARTE I Fundamentos Conceitos: Geoprocessamento e Sistema de Informações Geográficas (SIG) O problema da representação computacional do espaço Tipos de dados espaciais Estruturas de dados espaciais

13 Geoprocessamento Um conjunto de métodos, técnicas e metodologias para o tratamento da informação geográfica

14 Geoprocessamento Termo Amplo! Engloba tecnologias de COLETA, ARMAZENAMENTO, TRATAMENTO E ANÁLISE, INTEGRAÇÃO de informações espaciais.

15 Coleta Cartografia Digital Sensoriamento Remoto Fotogrametria Topografia GPS Dados alfanuméricos

16 Armazenamento BANCO DE DADOS GEOGRÁFICO

17 Tratamento e Análise Análise de Redes Modelagem de dados Análise Topológica GeoestaDsEca Reclassificação Álgebra de Mapas

18 Integração Sistemas de Informação Geográfica SIG Geographical InformaEon Systems - GIS Sistemas Computacionais de Coleta, Armazenamento, Manipulação e Saída de Dados Geográficos

19 Anatomia de um SIG Sojware Hardware Dados Pessoas Procedimentos Rede Longley, Goodchild, Maguire e Rhind. Sistemas e Ciência da Informação Geográfica. Porto Alegre: Bookman, 2013

20 Sojwares SPRING Livre e Open Source QGIS TerraView ArcGIS Comercial Livre e Open Source GRASS Slide: Karine Ferreira

22 INDE - Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais

23 IBGE

24 Ministério das Cidades

25 Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS)

26 Atlas do Desenvolvimento Humano no Brasil

27 IPEADATA

28 Fundação SEADE

29 Centro de Estudos da Metrópole (CEM)

30 Secretaria Municipal de Desenvolvimento Urbano (São Paulo)

31 Gestão Urbana (PMSP)

32 Pesquisa Origem e DesWno

33 Atlas de Expansão Urbana - Lincoln InsWtute

34 Ministério do Meio Ambiente

35 IBAMA

36 CPRM Serviço Geológico do Brasil

37 Topodata/INPE Banco de Dados Geomorfométricos

38 INPE Catálogo de Imagens

39 Earth Explorer

40 GeoLista (UFF)

42 Anatomia de um SIG Pessoas Inclui profissionais qualificados, com capacidade para projetar, programar e/ ou manter um SIG com dados, realizar análises e interpretar os resultados. Requer treinamento e experiência em diversos campos do conhecimento. Longley, Goodchild, Maguire e Rhind. Sistemas e Ciência da Informação Geográfica. Porto Alegre: Bookman, 2013

43 Sugestão de Cursos na UFABC Graduação (PP e BPT): Cartografia e Geoprocessamento Q1 Métodos QuanEtaEvos para as Ciências Sociais Q1 Métodos e Técnicas de Análise da Informação para o Planejamento Q2 Tidia: Geopro_Tutoriais CartGeo2015_Noturno

44 Geoprocessamento & SIG Evolução a parkr da convergência entre diferentes disciplinas que têm a localização geográfica como uma questão importante a ser observada em seus estudos. TECNOLOGIA FRONTEIRIÇA Espaço (computacionalmente representado) como linguagem comum

45 Como representar o espaço geográfico no computador?

46 REPRESENTAÇÃO = VISÃO REDUZIDA

47 O mundo pode ser modelado de muitas formas diferentes! NOSSO DESAFIO Escolher representações computacionais mais adequadas para capturar a semânkca de nosso domínio de aplicação

48 Como a realidade geográfica pode ser modelada (abstraída ou simplificada) em SIG?

49 Processo de Representação Computacional Universo Mundo Real Universo Conceitual Universo Representação Universo Implementação Níveis de abstração Mundo Real (Conceitos): lote, Epo de solos Conceitual: campos condnuos e objetos discretos Representação: Estrutura de dados - matrizes, vetores Implementação: código em linguagem de computador

50 MUNDO REAL O Que Representar? Aproximações de enkdades realmente existentes (visíveis). Exemplos: edificações, ruas Conceitos abstratos (invisíveis): exclusão/ inclusão social, violência, pobreza/riqueza, desigualdade

52 UNIVERSO CONCEITUAL Objetos vs. Campos (Worboys, 1995) Objetos Discretos: espaço geográfico como uma coleção de entidades distintas e identificáveis Campos Contínuos: espaço geográfico como uma superfície contínua

53 Campos Conunuos geo-campos, superfícies, distribuições, fields, coverage n n Espaço geográfico como uma superfície contínua, sobre a qual variam os fenômenos observados. Para cada ponto da região, temos um valor distinto. ALTITUDE

54 Objetos Discretos Espaço geográfico como uma coleção de entidades distintas e identificáveis, com limites bem definidos Cadastro Urbano: Lotes Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) dos Municípios do Estado de São Paulo Fonte:

55 Campos ou Objetos? Criminalidade em São Paulo PONTOS (Eventos) SUPERFÍCIE POLÍGONOS (Taxa por setor censitário) Homicídios dolosos, segundo local de ocorrência do crime. Fonte: SSP (2002). Marcelo Nery (2006). Gestão Urbana: Sistemas de Informação Geográfica e o Estudo da Criminalidade no Município de São Paulo

57 UNIVERSO REPRESENTAÇÃO Vetorial & Matricial Elementos representados de forma mais precisa Espaço subdividido em células (ou pixels) Ponto Linha Polígono

58 UNIVERSO REPRESENTAÇÃO

59 UNIVERSO REPRESENTAÇÃO Objetos Discretos à Vetor??? Campos Conunuos à Matriz/Raster??? NEM SEMPRE!

60 Representação Matricial Espaço subdividido em células (ou pixels) Células são os elementos de uma matriz sobre a qual se constrói a feição a ser representada Cada célula: um ou mais valores Área que cada célula representa: Resolução Espacial Mapa esquerdo com resolução 4X menor

61 Fonte: Mohamed Yagoub Estrutura de uma Matriz Extensão célula Resolução

62 Estrutura de uma Matriz Célula Qualidades (temático): Alto, baixo, tipo de solo Quantidades (numérico): altitude, declividade Fonte: Mohamed Yagoub

63 Representação Matricial IMAGEM Elemento de imagem ( pixel ) proporcional à energia eletromagnética refletida ou emitida por área da superfície terrestre

64 Representação Matricial

65 Conversão Vetorial à Matricial Fonte: Mohamed Yagoub

66 Representação Matricial Fonte: Mohamed Yagoub

67 O Problema da Mistura das Células Água domina Maioria Bordas A The image cannot be displayed. Your computer A The image cannot be displayed. Your computer G The image cannot be displayed. Your computer may not may not may not have have have enough enough enough A A G The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough A A G The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough A The image cannot be displayed. Your computer G The image cannot be displayed. Your computer G The image cannot be displayed. Your computer may not may not may not have have have enough enough enough A A G The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough A G G The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough A The image cannot be displayed. Your computer B The image cannot be displayed. Your computer G The image cannot be displayed. Your computer may not may not may not have have have enough enough enough A B G The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough B B G The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough The image cannot be displayed. Your computer may not have enough Fonte: Mohamed Yagoub

68 Representação Vetorial Forma mais precisa de representar feições geográficas Entidades representadas através de três formas básicas: ponto, linha ou polígono

69 Estruturas de Dados vetoriais n Arcos e Nós n Linha: começa em um nó e termina em outro nó Polígono: começa e termina num mesmo nó

70 Estruturas de Dados vetoriais n Ilha (tipo especial de polígono) Pontos Pontos Cotados

71 Vetores + Tabelas Associação entre Geometria (localização) & Atributos Fonte: /479

72 UNIVERSO REPRESENTAÇÃO Vetorial & Matricial Vetorial Preserva relacionamentos topológicos Preferida quando necessitamos de precisão (ex. cadastro urbano e rural) Matricial Representa melhor fenômenos com variação conjnua no espaço (ex. Elevação, temperatura, densidade populacional) Facilidade na superposição de planos de informação (álgebra de mapas)

73 Bibliografia LONGLEY, P.; GOODCHILD, M.; MAGUIRE, D.; RHIND, D. Sistemas e Ciência da Informação Geográfica. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2013.

74 Bibliografia On- line: CÂMARA, G. ; DAVIS, C,; MONTEIRO, A (eds.). Introdução à Ciência da Geoinformação. São José dos Campos: INPE, Disponível em: hmp:// DRUCK, S.; CARVALHO, M. S.; CÂMARA, G.; MONTEIRO, A.V.M (eds). Análise Espacial de Dados Geográficos. Brasília: EMBRAPA, Disponível em: hmp:// IBGE. Noções básicas de cartografia. Rio de Janeiro: Fundação IBGE, Disponível em: hmp:// ROSA, R. Cartografia básica. Universidade Federal de Uberlândia. InsKtuto de Geografia. Laboratório de Geoprocessamento, Disponível em: hmp:// %20Basica.pdf SMITH, M. J.; GOODCHILD, M. F.; LONGLEY, P.A. GeospaWal Analysis. A Comprehensive Guide to Principles, Techniques and Sojware Tools. Disponível em: hmp://

75 PARTE II PráWca com o Sojware QGIS Interface Importação de Dados Edição de Legenda (Mapas) Manipulação de Tabelas Consulta por Atributos & Consulta Espacial