SIG APLICADO AO MEIO AMBIENTE

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1 SIG APLICADO AO MEIO AMBIENTE Prof. Luciene Delazari Grupo de Pesquisa em Cartografia e SIG da UFPR SIG Aplicado ao Meio Ambiente GA020- SIG APLICADO AO MEIO AMBIENTE Prof. Luciene S. Delazari - Sala PI-08 Prof. Daniel Rodrigues dos Santos Conceitos de Geoprocessamento. Conceitos de SIG. Fontes de Dados Georreferenciados: Topografia, Geodésia (GPS), Cartografia, Fotogrametria e Sensoriamento Remoto. Estruturas de Dados Geográficos. Bancos de Dados Geográficos. Sensoriamento Remoto: Sensores e Imagens. Noções de Processamento Digital de Imagens. Base de Dados Raster. Análise Espacial: Desenvolvimento de Aplicativos. 1. Topografia 1.1. Conceitos 1.2. Elementos da carta topográfica 1.3. Estudo das formas do terreno Perfis Declividades Curvas de Nível 1.4. Leitura de cartas topográficas 1.5. Exercicios Programa 2. Geodésia por Satélites 2.1. Conceitos 2.2. Sistema de Posicionamento Global (GPS) 2.3. Levantamentos GPS métodos e técnicas 3. Cartografia 3.1. Superficies de referência, datum, SGB 3.2Projeções cartográficas Conceitos Exemplos de projeções UTM 3.3. Mapeamento topográfico 3.4. Mapeamento temático 1

2 4. Fotogrametria 4.1. Conceitos 4.2. Etapas da construção a dase cartografica por aerofotogrametria 4.3. Estereoscopia 4.4. Apoio de campo 4.5.Restituição 4.6. Ortofoto e ortofotocarta 5. SIG 5.1. Conceitos 5.2. Componentes 5.3. Estrutura de dados: vetorial e matricial 5.4. Banco de dados 5.5. Funções de análise em SIG 5.6.Aplicações Referências Bibliográficas ARONOFF, S. Geographical Information Systems: A Management Perspective. Ottawa, WDI Publications, BURROUGH, P. A.; MCDONNELL, R.A. Principles of geographical information systems. Oxford, Oxford University Press, MAGUIRE,D.; GOODCHILD, M.; RHIND, D. (eds.) Geographical Information Systems:Principles and Applications. New York, John Wiley and Sons, CÂMARA, G. Introdução à Ciência da geoinformação. fevereiro 28 2h março h abril h Presença: obrigatória Aulas praticas: laboratório Cartografia e SIG - PI10 (bloco VI) Prova: 27/04 2

3 O que é a Informação Geográfica? Informação sobre: locais na superfície da Terra onde algo pode ser encontrado o que está num dado local Conhecimento sobre relações espaciais: como é que duas entidades estão relacionadas no espaço como determinados acontecimentos se relacionam com o local onde ocorrem O que é Informação Geográfica? A informação geográfica é tudo aquilo que se refere a determinado objeto, que pode ser vinculado a superfície física da terra ou ao seu modelo simplificado o mapa. A informação geográfica possui componentes semânticos e espacial. Características da Informação Geográfica A escala pode ir do detalhado ao geral 3

4 Características da Informação Geográfica Muitas vezes é uma informação estática características naturais ou de origem humana não se alteram muito rapidamente Pode ser muito volumosa um terabyte (10 12 bytes) de dados é enviada num dia por um satélite de observação da Terra gigabytes (10 9 bytes) de dados são necessários para descrever a rede viária de uma cidade Características da Informação Geográfica Informação Geográfica fornece: Localização Atributos Contexto Lat: 39º 49 N Long: 8º 56 W Estação de serviço: - abastecimento - restaurantes A5 N29 Como tratar a informação geográfica? 4

5 Geoprocessamento Ciência (?) que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento de informações geográficas. Ambiente do Geoprocessamento Conjunto de técnicas utilizadas ao tratamento da informação espacial Fonte: adaptado de Castro (2002) Geoprocessamento o Conjunto de tecnologias para coleta, tratamento, manipulação e armazenamento de informações referenciadas no espaço. o Tem o papel de oferecer tecnologias para a solução de problemas espaciais. 5

6 Geotecnologias o Conceito mais atual: o Conjunto de tecnologias para coleta, processamento, análise e disponibilizaçãode informação com referência geográfica; o As geotecnologias são compostas por soluções em hardware, software e pessoas que juntos se constituem em poderosas ferramentas para tomadade decisão; o As geotecnologias estão entre os três mercados emergentes mais importantes da atualidade, junto com a nanotecnologia e a biotecnologia. (Revista Nature, jan2004). Geotecnologias Aquisição Integração Análise Visualização CAD GPS Detecção Remota SIG Desktop Mapping VR e WWW SIG = Geoprocessamento? Fotogrametria SIG SR GPS Topografia CAD... 6

7 O que é SIG? Conjunto de ferramentas computacionais composto de equipamentos e programas que por meio de técnicas, integra dados (das mais diversas fontes), pessoas e instituições, de forma a tornar possível a coleta, o armazenamento, a análise e a disponibilização, a partir de dados georreferenciados, de informações produzidas por meio de aplicações, visando maior facilidade, segurança e agilidade nas atividades humanas referentes ao monitoramento, planejamento e tomada de decisão relativas ao espaço geográfico. O que é SIG? Permite a integração de diferentes dados, que por meio de processos analíticos se transformam em informação e dão subsídio à tomada de decisão. Componentes de um SIG Dados Pessoas SIG Software Hardware Métodos 7

8 Porque usar um SIG? Um mapa representa os elementos da superfície física para um determinado objetivo. Em um SIG, é possível associar outros dados, não espaciais, para aumentar a capacidade de análise. Analisar as relações geográficas entre os elementos empregando modelagem e técnicas específicas relacionadas à informação espacial. Fonte: Castro, 2006 Principais capacidades dos SIGs Manipular e fornecer conhecimento geográfico em novas formas e abordagens Identificar a associação entre atividades baseadas em proximidade geográfica Mapa estático e animado da localização das mortes pela Cólera em Londres,

9 SIG envolve Enorme volume de dados Recursos humanos especializados SIG Origem dos dados é diversificada Informação tem componente temporal Análise e integração de informações Funções convencionais de um SIG Visualização Análise geográfica - Álgebra de mapas - Análise estatística - Processamento de imagem - Georreferenciamento - Classificação temática -... Suporte à decisão - Avaliação multi-critério - Caminho mais curto -... Onde o SIG é importante? Serviços de emergência Monitoramento e modelamento ambiental Marketing localização de entrega de produtos Logística transportes Governo municipal, federal, militares Educação pesquisa, ensino Empresas de Utilities... ONDE QUER QUE SEJA NECESSÁRIO O SUPORTE À ANÁLISE ESPACIAL 9

10 Análise de deslizamento DADOS Mapa de Vegetação Declividade Solos Pluviometria RESULTADO Áreas de Risco FUNCIONALIDADES 10

11 Base de dados Não é fácil de interpretar!!! Visualização Combinação de dados de diferentes fontes policia cadastro transportes energia saneamento 11

12 Níveis de informação Responder questões Interatividade entre mapas e base de dados 12

13 Visualização 3D Modelo 3D original Modelo 3D com fotografia aérea sobreposta Combinação de vários tipos de visualização Localização e cálculo de distâncias 13

14 Modelagem de tendências Aplicações da Informação Geográfica Mortes pela cólera em Londres 19/Jul a 16/Ago 1866 O mapa mostra o padrão de evolução da epidemia. As mortes começaram nos bairros NE da cidade, onde a epidemia se concentrou. Esta informação foi correlacionada com as fontes de água potável, identificando-as como os focos de infecção. Aplicações da Informação Geográfica Regiões em risco de inundação devido às alterações climáticas A subida do nível das águas do mar coloca as zonas costeiras em risco de submersão. A altimetria costeira limita o potencial de risco. Conhecendo a subida potencial do nível do mar, cartas de altimetria foram usadas para gerar cenários de inundação. Golfo do México Mediterrâneo Oceano Índico 14

15 Aplicações da Informação Geográfica Padrões da umidade da atmosfera no Oceano Pacífico durante o fenómeno El Niño O El Niño foi identificado devido à variabilidade espacial de algumas variáveis climáticas, como a umidade da atmosfera. A observação desta correlação permite a identificação antecipada do fenómeno El Niño usando imagens de satélite, bem como informar as regiões em risco. Aplicações da Informação Geográfica Evolução da cobertura vegetal no Alentejo ( ) Observa-se no mapa a diminuição do coberto vegetal denso, em especial na região SE (Mértola). Esta informação foi correlacionada com a presença de solos esqueléticos na região, permitindo identificar outras zonas em risco. Questões importantes em um SIG Componentes da informação geográfica; Requisitos de modelagem para aplicações SIG; Dados Geográficos e processos de aquisição e transformação; Atributos, SGBD, projeto e modelos de dados. Topografia, GPS, Fotogrametria e Cartografia 15

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