Considerações Teóricas Conceitos que abrangem a área da Geocartografia.

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1 Considerações Teóricas Conceitos que abrangem a área da Geocartografia. Cartografia Segundo OLIVEIRA (1993a, p. 13) citando a Associação Cartográfica Internacional (ACI) em 1964, que Cartografia é o conjunto de estudos e operações científicas, artísticas e técnicas, baseado nos resultados de observações diretas ou de análise de documentação, com vistas à elaboração e preparação de cartas, projetos e outras formas de expressão, assim como sua utilização. Coloca ainda que a cartografia é um método científico com a finalidade de expressar fatos e fenômenos da observação da Terra e de outros astros através de simbologia própria. A Cartografia expressa-se principalmente através dos mapas, cartas e plantas. Entende-se por mapa a representação gráfica, em geral uma superfície plana e numa determinada escala, com a representação de acidentes físicos e culturais da superfície da Terra, ou de um planeta ou satélite (OLIVEIRA, op. cit., p. 31). Por carta entende-se como representação dos aspectos naturais e artificiais da Terra, destinada a fins práticos da atividade humana, permitindo a avaliação precisa de distâncias, direções e a localização plana, geralmente em média ou grande escala, de uma superfície da Terra, subdividida em folhas, de forma sistemática, obedecido um plano nacional ou internacional (idem). No Brasil conforme OLIVEIRA (ibidem) existe uma tendência de chamar como mapas documentos simples e cartas documentos mais detalhados. DUARTE (1988, p. 115) compartilha da mesma idéia e acrescenta que o mapa seria o gênero e a carta a espécie. Também existe a tendência no uso diário de chamar o mesmo documento hora de mapa outra de carta. Importante dentro do espectro da cartografia, para o bom uso da mesma e de metodologias correlatas são os conhecimentos sobre projeções, escalas, orientações, leituras e as finalidades de documentos cartográficos. Cartografia Temática Conforme OLIVEIRA (1993b, p. 86) é parte da cartografia que se ocupa do planejamento, execução e impressão de mapas temáticos. O mesmo autor (1993a, p. 32) define mapa temáticos como sendo os documentos em quaisquer escala, em que, sobre um fundo geográfico básico, são representados os fenômenos geográficos, geológicos, demográficos, econômicos, agrícolas, etc., visando ao estudo, à análise e à pesquisa dos temas, no seu aspecto especial. Segundo ROBINSON et. alii. (1995, p. 13) mapas temáticos seriam aqueles que representam a distribuição de um único atributo ou o relacionamento entre vários. Faz distinção entre mapas temáticos. Aqueles que apresentam atributos de fenômenos mas que seu uso é para localização ficaria na categoria de mapas de referência gerais, e aqueles que enfocam atenção na estrutura de distribuição seriam mapas temáticos. Para MARTINELLI (1991, p. 9) em relação a cartografia temática é necessário a introdução das representações gráficas, pois estas fazem parte do 1

2 sistema de linguagem ao qual o homem construiu para comunicação. Esta compõem uma linguagem gráfica, bidimensional, atemporal, destinada à vista. Tem supremacia sobre as demais, pois demanda apenas um instante de percepção (supra). Esta se dá através da construção da imagem (nos planos X, Y e Z) de caráter semiológico monossêmico. O mesmo (op. cit., p. 35) considera a definição ideal de cartografia, e que também cabe a cartografia temática a dada por SALICHTCHEV (1973, p. 110) como a ciência da representação e do estudo da distribuição espacial dos fenômenos naturais e sociais, suas relações e suas transformações ao longo do tempo, por meio de representações cartográficas modelos icônicos que reproduzem este ou aquele aspecto da realidade de forma gráfica e generalizada. Dentro desta linha de pensamento o mapa temático reportaria certo número de conjuntos espaciais resultantes da classificação dos fenômenos que integram o objeto de estudo de determinado ramo específico, fruto da divisão do trabalho científico (op. cit., p. 37). Vale ressaltar também que MARTINELLI (op. cit., p. 38) que o processo de comunicação cartográfica além de considerar à teoria da informação deveria considerar as ciências cognitivas já que na utilização dos mapas estimula-se uma operação mental; há uma interação entre o mapa, como mero produto concreto e os processos mentais do usuário. Esse processo não se limita somente à percepção imediata dos estímulos, envolve também a memória, a reflexão, a motivação e a atenção. Por último quanto a representação da cartografia temática, esta pode se dar através de representações qualitativas, ordenadas, quantitativas e dinâmicas, pois estão ligadas diretamente a divulgação dos fenômenos que se quer representar, que podem ser local, linear ou zonal e também temporal. Cartografia Digital OLIVEIRA (op. cit., p. 85) entende como o processo mediante o qual determinadas etapas da elaboração de uma carta são realizadas com o emprego de computadores e os seus acessórios, como digitalizadores, plotters e terminais de vídeo. Com o desenvolvimento tecnológico de na área da computação, tanto a nível de hardware e software, permitiram que a cartografia digital, ou seja, a criação de mapas digitais, tivessem praticamente todas as suas etapas automatizadas. A modelagem cartográfica contribuiu também de forma decisiva para o avanço da mesma. A fotogrametria digital, imagens de satélite, fotografias aéreas digitais, ortofotos digitais, GPS, sistemas de digitalização de alta resolução, programas que permitem trabalhar com várias projeções, escalas, dados nos formatos rasters (imagens) e vetoriais (linhas, polígonos, ect.), com layers distintas de informação (camadas); e dispositivos de saída como impressoras e traçadores gráficos (laser, jato de tinta, ect.) dão suporte hoje a cartografia digital. Fotogrametria Pode-se definir Fotogrametria como a ciência e a arte de se obterem medidas dignas de confiança por meio de fotografias (MARCHETTI & GARCIA, 2

3 1989, p. 13). LOCH & LAPOLLI (1989, p. 5) colocam como a ciência e a tecnologia de obter informações seguras à cerca de objetos físicos e do meio, através de processos de registro, medição e interpretação das imagens fotográficas. O uso da fotogrametria estende-se nos dias atuais aos mapeamentos planialtimétricos para confecção de bases cartográficas 1 e para extração de atributos nas mais diversas áreas da ciência, por exemplo Geologia, Pedologia, Planejamento Urbano entre outros. A Fotogrametria é dividida em categorias conforme o tipo e o uso de fotografias. Temos a Fotogrametria Terrestre utilizando-se fotografias horizontais, com uso em projetos de engenharia e topografia; e a Fotogrametria Aérea utilizando-se de fotografias verticais principalmente para mapeamentos topográfico e temático. Fotografia Aéreas Considera-se geralmente fotografias aéreas, aquelas obtidas com câmara fotográfica instalada em uma aeronave, usualmente o avião. Pode ser obtida por equipamentos fotográficos especiais, ou através de máquina fotográfica de operação manual. Fotografia aérea é aquela onde o eixo ótico da câmara no momento da fotografia tenha inclinação máxima na vertical de 3º. As fotografias oblíquas ou inclinadas é aquela onde o eixo ótico da câmara está inclinada, acima de 3º entre a posição vertical e horizontal e são divididas em alta e baixa de acordo com o grau de inclinação. Conforme TOMAR & MASLEKAR (1974, p. 5 apud DISPERATI (1995, p. 12) as fotografias aéreas verticais possuem as seguintes vantagens: a) elas podem ser estudadas estereoscopicamente por fornecerem imagem tridimensional; b) elas podem ser localizadas facilmente nos mapas, por processos simples; c) direções, com exatidão suficiente para trabalho de campo, podem ser medidas sobre elas; d) altura e profundidade podem ser vistas e medidas; e) elas não contêm áreas do terreno obscurecidas por objetos maiores situados na frente; f) elas apresentam exatidão nas formas; g) elas podem ser usadas para elaborar os mapas topográficos e/ou temáticos ou usados como substitutos deles. Conforme MARCHETTI & GARCIA (op. cit., p. 45) as fotografias aéreas, tais como são, não podem ser consideradas como mapas, mas por métodos fotogramétricos, usando-se a geometria sólida e plana, pode-se fazer mapas planimétricos e topográficos a partir de fotografias. O método que se usa é o dos pares estereoscópicos de fotografias aéreas, porque tais fotografias registram as 1 é o conjunto de dados representativos da área mapeada, obtido por meio de critérios consagrados de levantamentos, obedecidas as prescrições técnicas em vigor (TAVARES, 1993, p. 40). 3

4 direções e a intersecção de pelo menos duas direções de objetos da Terra, o que é necessário para se determinar a posição dos objetos no mapa. Para obter fotografias aéreas de qualidade necessita-se de uma combinação integrada de fatores e alguns destes são: 1) avião ter boa estabilidade, teto de vôo, tamanho suficiente para dar conforto a equipe fotográfica e grande autonomia de vôo; 2) máquina fotográfica aérea de precisão e com mecanismo de estabilidade; 3) visor mecanismo que permite o operador da máquina fotográfica acompanhar o terreno; 4) intervalômetro equipamento que permite ajustar o intervalo de tempo entre a tomada das fotografias; 5) sistema de navegação para o vôo fotográfico equipamentos mecânicos, óticos e eletrônicos que permitam uma navegação precisa dentro da linha de vôo predeterminada e devidas correções necessárias; 6) mapas de vôo é necessário o levantamento da área a ser fotografada, através de mapas diversos e fotografias aéreas anteriores para o planejamento das linhas de vôo permitindo o correto recobrimento aerofotogramétrico e 7) tripulação fotográfica necessário uma equipe experiente para o melhor aproveitamento do vôo. As fotografias aéreas apresentam alguns problemas quanto a qualidade dos objetos fotografados, e um dos problemas sérios é a distorção. Segundo MARCHETTI & GARCIA (op. cit., p. 56) é a reprodução deformada do objeto fotografado. Assim se uma fotografia reproduz por duas vezes a imagem de um mesmo objeto, este se apresenta mais deformado e menor quanto mais distanciado está do centro da fotografia. O relevo, variação de altitude de vôo e inclinação da aeronave ou da máquina fotográfica no momento da aquisição das fotografias geram distorção e variação de escala. Tais problemas não interferem na qualidade da imagem, mas na posição dos detalhes da mesma. Em relação a variação da escala nas fotografias quando é feita uma tentativa para se estabelecer a escala de uma fotografia aérea, dificilmente ela é encontrada. Essa dificuldade aparece devido ao fato de que a escala não é a mesma para todas as linhas (MARCHETTI & GARCIA, op. cit. p. 77). Desta forma normalmente utiliza-se uma escala média, que pode ser conseguida através da média de várias medidas, de forma espaçada de objetos reconhecidos em mapas planimétricos e igualmente nas fotografias aéreas. Estereoscopia A Estereoscopia une-se diretamente ao campo da Fotogrametria e da Fotointerpretação. Estereoscopia é a ciência e arte que permite a visão estereoscópica (terceira dimensão) e o estudo dos métodos que tornam possíveis esses efeitos. (...) sua aplicação em Fotogrametria está no uso das fotografias em instrumentos óticos, com o propósito de observação e obtenção de medidas dignas de confiança (MARCHETTI & GARCIA, op. cit., p. 57). OLIVEIRA (1993, p. 200) define como a ciência e a arte que se ocupa do uso da visão binocular, para a observação de um par de fotografias superpostas, ou outras imagens perspectivas, e com o auxílio de métodos pelos quais essa imagem é produzida. 4

5 O mecanismo para a percepção estereoscópica é simples a visão monocular permite reconhecer direção e posição de objetos em um único plano. Já a visão binocular permite a percepção de profundidade, que é dada pela diferença dos ângulos em um par de fotografias. MARCHETTI & GARCIA (op. cit., p. 58) colocam que as fotografias aéreas são tomadas de tal maneira que um mesmo objeto aparece em duas fotografias sucessivas, tiradas de ângulos diferentes. Com essas duas fotografias, faz-se chegar a cada olho uma imagem do objeto a ser estudado. Uma vez feita a fusão das duas imagens, obtém-se a percepção estereoscópica (3ª dimensão). O conjunto de duas fotografias aéreas é designado de estereopar e/ou par estereoscópio.o recobrimento na linha de vôo, para superposição das fotografias aéreas é de 60% na horizontal e de 30% na lateral, o que permite a utilização das mesmas para a percepção estereoscópica. Para facilitar a percepção estereoscópica foi criado o Estereoscópico aparelho que se utiliza de espelhos e prismas para uma melhor acomodação da vista ao infinito. Existem dois tipos: o de lente ou de bolso e o de espelho ou reflexão. Na utilização prática do estereoscópio para visão em 3D, pode ocorrer a pseudoscopia, ou seja, onde é obtido o reverso do relevo pela má orientação do par de fotografias. Restituição OLIVEIRA (op. cit., p. 489) define como restituição a elaboração de um mapa, ou parte dele, a partir de fotografias aéreas e de dados de controle geodésico, por meio de instrumentos fotogramétricos. Segundo MARCHETTI & GARCIA (op. cit., p. 107) em áreas onde a superfície terrestre é plana, a escala das fotografias pode ser considerada como precisa para diferentes propósitos. Nesses casos, muitas vezes pode-se obter um mapa, fazendo-se uma cópia direta da fotografia; entretanto, não pode ser considerado como um mapa verdadeiro. Embora a fotografia aérea nos proporcione uma correta leitura de ângulos, as mudanças freqüentes da escala horizontal nos impedem obter medidas precisas de distâncias. Assim, a alternativa é transferir os detalhes da fotografia para mapas planimétricos com escala uniforme. Mapa planimétrico é aquele que nos dá a posição horizontal correta de todas as características naturais e culturais do terreno. Faz-se necessário algumas operações para confeccionar um mapa a partir de fotografias aéreas, que dependem também de alguns fatores como o tipo, precisão, entre outros. Essas operações são a eliminação dos deslocamentos em relação ao relevo e à inclinação, adequação da escala geral das fotografias em relação ao mapa, orientação do conjunto das fotografias a realidade do terreno e em relação ao norte, e por último sua ligação ao um sistema de coordenadas. Para efetuar a restituição é necessário a determinação de uma rede de pontos de controles planimétricos, que se conheça suas posições exatas no terreno e sejam pontos de fácil identificação nas fotografias. Assim, pode-se 5

6 transferir para uma folha-base, já contendo estes pontos de controle, as informações das fotografias. O processo de restituição mais simples a ser usado dependendo da precisão que se pretende, é o da Triangulação Radial Gráfica, através do método dos Moldes Transparentes. Pois este processo não necessita de equipamentos especiais, embora seja demorado e com precisão limitada. LOCH & LAPOLLI (op. cit., p. 75) coloca que triangulação radial leva em consideração apenas os aspectos bidimensionais ou seja o controle horizontal, servindo portanto para a restituição de mapa planimétrico. Ainda o princípio fundamental da triangulação radial considera que os ângulos medidos na foto, com vértice, nos pontos principais, são ângulos horizontais verdadeiros. Para este tipo de restituição utiliza-se o Restituidor Planimétrico Radial, que consiste num instrumento destinado a transferir detalhes fotográficos para uma carta ou folha de controle, e que consiste de um estereoscópio de espelho montado sobre duas mesas fotográficas (OLIVEIRA, op. cit., p. 490) Fotointerpretação Segundo MARCHETTI & GARCIA (op. cit., p. 137), fotointerpretação é a arte de examinar as imagens dos objetos nas fotografias e de deduzir a sua significação. LOCH (1993, p. 13) citando WOLF, fotointepretação é definida pela Sociedade Americana de Fotogrametria como o ato de examinar e identificar objetos (ou situações) em fotografias aéreas (ou outros sensores) e determinar o seu significado. LOCH (op. cit., p. 16) divide a fotointerpretação em duas: a visual e a automática. A primeira é aquela efetuada diretamente pelo intérprete, não necessitando em primeira mão de equipamentos. A segunda se faz necessário o uso de equipamentos computacionais, e é tratada na esfera de Processamento Digital de Imagens através de algoritmos próprios. Como bem coloca MARCHETTI & GARCIA (op. cit., p. 143) a fotointerpretação é uma técnica qualitativa, que depende diretamente da experiência adquirida pelo intérprete. Através da interpretação das fotografias aéreas ou de imagens de satélites é possível extrair grande quantidade de informações diretas, e através da dedução e apoio de reconhecimento de campo de informações indiretas. O uso da fotointerpretação para obter melhores resultados deve pautar-se em planejamento prévio, conhecimento dos atributos a serem interpretados, conhecimento dos tipos de imagens existentes (fotos aéreas verticais e inclinadas, imagens de satélite e radar), qualidade das imagens e equipamentos. Também deve-se fazer uso de chaves de interpretação. Segundo LOCH (op. cit., p. 18) é chamado de chave para a fotointerpretação, todo material de referência (ou caminho utilizado) para facilitar uma identificação, determinação rápida e segura do significado dos objetos para o intérprete. Na interpretação utiliza-se de chaves diretas onde os objetos são identificáveis diretamente e as associativas onde os objetos são identificáveis pelos seus vizinhos através de dedução. É importante no processo de interpretação definir chave de classificação com legenda própria, 6

7 distinta, não dando caráter de ambigüidade, pois a extração dos atributos das fotografias se dá através da forma, cor, matiz, saturação e textura. Agindo desta forma evita-se erros de interpretação e possibilita a assistência de outros intérpretes. Sensoriamento Remoto: NOVO (1992, p. 2) define Sensoriamento Remoto como sendo a utilização conjunta de modernos sensores, equipamentos para processamento de dados, equipamentos de transmissão de dados, aeronaves, espaçonaves etc., com o objetivo de estudar o ambiente terrestre através do registro e da análise das interações entre a radiação eletromagnética e as substâncias componentes do planeta Terra em suas mais diversas manifestações. Conforme LOCH (op. cit., p. 87) Sensoriamento remoto é o conjunto de atividades, cujo objetivo reside na caracterização das propriedades de alvos naturais, através da detecção, registro e análise de fluxo de energia radiante, refletido ou omitido pelos mesmos. Sensoriamento remoto consiste na detectação da natureza de um objeto sem tocá-lo segundo MARCHETTI & GARCIA (op. cit., p. 192) numa definição mais simples e generalizante. Dentro das técnicas de sensoriamento remoto temos os sensores, que são dispositivos de captação da energia dos alvos. Os sensores estão divididos em: ativos e passivos: a) ativos: RADAR (microondas) não dependem de fonte externa, é exemplo; b) passivos: Satélites eletro-ópticos e câmaras fotográficas (ondas ópticas) que dependem de fonte externa, no caso a luz do sol. Dentro dos sensores passivos os produtos mais utilizados são: imagens de satélite e fotografias áreas verticais. Referente as imagens de satélite as mais utilizadas em mapeamentos na superfície da terra são as dos satélites americanos da série LANDSAT e do francês da série SPOT (Sistem e Proboitoire de Observation de la Terre) e mais recentemente do satélite americano IKONOS II. As imagens da série LANDSAT são multiespectrais, operando em sete faixas espectrais (visível, infravermelho próximo, médio e distante termal), com resolução espacial média de 30 metros em relação ao terreno. Recentemente com o lançamento de mais um satélite deste série, o número 7, foi incluído um canal pancromático com resolução espacial de 15 metros. Com a resolução espacial de 30 metros consegue-se chegar ao máximo em termo de mapeamento na escala de 1: As imagens da série SPOT são multiespectrais, operando em três faixas espectrais (visível, infravermelho próximo e médio) e mais uma pancromática no visível. Sua resolução é de 20 metros nas imagens espectrais e de 10 metros na pancromática. Com resolução espacial de 10 metros pode-se chegar em mapeamentos a escala de 1: As imagens da série IKONOS II são multiespectrais, operando em quatro faixas espectrais (visível e infravermelho próximo) e mais uma pancromática no visível. Sua resolução é de 4 metros nas imagens espectrais e de 7

8 1 metro na pancromática. Com resolução espacial de 1 metro pode-se chegar em mapeamento a escala de 1:5.000 no modo precision, mas em norma de segurança 1: As fotografias aéreas mais utilizadas para mapeamento são as fotografias aéreas verticais em P&B (preto e branco). Existe também filmes coloridos normais e infravermelho colorido. Utiliza-se também as fotografias aéreas inclinadas e/ou oblíquas de pequeno formato, com aquisição por câmaras fotográficas de 35/70 mm. Com o avanço da tecnologia digital, já está sendo utilizado as fotografias aéreas obtidas por câmaras digitais. Testes no Brasil, estão sendo realizados pela Escola Florestal da Universidade Federal do Paraná na área de engenharia florestal. Outros sensores e tecnologias podem ser usados para fins de mapeamentos, como as imagens adquiridas por scanners aerotransportados, videografia e GPS (Global Positioning System). O uso de imagens de satélites em mapeamentos temáticos em relação as fotografias aéreas, tem vantagens e desvantagens. As vantagens são repetitividade de passagem do sensor numa mesma área da superfície terrestre, por uma maior resolução espectral e radiométrica, pelo baixo custo atual alcançados pelas imagens (principalmente da série LANDSAT), pela possibilidade de processamento digital das imagens através de softwares gratuitos. Por outro lado, as desvantagens são as condições atmosféricas adeversas, principalmente cobertura de nuvens no momento da aquisição das imagens e a resolução espacial média, a qual limita a obtenção de registrar objetos menores na imagem. Este problema está sendo contornado com a operacionalização do satélite IKONOS II com resolução espacial de um metro, mas em contrapartida o alto custo da imagem, maior por km 2 que das fotografias aéreas, e a limitação em termos de softwares capazes de processar suas imagens de 11 bits (2.048 níveis de cinza) demonstram suas desvantagens. Processamento Digital de Imagens (PDI) Segundo o INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2000) Processamento Digital de Imagens entende-se a manipulação de uma imagem por computador de modo que a entrada e a saída do processo sejam imagens. Por comparação, na disciplina de reconhecimento de padrões, a entrada do processo é uma imagem e a saída constitui-se numa classificação ou descrição da mesma. Já a área de gráficos por computador envolve a geração de imagens a partir de descrições das mesmas. Ainda o objetivo de se usar processamento digital de imagens, é melhorar o aspecto visual de certas feições estruturais para o analista humano e fornecer outros subsídios para a sua interpretação, inclusive gerando produtos que possam ser posteriormente submetidos a outros processamentos. Conforme o INPE (op. cit.) o processamento digital de imagens pode ser dividido em três etapas independentes: pré-processamento, realce e classificação. O pré-processamento refere-se ao processamento inicial de dados brutos para calibração radiométrica da imagem, correção de distorções 8

9 geométricas e remoção de ruído. As técnicas de realce mais comuns em PDI são: realce de contraste, filtragem, operação aritmética, transformação IHS e componentes principais. Já as técnicas de classificação podem ser divididas em; classificação supervisionada (por pixel) e classificação não supervisionada (por regiões). As técnicas de classificação digital, utilização algoritmos próprios para extração de atributos dos fenômenos contidos na imagem, que como resultado apresenta uma classificação por temas exemplo uso e ocupação do solo, vegetação entre outros. Sistema de Posicionamento Global (GPS) Conforme LAZZAROTTO (1999) o GPS (Global Positioning System) é um sofisticado sistema eletrônico de navegação, baseado em uma rede de satélites que permite localização instantânea, em qualquer ponto da Terra, com uma precisão quase perfeita. O mesmo autor coloca ainda que o sistema consiste basicamente de três partes: um complexo sistema de satélites orbitando ao redor da Terra, estações rastreadoras localizadas em diferentes pontos do globo terrestre e os receptores GPS nas mãos dos usuários. Especificando melhor o autor coloca que o sistema conta com 26 satélites orbitando a Terra a cerca de km de altitude, em grupos de 6 planos orbitais, espaçados de 55 graus. Cada satélite tem um período útil de doze horas sobre o horizonte. Esse arranjo garante que, a qualquer momento, pelo menos 5 satélites estejam sobre o céu do receptor de um usuário em qualquer ponto do mundo. O posicionamento se faz com a recepção simultânea de pelo menos quatro satélites, de cujos sinais e mensagens se pode obter parâmetros e equações que permitam resolver as incógnitas X, Y, Z e T, ou seja, as três coordenadas espaciais (local da antena do usuário) e mais o Tempo (ou instante do sinal recebido). O sistema GPS é de propriedade e mantido pelo Governo do Estados Unidos da América. Este sistema até a data de 2 de Maio de 2000, estava operando com erro proposital nas freqüências (denominada selective availability ou código S/A) de uso civil imposta pelo governo americano em nome da segurança nacional que diminuía sua precisão. Esta interferência proposital na prática significava erros no posicionamento (latitude/longitude) em torno de 100 metros. Com a retirada do código S/A para uso civil na data acima citada este erro diminuiu para em torno de 15 metros. Desta forma aumentou o potencial para uso em trabalhos profissionais com receptores simples de navegação. Com este erro médio já poderia ser usado para posicionamento em mapas na escala de 1: Para trabalhos onde necessitem maior precisão utiliza-se o DGPS (Differential GPS) de forma simples consiste em dois receptores GPS de duas freqüências (L1 e L2) e rádio link, ficando uma estação de referência com coordenadas previamente conhecidas e outra estação móvel, ambas rastreando os sinais dos satélites para posicionamento. Utilizando-se algoritmos próprios de correção das diferenças de posicionamentos entre as estações consegue-se uma melhor marca de posicionamento. Alguns equipamentos mais complexos conseguem uma precisão após processamento na ordem centimétrica. 9

10 Vale ressaltar que o sistema GPS não é único, também existe o sistema GLONASS em operação de propriedade do governo russo, com arquitetura semelhante ao sistema americano. Também está previsto para entrar em operação no ano de 2008 o sistema GALILEO patrocinado pela Agência Espacial Européia (ESA) que também terá arquitetura semelhante ao GPS. Existe esforços a nível internacional na tentativa de aproximar os sistemas existente para criação de um sistema global de navegação por satélites GNSS que tecnicamente é possível, mas politicamente sofre restrições. Geoprocessamento SILVA & SOUZA (1988, p. 135) definem Geoprocessamento como um conjunto de procedimentos computacionais que, operando sobre bases de dados geocodificadas ou, mais evoluidamente, sobre bancos de dados geográficos, executa análises, reformulações e sínteses sobre os dados ambientais disponíveis. Entende RODRIGUES (1993, p. 20) por Geoprocessamento o conjunto de tecnologias de coleta, tratamento, manipulação e apresentação de informações espaciais Segundo CÂMARA & MEDEIROS (1996) o termo Geoprocessamento denota a disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento de informação geográfica. FATOR GIS (1999) define Geoprocessamento como o conjunto de pelo menos quatro categorias de técnicas relacionadas ao tratamento da informação espacial: técnicas para coleta de informação espacial (Cartografia, Sensoriamento Remoto, GPS, Topografia Convencional, Fotogrametria, Levantamento de dados alfanuméricos); técnicas de armazenamento de informação espacial (Bancos de Dados Orientado a Objetos, Relacional, Hierárquico, etc.); técnicas para tratamento e análise de informação espacial, como Modelagem de Dados, Geoestatística, Aritmética Lógica, Funções Topológicas, Redes; e ténicas para o uso integrado de informação espacial, como os sistemas GIS Geographic Information Systems, LIS Land Information Systems, AM/FM Automated Mapping/Facilities Management, CADD Computer- Aided Drafting and Design. Segundo o INPE (op. cit.) geoprocessamento pode ser definido como um conjunto de tecnologias voltadas a coleta e tratamento de informações espaciais para um objetivo específico. Assim as atividades que envolvem o geoprocessamento são executadas por sistemas específicos para cada aplicação. Estes sistemas são mais comumentes tratados como Sistemas de Informação Geográfica (SIG). Um sistema de geoprocessamento pode ser tratado como tal, destinado ao processamento de dados referenciados geograficamente (ou georeferenciados), desde a sua coleta até a geração de saídas na forma de mapas convencionais, relatórios, arquivos digitais, etc; devendo prever recursos para sua estocagem, gerenciamento, manipulação e análise. Com a evolução da tecnologia de geoprocessamento e de softwares gráficos vários termos surgiram para as várias especialidades. O nome Sistemas de 10

11 Informação Geográfica (ou Geographic Information System - GIS) é muito utilizado e em muitos casos é confundido com geoprocessamento. O geoprocessamento é o conceito mais abrangente e representa qualquer tipo de processamento de dados georeferenciados, enquando um SIG processa dados gráficos e não gráficos (alfanuméricos) com ênfase a análises espaciais e modelagens de superfícies Para SILVA & SOUZA (op. cit.) e CÂMARA & MEDEIROS (op. cit.) o tipo de estrutura e ferramentas computacionais para a viabilização do Geoprocessamento seriam os chamados Sistemas de Informação Geográfica - SIG, que vem do inglês GIS Geographic Information System. Sistemas de Informação Geográfica (SIG) SILVA & SOUZA (op. cit.) entendem SIG como uma estrutura de armazenamento, recuperação e transformação dos dados contidos numa base de dados geográfico. (...) afigura-se como uma síntese de um banco de dados geográfico com um sistema de análise de dados geocodificados. Possui a propriedade ímpar de permitir o tratamento de relações de conexão, dentre as quais ressaltam as de contiguidade e a caracterização de extensões e formas de ocorrência de eventos ambientais. Para CÂMARA (1993, p. 15) um SIG deve ter a faculdade de armazenar, recuperar e analisar mapas num ambiente computacional. Um mapa é a representação gráfica de fenômenos geográficos, geralmente em uma superfície plana. Num ambiente computacional, a noção de mapa deve ser estendida para incluir diferentes tipos de dados geográficos, como imagens de satélite e modelos numéricos de terrenos (MNTs). Segundo FATOR GIS (op. cit.) SIG é um conjunto de ferramentas computacionais composto de equipamentos e programas que por meio de técnicas, integra dados, pessoas e instituições, de forma a tornar possível a coleta, o armazenamento, o processamento, a análise e a disponibilização, a partir de dados georeferenciado, de informação produzida por meio das aplicações disponíveis, visando maior facilidade, segurança e agilidade nas atividades humanas referentes ao monitoramento, planejamento e tomada de decisão relativas ao espaço geográfico. A ótica desta definição vem do fato do entendimento do conceito de SIG sendo uma tecnologia, e não um programa computacional específico. CÂMARA (op. cit.) coloca que as principais características de um SIG são: integrar, numa única base de dados, as informações espaciais provenientes de dados cartográficos, dados de censo e de cadastro urbano e rural, imagens de satélite, redes e MNTs; - combinar várias informações através de algoritmos de manipulação, para gerar mapeamentos derivados; consultar, recuperar, visualizar e desenhar o conteúdo de base de dados geocodificados (...) os dados tratados em SIGs incluem imagens de satélite, MNTs, mapas temáticos, redes e dados tabulares. Ainda acrescentaria: uma característica básica e geral num SIG é a sua capacidade de tratar as relações espaciais entre os objetos geográficos. 11

12 Denota-se por topologia a estrutura de relacionamentos espaciais (vizinhança, proximidade, pertinência) que podem se estabelecer entre objetos geográficos. Conforme INPE (1999) numa visão abrangente a estrutura geral de um SIG deve ter os seguintes componentes: interface com usuário; entrada e integração de dados; funções de processamento gráfico e de imagens; visualização e plotagem; e armazenamento e recuperação de dados (organizados sob a forma de um banco de dados geográficos) figura 2 Figura 2 Estrutura Geral de Sistemas de Informação Geográfica (INPE, 1999) Dentro das várias aplicações possíveis dentro de um SIG podemos citar duas ligadas ao assunto em questão: Mapeamento entrada, armazenamento e produção de documentos cartográficos; atualização de mapas, inclusive com a utilização de imagens de satélites e utilização combinada de fotografias aéreas em meio digital, conseguido por processo de digitalização via scanner e/ou por sensor fotográfico digital; Geologia digitalização, plotagem e visualização (2-D e 3-D) de dados geográficos e geoquímicos, geração de mapas geológicos combinando imagens de satélite e fotografias aéreas, MNTs, dados geoquímicos e geofísicos. Importante os usuários de SIG compreenderem os seus modelos conceituais de construção, pois existe uma diversidade de tipos de SIGs para aplicações diferenciadas, como exemplo: SIGs rasters do tipo do IDRISI (Clark University) que sua construção foi planejada para utilização de ferramentas de qualidade para análise espacial, mas com deficiência nas saídas gráficas e manipulação de informações cadastrais; SIGs vetoriais como o MICROSTATION (Bentley Inc.) exibem ótima qualidade na manipulação de dados vetoriais, saída gráfica e manipulação de informações cadastrais, mas que apresenta deficiência no tratamento de análise espacial; e o SPRING (INPE) um sistema voltado à aplicações ambiental, que incorpora ferramentas SIG/PDI e baseado na orientação a objetos. Exibe qualidade na análise espacial, satisfatória saída gráfica e manipulação de objetos cadastrais. 12

13 Por último os Sistemas de Informação Geográfica estão caminhando para sua terceira geração, ou seja, com novas características como bancos de dados geográficos compartilhado por um conjunto de instituições, acessível remotamente e armazenando dados geográficos, descrições acerca dos dados ( metadados ) e documentos multimídia associados (INPE, 1999) e mais, interfaces com os usuários intuitivas e acesso pela Internet e padrões abertos não proprietários. Este último é onde existe os maiores desafios pela questão do mercado. BIBLIOGRAFIA CAMÂRA, G., CASANOVA, M.A., HEMERLY, A.S., MAGALHÃES, G.C. & MEDEIROS, C.M.B. Anatomia de sistemas de informação geográfica. Campinas: Instituto de Computação da UNICAMP, 1996 CÂMARA, Gilberto & MEDEIROS, José S. de. Geoprocessamento para projetos ambientais. São José dos Campos São Paulo: INPE, 1996 CÂMARA, Gilberto. Anatomia de sistema de informações geográficas: visão atual e perspectivas de evolução. In: Sistema de informações geográficas: aplicações na agricultura. Cap. 1. Planaltina: EMBRAPA-CPAC, 1993 DISPERATI, Atílio A. Fotografias aéreas inclinadas. Curitiba: UFPR, 1995 DUARTE, Paulo A. Cartografia básica. 2 ed. Florianópolis: UFSC, 1988 FATOR GIS [on-line]. Definições Técnicas. Geoprocessamento (11/10/99). INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Departamento de Processamento de Imagens. Teorias. (11/10/99). INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Manual do SRING Sistema de Processamento de Informações Georeferenciadas [on-line]. Versão 3.4 São José dos Campos São Paulo, 2000 LAZZAROTTO, D. R. GPS Global Positioning System. FATOR GIS [on-line] (11/10/99). LOCH, Carlos & LAPOLLI, Édis M. Elementos básicos da fotogrametria e sua utilização prática. 2 ed. Florianópolis: UFSC, 1989 LOCH, Carlos. Noções básicas para a interpretação de imagens aéreas, bem como algumas de suas aplicações nos campos profissionais. Florianópolis: Ed. Da UFSC, MARCHETTI, Delmar A.B. & GARCIA, Gilberto J. Princípios de fotogrametria e fotointerpretação. 1 ed. São Paulo: Nobel, 1986 MARTINELLI, Marcello. Curso de cartografia temática. São Paulo: Contexto, 1991 NOVO, E.M.L.M. Sensoriamento Remoto. Princípios e Aplicações. 2ª ed. São Paulo. Edgard Blücher OLIVEIRA, Cêurio de. Curso de cartografia moderna. 2 ed. Rio de Janeiro: IBGE, 1993 OLIVEIRA, Cêurio de. Dicionário cartográfico. 4 ed. Rio de Janeiro: IBGE,

14 ROBINSON, Arthur H. et. alii. Elements of cartography. 6th ed. New Work, USA: John Wiley & Sons, p. RODRIGUES, Marcos. Geoprocessamento: um retrato atual. FATOR GIS A revista do geoprocessamento. Jul/Ago/Set/93 nº 02 Curitiba: SAGRES, 1993, p SILVA, Jorge X. da & SOUZA, Marcelo J. L. de. Análise ambiental. Rio de Janeiro: UFRJ, 1987 TAVARES, Paulo. A qualidade da base de dados gráfica para o geoprocessamento. FATOR GIS A revista do geoprocessamento. Out/Nov/Dez/93 nº 03 Curitiba: SAGRES, 1993, p