SIG PROF. IVAIRTON M. SANTOS 2015/2 AULA 2 INTRODUÇÃO A SIG E CARTOGRAFIA

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1 Universidade Federal de Mato Grosso UFMT Campus Universitário do Araguaia CUA Curso de Bacharelado em Ciência da Computação SIG PROF. IVAIRTON M. SANTOS 2015/2 AULA 2 INTRODUÇÃO A SIG E CARTOGRAFIA

2 Introdução e conceitos iniciais Geografia + Tecnologia; Geoprocessamento X Sistema de Informações Geográficas (SIG); Sensoriamento remoto; UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 2

3 Aplicações de SIG Mapeamento; Zoneamento; Monitoramento de áreas; Estruturação de redes (energia, água, esgoto); Adequação tarifária; Estudos e modelagem de expansão urbana; Controle de ocupações e construções; Modelagem de modais de transporte; Simulação de sistemas naturais. UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 3

4 Princípio da modelagem em SIG Descreve o espaço real por meio de camadas (ou Planos de Informação, ou Layers); UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 4

5 Componentes de um SIG UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 5

6 Softwares Open source Comercial UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 6

7 Histórico do desenvolvimento do SIG : Tempo dos pioneiros; soluções individuais e isoladas dos primeiros pesquisadores : Tempo dos órgãos públicos, desenvolvimento de conceitos e começo do armazenamento digital de dados básicos : Tempo das empresas; está se desenvolvendo um mercado para SIG, grandes melhorias no desempenho do hardware : Tempo dos usuários; SIGs não são mais sistemas universais, viram sistemas modulares adaptadas às necessidades dos usuários 5. Desde 1995: Tempo do mercado aberto para software de geoprocessamento e dados georeferenciados UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 7

8 Geração de softwares de SIG UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 8

9 Bases cartográficas Como é a forma da Terra? Na Grécia, acreditava-se ser esférica; No século XVII, Jean Richer, verificou que ela era achatada (elipsoide); Geóide, considera o nível inalterado dos mares e o potencial do campo gravitacional (é a melhor representação); UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 9

10 Bases cartográficas Formas de repreesntação da terra UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 10

11 Sistema geodésico de referência Estabelece uma relação entre um ponto do terreno e um elipsoide de referência; Sistema geodésico brasileiro (SGB): Composto por redes de altimetria (baseado no geoide), gravimetria (estações de medição) e planimetria (SAD-69). SAD-69 (Sistema geodésico sulamericano de 1969: figura geométrica representativa da Terra e orientação (ponto de referência). SIRGAS (Sistema de referência geocêntrico para as Américas: concebido para ser compatível com sistemas de posicionamento por satélite, exemplo o GPS. UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 11

12 Sistemas de coordenadas geográficas (Coordenadas geodésicas) Latitude = ângulo entre o plano do equador e um ponto da superfície ( de 0 o a 90 o ). Longitude = ângulo entre o meridiano de origem (Greenwich) e um ponto da superfície ( de 0 o a 180 o ). Meridiano = Círculos que cortam a Terra em partes iguais, passando pelos polos. Paralelo = Círculos que cortam a Terra perpendicularmente em relação aos meridianos. O cruzamento de um paralelo com um meridiano representa um ponto de coordenadas (lambda, fi). Exemplo da coordenada do município de Barra do Garças: 15 o 53'24" S, 52 o 15'24" W Ou - 15 o 53'24", - 52 o 15'24" UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 12

13 Calculo das coordenadas geográficas Cálculo por meio de regra de três simples: Latitude: Se 5 cm = 10 o (50 o - 40 o ) Então 2,1 = x x = 4,2 o Como 60 * 0,2 = 12, então x = 4 o 12 Assim, x está a 4 o 12 do meridiano 50W, portanto a longitude de X = 50 o 4 o 12 = 45 o 48 W Longitude: Se 4,7 cm = 10 o (40 o 30 o ) Então 2,5 cm = x x = 5, o = 5 o 19 08,94 Então a latitude de X será dada por 40-5 o 19 08,94 = 34 o 40 51,06 S Assim, X = (34 o 40 51,06 S, 45 o 48 W) UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 13

14 Sistema Universal Transversal de Mercator (Coordenadas plano-retangulares) Muito empregado em SIG; Facilidade por considerar projeções que trabalham com paralelos e meridianos retos, equidistantes. A origem do sistema é o cruzamento do equador com um meridiano padrão: Meridiano Central (MC) UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 14

15 Sistema Universal Transversal de Mercator (Coordenadas plano-retangulares) Sistemática de numeração: Fator de deformação K UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 15

16 Cálculo das coordenadas UTM Mesmo princípio do cálculo das Faça: coordenadas geográficas. Eixo horizontal: Medida da régua = 18 mm de mE Atenção, representação Eixo vertical: de distâncias planimétricas em relação ao ponto de origem Qual é a coordenada (cruzamento UTM do ponto A? do equador com MC). Medida da régua = 11 mm de mN A = mE, mN UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 16

17 Obtenção de coordenadas Levantamento topográfico; Alto custo. Global Positioning System (GPS) Medição por satélites; Medidas baseadas na triangularização. São usados no mínimo 4 satélites Medida por posicionamento absolto ou relativo (DGPS). UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 17

18 GPS UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 18

19 Construção de mapas Mapa, carta ou planta? Mapa é uma representação simplificada do espaço terrestre. Por exemplo, continentes e oceanos, relevo, rios, caminhos, povoações. Cartas são mapas temáticos que contêm informação geológica. Por exemplo os diferentes tipos de rochas, acidentes geológicos, fundo do mar. Plantas são representações de áreas muito pequenas e com muitos pormenores. Por exemplo, edificações. UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 19

20 Construção de mapas temáticos Vinculado a tema específico. Usa outros mapas como base. O objetivo é fornecer uma representação dos fenômenos existentes na superfície terrestre. UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 20

21 Elementos constituintes de um mapa temático Título (realçado, preciso e conciso); Convenções empregadas; Base de origem; Referências; Indicação do norte; Escala; Sistema de projeções; Sistema de coordenadas; Forma: Linear Pontual Zonal UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 21

22 Sistema de projeção Cuidado especial na realização de trabalhos em meio digital. Terra Elipsoide de revolução Mapa (Sistema de projeção cartográfica) Transporte dos pontos utilizando figuras como superfície de projeção. Considerando um sistema de funções contínuas f, g, h e i que relacionam com variáveis x (latitude) e y (longitude). x = f(ϕ, λ); y = g(ϕ, λ) ϕ=h(x, y) λ = i (x, y) UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 22

23 Classificação das projeções UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 23

24 Escala de mapas Fundamental para um bom entendimento e uso. É a relação (ou proporção) entre a distância linear representada no mapa e aquela real. Assim, qualquer distância no mapa pode ser calculada no mundo real por meio de uma regra de três. D = N. d Onde: D Distância real N Denominador da escala (1/N) d Distância medida no mapa UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 24

25 Escolha da escala Passo primeiro na elaboração de uma mapa; Preceitos básicos: A que se destina? Qual é a disponibilidade de recursos para a impressão? Qual é a extensão da área a ser representada? Aplicação: UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 25

26 Escolha da escala (cont.) Problemas com existência de erros nos mapas (diversos). Em especial o Erro Gráfico: Deslocamento existente entre a posição real teórica e sua posição impressa. Não deve ser superior a 0,1 mm. Reduz sua intensidade com o aumento da escala. Onde: E = e. N E Erro gráfico em metros e Erro no terreno em metros. N Denominador da escala. UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 26

27 Exercício Deseja-se realizar o mapeamento de uma área com precisão gráfica de 0,1 mm, cujo detalhamento exige que sejam distinguidas feições de mais de 2,5 m de extensão. Que escala deverá ser utilizada? Da expressão E = e.n, tem-se que: N = E/ e Então: N = E/e = 2,5 m / 0,0001 m = UFMT/CUA - PROF. IVAIRTON M. SANTOS 27