Departamento de Agronomia UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO

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1 SUMÁRIO DA LIÇÃO Nº 6-7 Parte teórica - prática 1- Sistemas de informação geográfica 2- A variabilidade espacial 3- Funcionamento de um SIG 3.1- Introdução e armazenamento dos dados Informação espacial Modelo matricial Modelo vetorial Comparação entre os modelos matriciais e vetoriais 3.2- Manipulação e análise dos dados Análise de proximidade Análise de sobreposição Análise de redes

2 1- Sistemas de informação geográfica (SIG) Os SIG são programas informáticos que tratam informação georeferenciada e estabelecem, de forma ordenada, os dados relativos a um determinado fator; são, basicamente, programas que permitem converter a informação espacial em dados alfanuméricos, tornando possível o seu tratamento. Os SIG permitem manipular a informação com base em atributos espaciais que são obtidos através das suas coordenadas globais (latitude e longitude). Os SIG permitem criar mapas, gráficos, tabelas, relatórios, etc., que tornam a interpretação da informação mais simples e direta. Os SIG agrícolas permitem: - integrar e analisar diferentes fontes de informação georeferenciada, nomeadamente a informação obtida a partir de imagens de satélites e fotografia aérea; - estabelecer mapas de atuação diferencial para várias operações culturais, o que implica a integração dos modelos agronómicos de decisão com a informação obtida; A informação tratada é disponibilizada em "interfaces" e encaminhada para sistemas de comunicação que estabelecem relações com os vários equipamentos que efetuam as aplicações moduladas.

3 O que é um SIG? - um SIG é um sistema constituído por hardware, software, dados e operadores que manipulam, analisam e apresentam a informação georeferenciada; - é uma metodologia que permite visualizar, manipular, analisar e apresentar dados espaciais; - são Smart Maps que ligam uma base de dados a mapas. O que é que permitem? - Os SIG permitem ao operador a recolha e análise de dados visualizando-os sob a forma de mapas; - Os SIG permitem ligar dados a um lugar da terra; - Os SIG permitem combinar layers (camadas) de informação acerca de um dado lugar para uma melhor caraterização do mesmo.

4 Quais o tipo de dados de um SIG: - Base de dados única - Dados cartográficos - Dados de censos - Cadastro urbano e rural - Imagens de satélites - Modelos numéricos do terreno... Quais os objectivos de um SIG: - Análise de dados e tomadas de decisão - Simulação - Previsão - Criação de mapas para aplicação diferenciada de fatores de produção.

5 Fundamentos - outras definições Um SIG é um conjunto de ferramentas que permitem recolher, armazenar, aceder, transformar e visualizar dados espaciais do mundo real. [Burrough 86]. Esta definição caracteriza de uma forma genérica os produtos que se destinam ao suporte de aplicações envolvendo dados geográficos. Um SIG tem por objetivo a recolha, o armazenamento e a análise de objectos e fenómenos, cuja localização geográfica constitui uma característica importante ou é crítica para a análise. [Aronoff 89] Fundamentos - perspetivas [Maguire 91] A visão baseada em mapas: os SIG como sistemas para processamento e visualização de mapas [Tomlin 91b] A visão baseada em bases de dados: a importância dos SIG terem subjacente uma base de dados bem desenhada e possuírem um SGBD potente [Frank 88] A visão baseada na análise espacial: a capacidade dos SIG para efectuarem análise espacial, defendendo a existência de uma ciência da informação espacial em alternativa à perspectiva tecnológica com que geralmente os SIG são abordados. [Openshaw 91] [Goodchild 92]

6 Sistemas de Informação geográfica (GIS) Diferentes funções de um SIG: Organização dos dados Visualização dos dados Inquirição (query) espacial dos dados Manipulação dos dados Análise dos dados

7 SIG: Organização dos dados Centra-se na informação espacial. Cada registo consiste num objeto com um ou mais atributos descritivos e informação espacial. A informação espacial pode ser apresentada como: - coordenadas geográficas (latitude e longitude) - coordenadas cartesianas ( x e y). Exemplo de um registo SIG 90º W (longitude) 24º N (latitude) 34 (ppm azoto) 58 (ppm fósforo) 1.3 (% matéria orgânica) Cada variável é um campo de um registo

8 Organização dos dados (cont) Campo Registo

9 Organização dos dados (cont) Os três tipos de registo de dados ou características são: - os pontos - as linhas - as áreas Cada um dos registos pode ter vários atributos associados. Os dados associados a pontos não têm comprimento ou área, somente coordenadas. Exemplos: cabinas telefónicas Na AP os dados são muitas das vezes representados por pontos, mas representam áreas. Exemplos: dados de produção, amostras de solo, etc.. Ponto (x 1,y 1,N 1,P 1,K 1 ) (x 2,y 2,N 2,P 2,K 2 ) (x 3,y 3, N 3,P 3,K 3 ) x e y indicam a sua relação espacial e a cor uma terceira dimensão.

10 Organização dos dados (cont) Pontos representando áreas GPS receptor

11 Organização dos dados (cont) Os dados associados a linhas têm comprimento e uma orientação espacial, podendo ser formada por uma sequência de vários pontos formando a linha. Exemplos: estradas, limites das parcelas, etc. Em agricultura as linhas de dados são muito utilizadas para representarem trajectos, características das parcelas, etc. Exemplos: trajectos da máquinas, linhas de drenagem, terraços, etc. Linhas Linha 1, trajecto do equipamento Linha 2, Conduta de óleo

12 Organização dos dados (cont) Os dados associados a áreas definem várias coordenadas que formam um polígono. São semelhantes às linhas mas representam a área interior do polígono. Exemplos: manchas de infestantes, áreas de produção, etc. Áreas Área 1, campo norte Área 2, Infestantes

13 SIG: Visualização dos dados A apresentação dos dados pelos seus atributos espaciais permite ao operador visualizar a relação espacial existente entre eles. Os SIG apresentam os dados espaciais em dois formatos: - vetorial - matricial ( raster ) No formato vectorial os dados georeferenciados são armazenados e apresentados sob a forma de uma série de pontos que podem ser ligados entre si formando linhas. A resolução das características da posição é teoricamente limitada apenas pela medição da posição dos pontos. No formato matricial os dados espaciais são armazenados e apresentados em conjuntos de células (arrays of cells). A resolução das características da posição é limitada pelo tamanho da célula (pixel) do raster.

14 Different GIS Data Formats Raster - space divided into cells - addressed by row and column - commonly contain millions of cells - can be created much faster than vector maps Vector - points are designated by a simple pair of coordinates - resemble points but do not represent an area - interconnected coordinates are linked to create objects - creates a more accurate system

15 Visualização dos dados (cont) Dados vetoriais Área Linha Ponto

16 Visualização dos dados (cont) Dados raster Área Ponto Linha

17 Visualização dos dados (cont) Visão de campos" vs Visão dos objetos" modelo matricial modelo vetorial

18 Visualização dos dados (cont)

19 SIG: Inquirição (query) espacial dos dados O query dos dados permite examinar as caraterísticas dos locais ou os locais que têm certas características. Está directamente relacionada com a visualização dos dados. Exemplo: mostrar todas as localizações com produções < que 1000 kg/ha. If (yield<=1000) then highlight SIG: Manipulação dos dados Os dados apresentados em layers podem ser manipulados por operações matemáticas ou lógicas. Os layers podem ser agrupados por forma a mostrar determinadas combinações de atributos que podem originar novos layers. Exemplo: criação de um layer que mostre a produção da cultura e a população das infestantes. SIG: Análise dos dados A análise é o processo de extrair resultados com significado dos dados espaciais. A análise envolve interpolações entre dados, análises estatísticas dos atributos, remoção de informação não desejada, etc. Exemplo: determinação de um histograma da distribuição da produção de uma parcela.

20 Modelo vetorial (cont) Representação de uma parcela utilizando o modo vetorial. Fonte: Gil, E. (1997)

21 Conjunto de planos de informação (temas) geograficamente compatíveis. Planos de informação Uso da terra Solos Recolha de amostras Rios Bacias hidrográficas

22 GIS Maps are Based on Layers Rivers Capitals Roads States Lakes

23 SSToolbox (Ferramentas de apoio à decisão) Os SIG otimizados para a agricultura de precisão dispõem de uma série de ferramentas que, juntamente com os conhecimentos agronómicos, geram outputs (mapas) para execução das operações culturais. Estas ferramentas e os conhecimentos agronómicos, juntamente com dispositivos electrónicos para recolha de informação e os equipamentos de aplicação variada (VRT), são utilizados na AP. Estrutura dos dados Cliente Agricultor Campo (parcela) Layers temático - raster - vetor Os dados são armazenados em tabelas em que os atributos estão ligados à sua posição. Tabelas - sequência de dados (data array) em formato *.dbf Views - apresentação gráfica dos dados espaciais Layout - display dos view e items relacionados para impressão

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26 Ficheiros relacionados: 07AP-01 - Sistema de Informação Geográfica na Agricultura 07AP-04 - Agricultura de precisão e o maneio localizado de fatores de suporte à produção agrícola 08AP-03 - Tecnhnical solutions in Precision Agriculture 08AP-09 - Active Canopy Sensors for Precision Agriculture 08neighborhood analysis - Neihbghborhood analysis 09Evolucao Tecnologica das MA no Brasil - Evolução Tecnológica das Máquinas Agrícolas no Brasil 09GIS_AppsNatRes_Chap15 - Geographic Information Systems. Applications in Natural Resource Management 09ICPA_Keynote08 - So Where Is Precision Ag? a brief history, current expression and future directions 09InfGeogFundamentos - Sistemas de Informação Geográfica 09OnLineCourseDescription - Learning How to use ArcPad Version presentacao_OCUPACAO DO SOLO - CARTOGRAFIA TEMÁTICA DE OCUPAÇÃO DO SOLO

27 Ficheiros relacionados: 11crager_xmastree1 - Geospatial Technologies and Agriculture. How GPS and GIS are Helping to Improve the Ag Industry 11geo_ap - Geoprocessamento na Agricultura de Precisão 11Imagens_digitais_na_AP - Imagens Digitais na Agricultura de Precisão 11IPMPresentation - Concepts in Precision Agriculture and Integrated pest Management 13PA_short_workshop - Analyzing Precision Ag Data 13TeoricaDadosMatriciais - Representação espacial 2: dados matriciais 14lec2_489 - GIS Geographic Information System AGSM 489 Lecture 2

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