GEOTECNOLOGIAS APLICADAS AO ENSINO DA GEOGRAFIA

Transcrição

1 GEOTECNOLOGIAS APLICADAS AO ENSINO DA GEOGRAFIA Conceitos Prof. Anselmo C. de Paiva Prof. Geraldo Braz Junior Depto de Informática

2 Apresentação do Curso Objetivos: Integrar as tecnologias digitais no ensino da Geografia Promover a manipulação de ferramentas de Tecnologias de Informação Geográfica Desenvolver operações práticas de manipulação e de consulta de informação Geográfica em GIS 2

3 Ementa Princípios básicos de Geotecnologias. Conhecimento e manuseio de materiais, equipamentos relacionados e técnicas de geotecnologias utilizadas no ensino de geografia. Manipulação de Sistemas de Informações Geográficas (SIG s). Relação das Geotecnologias com o ensino de Geografia. 3

4 Planejamento Dia 20/08 Aula Conceitos Dia 17/09 Aula prática com GPS Dia 08/10 Bases de Dados Inicio de trabalhos com SIGs Dia 12/11 SIGs (com prática) 4

5 Avaliação Trabalho no final da disciplina Tema ainda a ser definido Critério de Aprovação 75% de presenças nas aulas Média = (A + (Trabalho escrito * 2) )/3 Média aprovação > 70 A = assiduidade 5

6 Material do Curso Material do curso esta disponível no site: 6

7 CONCEITOS BÁSICOS

8 Roteiro Definição de SIG Componentes de um SIG Aplicações 8

9 Geoprocessamento Informações sobre a distribuição geográfica de recursos minerais, propriedades, animais e plantas Tecnologia da informação para armazenar e representar essas informações em ambiente computacional Geoprocessamento Conjunto de ferramentas usadas para coleta e tratamento de informações espaciais Armazenamento de informações geográficas em formato digital Geração de saídas na forma de mapas, relatórios. Manipulação de dados para geração de novas informações 9

10 Classificação CADD (Computer Aided Design and Drafting) AM/FM: Automated Mapping, Facility Management Ênfase no armazenamento, análise e emissão de relatórios armazenamento, manipulação e recuperação de dados geográficos GIS: Geographic Information System define relações espaciais entre os elementos dos dados GIS serve para efetuar análises espaciais 10

11 Informação Geográfica Informação sobre locais na superfície da terra Conhecimento acerca de: onde algo está o que está em determinado local Exemplos: posição dos prédios de uma cidade árvores de uma floresta clima de uma região densidade populacional de um país Informação Espacial versus Informação geográfica geográfica é um subconjunto de espacial geográfica se refere à locais sobre a terra (2-D, 3-D) espacial não necessariamente (e.g. desenhos CAD) 11

12 1 Conceitos CAMADAS DE INFORMAÇÃO 12

13 CAMADAS DE INFORMAÇÃO 13

14 Porquê usá-los? Localização: onde está? Condição: como está? Tendência: o que mudou? Roteamento: por onde deve passar? Padrões: qual é a distribuição? Modelos: o que acontece se? 14

15 PORQUE USÁ-LOS? 15

16 SIG - Sistemas de Informação Geográfica Ferramentas computacionais p/ Geoprocessamento Podem: criar bancos de dados georeferenciados realizar análises complexas automatizar a produção de documentos cartográficos. Se onde é importante para seu negócio, então SIG é sua ferramenta de trabalho. 16

17 Definições de SIG Sistema com conjunto de métodos analíticos que permitem o acesso a atributos e localização dos objetos geográficos em estudo. (Oppenshaw) Sistemas que tem como principal capacidade a análise de dados espaciais. (Goodchild) Conjunto poderoso de ferramentas para coletar, armazenar, recuperar, transformar e visualizar dados sobre o mundo real (Burrough) 17

18 Definições de SIG Um sistema de suporte à decisão que integra dados referenciados espacialmente num ambiente de respostas a problemas (Cowen) Um banco de dados indexados espacialmente, sobre o qual opera um conjunto de procedimentos para responder a consultas sobre entidades espaciais (Smith) ferramentas que permitem o processamento de dados espaciais, gerando informações usadas para tomada de decisão sobre determinada porção da superfície terrestre. (DeMers) 18

19 O que é SIG? muitas definições diferentes surgidas de diferentes áreas e disciplinas a informação é sempre geográfica ou espacial quatro componentes: entrada, armazenamento/recuperação, análise, visualização usado em grande número de campos/disciplinas/projetos GIS se refere à aplicação ou software fazer GIS se refere a muitas coisas 19

20 TAXONOMIA DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO 20

21 Componentes de um SIG Entrada de dados Armazenamento e recuperação Manipulação e análise Geração de relatórios e visualização 21

22 Estrutura de um SIG 22

23 Com o que se parece um SIG SIG é uma aplicação real, incluindo o hardware, dados, software e pessoal necessário para resolver um problema Funções simples: visualização, edição, mudança, transformação, realização de medidas Funções complexas inventários, verificação de adequabilidade de uma região para um deteminado propósito, auxílio à tomada de decisão 23

24 Histórico Primeiras tentativas: Inglaterra e EUA - anos 50 reduzir os custos de produção e manutenção de mapas Aplicações em botânica, na Inglaterra, e estudos de volume de tráfego, nos EUA 1 os Sistemas de Informação Geográfica - década de 60 Canadá - inventário de recursos naturais Problemas iniciais Não existiam monitores gráficos de alta resolução computadores eram excessivamente caros Não existiam soluções comerciais prontas para uso Cada interessado precisava desenvolver seus próprios programas 24

25 Histórico (cont.) Anos 70 Hardware viabilizou o desenvolvimento de sistemas comerciais Criada a expressão Geographic Information System (GIS) CAD comerciais usados para sistemas de cartografia automática. Desenvolvidos os fundamentos matemáticos voltados para a cartografia Tecnologia acessível somente a grandes corporações 25

26 Histórico (cont.) Anos 80 período de acelerado crescimento A criação do NCGIA (National Centre for Geographical Information and Analysis) estabelece Geoprocesamento como disciplina científica independente. Grande difusão do uso de GIS A incorporação de funções de análise espacial amplia leque de aplicações de GIS Atualmente grande crescimento e penetração do GIS nas organizações surgimento de alternativas de menor custo para a construção de bases de dados geográficas 26

27 Histórico no Brasil UFRJ Dep. de Geografia - SAGA (Sistema de Análise Geo-Ambiental) MaxiDATA - Empresa de Aerolevantamento AeroSul sistema para automatização de processos cartográficos. Virou empresa MaxiDATA e lançou MaxiCAD CPqD/TELEBRÁS 1990 SAGRE (Sistema Automatizado de Gerência da Rede Externa) Aplicação de Geoprocessamento no setor de telefonia. INPE 1984 a SITIM e o SGI A partir de SPRING 27

28 Fases de um processo GIS 1o. Passo: Mapear Tradição: Cartografia, Censo, Sens. Remoto 2o. Passo: Gerenciar GIS Corporativo (em evolução) 3o. Passo: Entender Análise Espacial 4o. Passo: Prever Modelos Dinâmicos 28

29 TECNOLOGIAS DE GEOPROCESSAMENTO GPS Interferometria Censo Cartografia Ortofoto digital Sensoriamento Remoto Interoperabilidade Modelagem OO WWW Data Mining BD Distribuídos SGBD +Espacial Bancos de Dados Geográficos Econometria Espacial Interação Espacial Análise Espacial Modelagem Dinâmica Redes Neurais GeoEstatística Estatística Espacial Geocomputação Busca Heurística Modelos Bayesianos Celular Automata 29

30 Nossos Projetos de SIG CNPQ: igis (desde 2002) FINEP: HIDROGIS ( ) Governo do Maranhão: IMESC ( ) CHESF: SmartView ( ) 30

31 Questões que um SIG responde: 31

32 Localização: O que há aqui? 32

33 Ex. Localização em SIG Identifier: Area: 108,900,245 Owner: John Morris Address: 3233 Texas St. Zoned land use: Industrial Assessment: $950,000 Quem é o dono do terreno da Rua das Flores, 23? 33

34 Condição: Onde tem isto? Ao invés de identificar o que há num local, pode-se querer encontrar um determinado local com certas condições satisfeitas. Por exemplo, encontrar uma casa com 4 quartos, de madeira, cujo preço de venda seja em torno de $ ,00 34

35 Resultado da consulta anterior Casa Residencial Preço $ quartos Material: madeira Onde têm casas que posso comprar? 35

36 Tendências: O que tem mudado desde...? Descobre as diferenças ocorridas num determinado local ao longo dos anos. 36

37 Exemplo de SIG: Tendências Smallville em 1970 Smallville em 2005 Quanto das terras rurais se tornaram urbanas desde 1970? 37

38 Padrões: Quais padrões existem? Descobre que tipos de padrões podem ocorrer com os novos dados inseridos que não eram visíveis antes. Por exemplo, deseja-se saber onde acidentes de carros ocorrem com mais frequência e em que tempo? 38

39 Exemplo SIG- padrões Quais padrões ecistem para acidentes de carros? Onde eles ocorrem e a que horas? 39

40 Modelos What-If Determinam o que acontece se algo for mudado numa determinada área Por exemplo uma nova adição de um novo empreendimento. 40

41 Exemplo SIG - modelos Escola?? Hospital Livraria? Restaurante? Onde colocar um novo empreendimento? 41

42 SIG... Um SIG não é apenas software que permite fazer mapas de forma mais bonita, mas...é uma ferramenta de análise,...relaciona dados espaciais com nãoespaciais,...pode computar novas informações,... auxilia no processo de tomada de decisão. 42

43 Dados Geo-Espaciais Exemplos: Mapas MDT Imagens de Satélite Aerial photos 43

44 APLICAÇÕES DE SIG

45 PARA QUE É USADO UM SIG? Marketing Transportes Cadastros urbanos Epidemiologia Demografia Planejamento de serviços de emergência Ciências humanas e sociais Gerenciamento de recursos naturais Ecologia, climatologia Navegação Agricultura 45

46 PRIMEIRA APLICAÇÃO DE SIG!!! -Londres, 1854 Vibrião do cólera 46

47 Aplicações de SIG Municipal Cadastro de lotes e equipamentos urbanos Atualização do cálculo de IPTU Planejamento de Transportes, Saúde e Educação Democratização da Gestão Municipal Ambiental Zoneamento e apoio ao desenvolvimento sustentado Análise e simulação de impactos ambientais Monitoramento de processos de ocupação (e.g. desmatamento da Amazônia). 47

48 Aplicações de SIG Negócios Localização de novos empreendimentos Atendimento a clientes Fluxos de mercadorias e roteamento Redes (Água, Energia, Telefonia) Planejamento do crescimento Manutenção de instalações (apoio de campo) Otimização da configuração atual 48

49 Aplicações de SIG 49

50 Aplicações de SIG Negócios Localização de novos empreendimentos Atendimento a clientes Fluxos de mercadorias e roteamento Redes (Água, Energia, Telefonia) Planejamento do crescimento Manutenção de instalações (apoio de campo) Otimização da configuração atual 50

51 Aplicações de SIG Procura de Locais Uma empresa no UK precisa descobrir onde poderá encontrar um lugar desejável para lixo atômico. Critérios a serem analisados Hidrologia Distribuição da população Acesso Meio ambiente 51

52 Aplicações de SIG Mudança de endereço: Rural versus Urbano Acesso Segurança Saúde Escola Lazer Supermercados Custo de moradia 52

53 Exemplos de aplicações Setor Público: NASA ml IBGE ( Governo do Estado Minas: Prefeituras Municipais Betim Tribunal de Justiça da Bahia ( 53

54 Aplicações Avançadas Bibliotecas Digitais: Freebie (DSC/UFCG) : Jotle.com Mobile GIS Mobile GIS 54

55 Exemplos de aplicações Setor Privado: Indústria de Petróleo MapLink, Apontador Mappy, Mapquest Google Earth, Google Maps, Google Local AutoTrack 55

56 Alguns Temas de Pesquisa em SIG Sistema de Apoio à Decisão: Spatial BI e Spatial Datawarehousing Spatial Data Mining Mobile GIS SIG 3D Distributed GIS Location-based services Spatial Search Engines e Geographic Information Retrieval Linguagens de Consulta Visuais Location Privacy and Security Web-Based GIS 56

57 PRINCIPAIS NOMES INDÚSTRIA SIG Autodesk : Autodesk Map Baylor University: GRASS Bentley Systems: Microstation ESRI: Arcview Intergraph: Geomedia Mapinfo Corporation: Mapinfo PCI Geomatics: Geomatica OpenSource Map Server Geo Server gvsig Quantum GIS (QGIS) 57

58 Referências DRUCK, S. et. al. Análise espacial de dados geográficos. Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, FLORENZANO, T. G. Imagens de satélite para estudos ambientais. São Paulo: Oficina de Textos, MOREIRA, M. A. Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Metodologias de Aplicação. UFV, NOVO, E. M. L. M. Sensoriamento remoto: princípios e aplicações. São Paulo: Edgard Blücher, p.