SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA

SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA Jugurta Lisboa Filho Departamento de Informática Universidade Federal de Viçosa (MG) jugurta@dpi.ufv.br Universidade Federal de Viçosa Departamento de Informática

Tópicos Fundamentos em Sistemas de Informação Geográfica (SIG) conceitos e aplicações Fundamentos em Cartografia mapas, escalas, projeções cartográficas Componentes de SIG arquitetura, entrada de dados, estruturas de armazenamento, consulta e processamento exemplos de aplicações usando operações de análise espacial

Fundamentos em Sistemas de Informação Geográfica (SIG)

Conceitos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) Geographic Information Systems (GIS) Caracteriza os sistemas de informação que possibilitam a captura modelagem manipulação recuperação análise apresentação de dados referenciados geograficamente.

Conceitos Dados Georreferenciados São dados que descrevem fenômenos geográficos cuja localização está associada a uma posição sobre/sob a superfície terrestre.

Conceitos Componentes de dados georreferenciados descrição do fenômeno geográfico posição geográfica relacionamentos espaciais com outros fenômenos instante ou intervalo de tempo em que a fenômeno existe ou é válido

Conceitos Geoprocessamento Caracteriza uma área multidisciplinar que envolve conhecimentos de Geografia, Cartografia, Ciência da Computação, Sensoriamento Remoto, Fotogrametria, Geodésia, Matemática, Engenharia, etc. Sistemas de Geoprocessamento engloba todos os sistemas computacionais capazes de processar dados georreferenciados ex.: cartografia automatizada, processamento de imagens, sistemas de apoio a projeto (CAD) e SIG

Conceitos Banco de Dados Espacial Gerenciam dados com representação geométrica Aplicação em Geoprocessamento, Medicina, Astronomia Bancos de Dados Geográficos Gerenciam dados georreferenciados

OCUPAÇÃO HUMANA Áreas redes de infra-estrutura; de aplicação de SIG cadastramento territorial urbano; rede hospitalar e de ensino; controle epidemiológico; roteamento Ocupação de veículos; sistema de informações Humanaturísticas; atendimentos emergenciais. SIG ATIVIDADES ECONÔMICAS planejamento de marketing; pesquisas sócio-econômicas; Atividades distribuição de produtos e serviços; Econômicas transporte de matéria-prima CONTROLE Controle DO MEIO do AMBIENTE Uso da USO DA TERRA controle de Meio queimadas; Terra planejamento agropecuário; estudos de modificações Ambiente USO climáticas; DE RECURSOS NATURAIS escoamento da produção agrícola; controle de emissão e ação extrativismo de poluentes; vegetal e mineral; classificação de solos; controle de desmatamento; classificação de poços gerenciamento Uso de petrolíferos; de bacias hidrográficas; e reflorestamento planejamento de gasodutos e oleodutos; Recursos planejamento de barragens; distribuição de energia elétrica; cadastramento Naturais de propriedades rurais; identificação de mananciais; levantamento topográfico e planimétrico;

Fundamentos em Cartografia

Fundamentos em cartografia Mapa uma representação, em escala e sobre uma superfície plana, de uma seleção de feições materiais ou abstratas sobre ou em relação à superfície da terra. (Associação Cartográfica Internacional)

Fundamentos em cartografia Escala Razão entre as distâncias representadas no mapa e suas correspondentes distâncias no mundo real. Ex.: na escala 1:50.000, 1cm no mapa corresponde a 50.000 cm (ou 500m) na superfície da terra. Escalas grandes (ex.1:2.000) uso em aplicações urbanas. Escalas pequenas (ex.1:500.000) uso em aplicações ambientais.

Mapa do Brasil - Fusos do Sistema UTM Sistema de coordenadas planas cartesianas latitudes longitudes fonte: Simp.Bras.Geoprocessamento, 1997

Fundamentos em cartografia Sistemas de projeção Projeção Cilíndrica Projeção Cônica fonte: Simp.Bras.Geoprocessamento, 1997

Fundamentos em cartografia Projeção de Mercator - deformação de área

Fundamentos em cartografia Tipos de Mapas Geográficos Topográficos Planimétricos Cadastrais Náuticos Meteorológicos Temáticos de solo de vegetação de uso da terra hidrográficos político-administrativo

M ap a s a n ti g o s

Carta Náutica fonte: Simp.Bras.Geoprocessamento, 1997

Mapa Topográfico Fonte: cartas do exército escala 1:50.000 fonte: Simp.Bras.Geoprocessamento, 1997

Componentes de SIG

Componentes de SIG Fontes SIG Resultados Interface BDGeo Ferramentas

Arquitetura de SIG Interface Entrada e Integr. Dados Funções de Processamento Visualização e Plotagem Armazenamento e Recuperação BD Geográfico Fonte: Anatomia de Sistemas de Informação Geográfica, 1996

Entrada e integração de dados Coleta de dados tecnologia: fotogrametria, sensoriamento remoto e levantamento de campo. Levantamento de Campo Sensoriamento Remoto Fontes de dados Os produtos resultantes desses processos de coleta de dados é que são as verdadeiras fontes de dados dos SIG.? SIG Fotogrametria

Foto aérea

Entrada e integração de dados Métodos de aquisição de dados Digitalização Manual Digitalização Automática Dados em Meio Magnético GPS (Global Positioning Systems) Digitação Via Teclado

Modelos de Representação Espacial Modelo Matricial (Raster) x Modelo Vetorial

Armazenamento de dados espaciais Estrutura matricial (raster) X vetorial

Armazenamento de dados espaciais Estruturas matriciais Grade regular de células Coordenadas: linhas e colunas Fenômenos são representadas por grupos de células adjacentes de mesmo valor. O espaço é todo coberto.

Armazenamento de dados espaciais Cada ponto no espaço é associado a um valor que é armazenado em uma matriz. Ex.: Mapa de Altimetria

Armazenamento de dados espaciais Estruturas vetoriais Fenômenos geográficos representados por pontos, linhas, polígonos ou objetos compostos. Polígonos representam limites dos fenômenos lago, lote urbano Linhas representam fenômenos lineares estrada, rio, rede elétrica Pontos representam fenômenos sem dimensões poste, hidrante, árvore Representação varia de acordo com a escala.

Armazenamento de dados espaciais Estruturas vetoriais Qualquer entidade é reduzida a três formas geométricas básicas. Pontos (X,Y) Polígonos (X,Y) (X2,Y2) (X2,Y2) (X4,Y4) Linhas (X5,Y5) (X4,Y4) (X3,Y3) (X,Y) (X3,Y3) (X5,Y5)

Modelos de Representação Espacial Comparação de estruturas matricial e vetorial

Funções de processamento análise e apresentação ARGEN- TINA BRASIL

Funções de processamento análise e apresentação Manutenção e Análise de Dados Espaciais Manutenção e Análise de Atributos Descritivos FUNÇÕES DE SIG Análise Integrada de Dados Espaciais e Descritivos Formatação de Saída

Funções de processamento análise e apresentação EDIÇÃO DE ELEMENTOS GRÁFICOS Funções usadas para adicionar, eliminar e modificar posições geográficas dos objetos no mapa. falta nó cruzamento não intensional overshoot? overshoot undershoot arco duplicado excesso de vértices

Funções de processamento análise e apresentação SOBREPOSIÇÃO DE CAMADAS (OVERLAY) Operação entre camadas. Aritméticas Lógicas Implementação difere para estruturas matricial e vetorial. 2 2 1 3 1 1 3 1 3 + 10 10 20 10 10 20 30 30 30 = 12 12 21 13 11 21 33 31 33 S S N S N N S S S e N S N N S S N N S = N S N N N N N N S

Funções de processamento análise e apresentação FUNÇÕES DE PROXIMIDADE Uma zona de buffer é uma área de extensão regular, que é gerada ao redor dos objetos espaciais. 200m do leito do rio 500m de uma reserva florestal um raio de 5 Km de um depósito de gás

Funções de processamento análise e apresentação Exemplos de análises espaciais em aplicações de SIG

Exemplos de análise com SIG % distribuição de precipitação em MG, 1997 fonte: F.A.DINIZGIS, Brasil 99

Exemplos de análise com SIG Aplicações Ambientais Imagen Bruta do Satélite NOAA14-15 de abril de 1999. Fonte: INMET/Brasília fonte: J.F.SILVA, GIS Brasil 99

Exemplos de análise com SIG Uso de SIG na identificação de áreas potenciais para a instalação de aterros sanitários no DF Mapas utilizados: Geológico Uso da terra Declividade Chapadas Vulnerabilidade geotécnica Zoneamento hidrogeológico Localização de escolas fonte: F.S. Andrade, IBAMA, GIS Brasil 2000 Áreas especiais de proteção urbana Rede hidrográfica Rede viária Perímetros urbanos Unidades de Conservação Áreas de proteção aos mananciais da CAESB

Exemplos de análise com SIG Critérios adotados nas análises de proximidade TEMAS ESPECIF. DIST(m) FONTE Rios/curso d`água Lagos/Lagoa/Res. distância mínima distância mínima 200 NBR 13.896/97 200 NBR 13.896/97 Nascente raio 200 NBR 13.896/97 Rede viária Perím. Urbano distância mínima distância mínima 80 Legislação inexistente 500 NBR 13.896/97 Escolas raio mínimo 1000 Legislação inexistente fonte: F.S. Andrade, IBAMA, GIS Brasil 2000

Exemplos Identificação de áreas potenciais para a instalação de aterros sanitários no DF Mapa de hipsometria Mapa geológico simplificado Áreas de proteção aos mananciais da CAESB fonte: F.S. Andrade, GIS Brasil 2000

Exemplos de análise com SIG Identificação de áreas potenciais para a instalação de aterros sanitários no DF Mapa de Uso da Terra Mapa dos perímetros urbanos fonte: F.S. Andrade, GIS Brasil 2000

Exemplos de análise com SIG Mapa das áreas preliminares apropriadas para aterros sanitários no DF fonte: F.S. Andrade, GIS Brasil 2000

Google Maps Aplicação GIS na Web

Google Maps

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contato Jugurta Lisboa Filho e-mail: jugurta@dpi.ufv.br http://www.dpi.ufv.br/~jugurta Universidade Federal de Viçosa Departamento de Informática