Universidade do Estado de Santa Catarina Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil GEOPROCESSAMENTO PARA APLICAÇÕES AMBIENTAIS E CADASTRAIS Profa. Adriana Goulart dos Santos
Disciplina: Geoprocessamento para aplicações ambientais e cadastrais Ementa: Geoprocessamento: Definições e principais aplicações; Sistemas de Informações Geográficas (SIG); Representações computacionais de mapas; Modelagem de dados em geoprocessamento; Métodos quantitativos de análise dos fatores estruturais e do uso e cobertura do solo; Implementação de bancos de dados georreferenciados para aplicações ambientais e cadastrais.
Disciplina: Geoprocessamento para aplicações ambientais e cadastrais Avaliações: Nota 1: Pesquisa Bibliográfica (30%) Nota 2: Seminário (30%) Nota 3: Artigo (40%)
Disciplina: Geoprocessamento para aplicações ambientais e cadastrais Bibliografia básica: 1- CÂMARA, G., DAVIS, C., MONTEIRO, A.M.V. Introdução à Ciência da Geoinformação. Livro on-line. Disponível em http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/. Consultado em fevereiro/2016.
Disciplina: Disciplina: Geoprocessamento para aplicações ambientais e cadastrais Bibliografia básica: 2- NOVO, E.M.L.M. (2008). Sensoriamento Remoto: Princípios e Aplicações. 3ª ed. São Paulo, Editora Edgard Blücher, 388p.
Disciplina: Geoprocessamento para aplicações ambientais e cadastrais Bibliografia básica: 3- FITZ, P. R. (2008). Geoprocessamento sem complicação. São Paulo,Oficina de Textos, 160p.
Por que GEOPROCESSAMENTO?
GEOPROCESSAMENTO A coleta de informações sobre a distribuição geográfica de recursos minerais, propriedades, animais e plantas sempre foi uma parte importante das atividades das sociedades organizadas
GEOPROCESSAMENTO Representação do espaço geográfico em documentos e mapas em papel
GEOPROCESSAMENTO Com o desenvolvimento simultâneo, na segunda metade do século XIX, da tecnologia de Informática, tornou-se possível armazenar e representar tais informações em ambiente computacional Geoprocessamento
CONCEITO: Geoprocessamento é uma área de conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica. Áreas de Influência: - Cartografia - Análise de Recursos Naturais - Transportes - Comunicações - Energia - Planejamento Urbano e Regional
GEOPROCESSAMENTO Se onde é importante para resolver o seu problema, então o Geoprocessamento é sua ferramenta de trabalho.
GEOPROCESSAMENTO Ferramentas computacionais para Geoprocessamento: Sistemas de Informação Geográfica (SIG) Geographic Information System (GIS)
GEOPROCESSAMENTO Geoprocessamento é o conjunto de técnicas e de conceitos sobre representação computacional do espaço SIG é o sistema computacional que materializa os conceitos do geoprocessamento
GEOPROCESSAMENTO X SIG Conceito mais abrangente e representa qualquer tipo de processamento de dados georreferenciados Processa dados gráficos e não gráficos (alfanuméricos) com ênfase a análises espaciais e modelagens de superfícies
EQUIPAMENTOS, SOFTWARES E TÉCNICAS NÃO AUXILIAM EM NADA SEM O CONHECIMENTO E ANÁLISE INTEGRADA MULTIDISCIPLINAR DO PROFISSIONAL
GEOPROCESSAMENTO Sistemas de Informação Geográfica (SIG) Geographic Information System (GIS) Permitem realizar análises complexas ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados georreferenciados Tornam possível automatizar a produção de documentos cartográficos
Um SIG armazena informações sobre a superfície terrestre em uma coleção de camadas (layers) Essas informações se ligam a um banco de dados descritivos que se relacionam uma com as outras por meio de suas respectivas localizações geográficas
GEOPROCESSAMENTO BRASIL - país de grande dimensão continental - com carência de informações adequadas para a tomada de decisões sobre os problemas urbanos, rurais e ambientais GEOPROCESSAMENTO - enorme potencial - baseado em tecnologias de custo relativamente baixo - conhecimento adquirido localmente
Análise Espacial: Mapeamento de Riscos A epidemia de cólera em Londres, em 1854, Doutor John Snow Fonte: Barcellos,C.;2001 Localizou os casos de óbitos por cólera e os poços de água que abasteciam a cidade; Formas de transmissão da doença = água contaminada; A partir da espacialização das informações verificou-se que a maioria das mortes concentravam-se em torno de um poço no centro da cidade
Mercado em ascensão A demanda por informações geográficas é crescente. Diversos setores (Governo, Agricultura, Telecomunicações, Meio Ambiente) necessitam de dados e informações cada vez mais detalhadas e atualizadas para o desenvolvimento de suas atividades de planejamento e operação
GESTÃO MUNICIPAL Estima-se que cerca de 80% das atividades realizadas numa prefeitura sejam dependentes do fator localização. Quais exemplos pode-se citar??
Localização de hospitais e postos de saúde Qual é o melhor lugar para construir um novo posto de saúde, dentre os terrenos da Prefeitura, considerando a densidade demográfica, a renda média e as áreas de abrangência dos postos existentes?
Monitoramento de doenças Prefeitura mapeia as áreas de riscos para evitar a proliferação de doenças Slides, Izabel Reis INPE, 2009
Slides, Izabel Reis INPE, 2009
Segurança pública
Planejamento das cidades Gerenciamento do trânsito Quais os pontos críticos de acidentes de trânsito? Fonte: google
Meio ambiente Monitoramento do desmatamento e de cobertura da terra
Aplicações ambientais: seleção de áreas para deposição de resíduos, mapeamento e gerenciamento dos recursos hídricos, análise de habitats de espécies animais, inventário florestal, análise geológica e geoestatística
Desastres naturais Furacões Em quanto tempo chega até a cidade? Qual é a intensidade? Quais são as áreas de risco ambiental da cidade e quais as ocupações irregulares nestas áreas? Elas aumentaram, diminuíram, onde se concentraram? Deslizamentos de terra Mapeamento da área para verificar se há riscos de novos deslizamentos
Energia Elétrica, Telecomunicações Banco de dados georreferenciados permitem a localização e o rápido reparo em sistemas de distribuição de energia elétrica Base de dados para a distribuição: Fornecimento de mapas urbanos para cadastro de rede e projetos na distribuição
ETAPAS PARA ALCANÇAR OS OBJETIVOS: 1. Aquisição dos dados; 2. Armazenamento dos dados; 3. Processamento e análise; 4. Apresentação dos resultados.
1. Aquisição Definição dos dados necessários para a elaboração do projeto e se eles atendem ao critério necessário; -etapa mais custosa de um projeto- Sensoriamento remoto GPS Cartografia Aerofotogrametria
2. Armazenamento dos dados Integração dos dados obtidos de diversas fontes num sistema de referência espacial Conversão destes dados numa estrutura padrão requerida pelo SIG
3. Processamento e análise Medições, comparações, modelagens matemáticas ou estatísticas dos diversos dados; Geração de informação geográfica ou alfanumérica útil que prediga a condição de um ou mais aspectos do ambiente a ser analisado; Resultado é um novo arquivo de dado espacial ou uma nova tabela de dados alfanuméricos.
4. Produto final Mapas temáticos; Mapas para a impressão; Sistemas de informações; Banco de dados geográficos...
Mapa temático
ZONEAMENTO AMBIENTAL TEMA 1: MAPA DE SUSCETIBILIDADE À EROSÃO Avaliação relativa à erosão causada pela desagregação das partículas do solo causada pelo escoamento superficial Fatores considerados: - declividade do terreno - tipo de solo - intensidade de chuva uniforme 44
ZONEAMENTO AMBIENTAL TEMA 2: MAPA DE RISCO DE CONTAMINAÇÃO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA Determinação da vulnerabilidade do aquífero em relação à contaminação das águas sub-superficiais (aquífero livre) Fatores considerados: - declividade do terreno - espessura dos materiais inconsolidados - densidade hidrográfica - substrato rochoso 46
ZONEAMENTO AMBIENTAL TEMA 3: MAPA DE RISCO DE ASSOREAMENTO DOS CORPOS D ÁGUA SUPERFICIAIS Risco de assoreamento para corpos d água superficiais combinado com a presença ou ausência da vegetação ciliar
TEMA 4: DETERMINAÇÃO DA APTIDÃO PARA A INSTALAÇÃO DE ATIVIDADES INDUSTRIAIS Determinação da aptidão apresentada pelo território do município com relação à instalação de empreendimentos industriais, usuários dos recursos hídricos Fatores considerados: - declividade - pedologia - geologia - vegetação natural - infraestrutura - hidrografia ZONEAMENTO AMBIENTAL
Mapa temático a partir de dados censitários: Densidade demográfica em 1996, por setores censitários, na cidade de Aracaju-SE
Mapa temático a partir de dados censitários: População dos bairros em 2000, por faixas etárias, na cidade de Aracaju-SE
Mapa temático a partir de dados censitários: Renda média do responsável pelo domicílio em 2000, por bairros, na cidade de Aracaju-SE
Banco de dados georreferenciado
Breve Histórico do Geoprocessamento Para leitura: http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/cap1- introducao.pdf. http://mundogeo.com/blog/2010/12/15/geoproc essamento-no-planejamento-urbano/
Breve Histórico do Geoprocessamento Anos 50: primeiras tentativas de automatizar parte do processamento de dados com características espaciais -Inglaterra (pesquisa em botânica ) -Estados Unidos (estudos de volume de tráfego) - objetivo: reduzir os custos de produção e manutenção de mapas - Os sistemas ainda não podem ser classificados como sistemas de informação, dada a precariedade da informática na época
Breve Histórico do Geoprocessamento Anos 60 - surgimento dos primeiros Sistemas de Informação Geográfica Canadá (programa governamental: criação de inventário de recursos naturais). - Sistemas difíceis de usar: não existiam monitores gráficos de alta resolução, os computadores necessários eram excessivamente caros, e a mão de obra tinha que ser altamente especializada e caríssima. - Não existiam soluções comerciais prontas para uso. - Cada interessado precisava desenvolver seus próprios programas (muito tempo e dinheiro).
Breve Histórico do Geoprocessamento Anos 70 desenvolvimento de novos e mais acessíveis recursos de hardware - desenvolvimento de sistemas comerciais. - Criada a expressão Geographic Information System (GIS). - Surgimento dos primeiros sistemas comerciais de CAD (Computer Aided Design - projeto assistido por computador) - serviram de base para os primeiros sistemas de cartografia automatizada. - Desenvolvimento de alguns fundamentos matemáticos voltados para a cartografia - geometria computacional. - Somente grandes organizações tinham acesso à tecnologia.
Breve Histórico do Geoprocessamento Anos 80 - momento em que a tecnologia de sistemas de informação geográfica inicia um período de acelerado crescimento que dura até os dias atuais. - Os GIS se beneficiaram grandemente da massificação causada pelos avanços da microinformática e do estabelecimento de centros de estudos sobre o assunto. - Nos EUA - a criação dos centros de pesquisa que formam o NCGIA - National Center for Geographical Information and Analysis (NCGIA, 1989) marca o estabelecimento do Geoprocessamento como disciplina científica independente.
Breve Histórico do Geoprocessamento Anos 80 - grande popularização e barateamento das estações de trabalho gráficas, - surgimento e evolução dos computadores pessoais e dos sistemas gerenciadores de bancos de dados relacionais, - grande difusão do uso de GIS, * A incorporação de muitas funções de análise espacial proporcionou também um alargamento do leque de aplicações de GIS.
Breve Histórico do Geoprocessamento Atualmente - observa-se um grande crescimento do ritmo de aplicação do GIS nas organizações, custos decrescentes do hardware e do software, surgimento de alternativas menos custosas para a construção de bases de dados geográficas.
Breve Histórico do Geoprocessamento No Brasil: -Início dos anos 80: Esforço de divulgação e formação de pessoal feito pelo prof. Jorge Xavier da Silva (UFRJ) -1982: a vinda ao Brasil do Dr. Roger Tomlinson, responsável pela criação do primeiro SIG (o Canadian Geographical Information System), incentivou o aparecimento de vários grupos interessados em desenvolver tecnologia - UFRJ: grupo do Laboratório de Geoprocessamento do Departamento de Geografia da UFRJ (orientação do professor Jorge Xavier) - desenvolvimento do SAGA (Sistema de Análise Geo-Ambiental);
Breve Histórico do Geoprocessamento...No Brasil: -Empresa de aerolevantamento AeroSul: em meados dos anos 80 criaram um sistema para automatização de processos cartográficos. Constituíram a empresa MaxiDATA e lançaram o MaxiCAD; - CPqD/TELEBRÁS: Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da TELEBRÁS iniciou, em 1990, o desenvolvimento do SAGRE (Sistema Automatizado de Gerência da Rede Externa), extensiva aplicação de Geoprocessamento no setor de telefonia.
Breve Histórico do Geoprocessamento...No Brasil: - INPE: 1984, o Instituto Nacional de Pesquisas Espacias estabeleceu um grupo específico para o desenvolvimento de tecnologia de geoprocessamento e sensoriamento remoto (a Divisão de Processamento de Imagens - DPI). De 1984 a 1990 a DPI desenvolveu o SITIM (Sistema de Tratamento de Imagens) e o SGI (Sistema de Informações Geográficas), para ambiente PC/DOS, e, a partir de 1991, o SPRING (Sistema para Processamento de Informações Geográficas), para ambientes UNIX e MS/Windows.
Projetos ambientais desenvolvidos no SITIM/SGI: - Levantamento dos remanescentes da Mata Atlântica Brasileira (cerca de 100 cartas) - IMAGEM Sensoriamento Remoto p/ SOS Mata Atlântica; - Cartografia fito-ecológica de Fernando de Noronha - NMA/EMBRAPA; - Mapeamento das áreas de risco para plantio para toda a Região Sul do Brasil, para as culturas de milho, trigo e soja - CPAC/EMBRAPA; - Estudo das características geológicas da bacia do Recôncavo, através da integração de dados geofísicos, altimétricos e de sensoriamento remoto - CENPES/Petrobrás. Breve Histórico do Geoprocessamento...No Brasil:
Breve Histórico do Geoprocessamento...No Brasil: SIG SPRING - Unifica o tratamento de imagens de Sensoriamento Remoto (ópticas e microondas), mapas temáticos, mapas cadastrais, redes e modelos numéricos de terreno; - A partir de 1997, o SPRING passou a ser distribuído via Internet e pode ser obtido através do website http://www.dpi.inpe.br/spring.
Breve Histórico do Geoprocessamento - Alguns dos sistemas mais utilizados: IDRISI, Clark University; ARCGIS, Environmental Systems Research Institute / ESRI; o MGE, Intergraph; GRASS (Geographic Resources Analysis Support System) Brasil INPE Sitim / SGI, SPRING; TELEBRÁS - SAGRE
Evolução do Geoprocessamento Mapear Gerenciar Localizar Modelar Prever