Slide 1 - Departamento de Geociências/CCEN/UFPB

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA
DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS
DISCIPLINA: Sistemas de Informações Geográficas
Sistemas de Informações Geográficas:
Fundamentos Teóricos
Prof. Richarde Marques
QUAL A DIFERENÇA ENTRE TECNOLOGIA
E GEOTECNOLOGIA ????
TECNOLOGIA
GEOTECNOLOGIA
OBS
É a ciência dos meios (SCRUTON,
1982)
É a arte e a técnica de estudar a
superfície da terra e adaptar as
informações às necessidades dos
meios físicos, químicos e biológicos
Fazem parte da geotecnologia o CAD, GPS,
Processamento Digital de Imagens (PDI), a
Geoestatística e os SIGs
1.1 DADOS ESPACIAIS
Os fenômenos relacionados ao mundo real podem ser descritos de três
maneiras:
ESPACIAL
TEMPORAL
TEMÁTICO
Logo, estas três maneiras de se
Quando
as variações
são detectadas
através de
observar
os
fenômenos
que
ocorrem
Quando
a
variação
muda
com
o
tempo
Quando
a
variação
muda
de
lugar
para
mudanças de características (análise urbana, lugar
cobertura
na
superfície
da
terra
são,
(densidade
demográfica,
ocupação do
(declividade,
altitude,
profundidade
dosolo)
solo)
vegetal)
coletivamente, denominadas dados
espaciais (SINTON, 1978)
As descrições dos fenômenos relacionados ao mundo
real podem ser arquivadas ora como dados, ora como
informações
DADOS
INFORMAÇÃO
Conjuntode
dedados
valores
não que
Conjunto
quenuméricos
possui um ou
determinado
significado
paraàum
uso ou aplicação
corresponde
descrição
de fatos em
do
particular, ou seja,
foi agregado
ao dado um
mundo
real
componente adicional, a interpretação
FATORES QUE DISTINGEM OS DADOS ESPACIAIS
DOS DEMAIS DADOS
São relacionados a superfícies contíguas (Ex: superfície
topográfica, variação da temperatura, pressão, etc.)
Cada ponto contém coordenadas X, Y, Z, podendo ter
precisão ilimitada
Dependência espacial, ou seja, a tendência da vizinhança
influenciar uma determinada localização e possuir atributos
similares
Os dados espaciais estão distribuídos sobre a superfície
curva da Terra
Os objetos ou condições do mundo real podem
ser representados, discretamente, por:
PONTOS
NÓS
LINHAS
OU ARCOS
POLÍGONOS
CADEIAS
É um dado
espacial que
não
possui
área,
é representado
Correspondem
ao
início
ou
fim
de
uma
linha,que
ou não
à
São
áreas
definidas
por
uma
seqüência
de
linhas
É
umum
dado
espacial
formado
pordeuma
seqüência
demais
pontos
por
único
par
de
coordenadas
e pode
representar
uma
Representam
um
tipo
especial
linhas
que
correspondem
representação
do
cruzamento
de
duas
ou
se cruzam
e se encontram
em um
nó,ou
como,
por
exemplo,
conectados,
por
exemplo,
estradas
e
rios
determinada
árvore,
uma
fonte
temperatura
aos segmentos
lineares
definem
limites
entre
linhas,litológica
como,
por
exemplo,
rios ou
uma
unidade
ouque
uma
áreafoz
deosde
ocorrência
de
polígonos, oudeterminado
seja,
uma linha
é compartilhada
cruzamento
de que
estradas
tipo
de
solo
por dois polígonos, como por exemplo, limites
entre municípios ou fazendas
Os dados espaciais, em diferentes ESCALAS e
RESOLUÇÕES, podem ser codificados em:
Representações
Analógicas
Representações
Digitais
Codificação
entidades
espaciais
em
Disposição
das das
entidades
espaciais
em papel
linguagem binária, portanto em formato
adequado para serem armazenadas
em computadores
Os processos envolvidos na transformação de dados
analógicos em dados digitais são, coletivamente,
conhecidos como:
CAPTURA
DE DADOS
ESCANERIZAÇÃO
DIGITAÇÃO
MANUAL
OBS
os dados
espaciais
correspondem
uma
OBS
manual
é ainda
amplamentesempre
usada,apelo
2:Como
1: a digitação
generalização
ou aproximação
da realidade,
elesdos
contêm
fato, da escanerização
depender
da qualidade
mapas
INCERTEZAS
IMPRECISÕES
originais entree outros
fatores.
As fontes de dados espaciais podem ser
consideradas como:
PRIMÁRIAS
SECUNDÁRIAS
Correspondem àquelas medidas
diretamente no campo
Correspondem àquelas derivadas
de mapas e banco de dados
persistente
INTEGRAÇÃO DE DADOS ESPACIAIS
INTEGRAÇÃO DE DADOS ESPACIAIS
INTEGRAÇÃO DE DADOS ESPACIAIS
+
+
=
+
Representação VETORIAL e representação
RASTER ou MATRICIAL
1.2. OS SUPORTES DOS SIGs
Por que o SIG é considerado uma ciência
MULTIDISCIPLINAR ???
Por que para atenderem às expectativas dos usuários e
à demanda da sociedade, necessitam de apoio de vários
campos do conhecimento humano, sendo eles:
CIÊNCIA DA
COMPUTAÇÃO
GERENCIAMENTO
DAS INFORMAÇÕES
CARTOGRAFIA
GEODÉSIA
FOTOGRAMETRIA
TOPOGRAFIA
PROCESSAMENTO
DIGITAL DE IMAGENS
GEOGRAFIA
CARTAS: “Representação dos aspectos naturais e artificiais da
Terra, destinadas a fins práticos da atividade humana, permitindo
a avaliação precisa de distâncias, direções e localizações.
MAPAS TEMÁTICOS: São mapas específicos, como mapas de
de solos, de rochas etc., que possuem características determinadas.
O tema pode ser:
Qualitativo
Quantitativo
MAPAS
Profundidade
do
lençol
freático,
Classes
de
solo
POLITEMÁTICOS
espessura
de solos etc.
Mostram informações qualitativas e quantitativas sobre
mapas, por exemplos, mapas de solo mostrando o
resultado da produção agrícola.
ALGUMAS APLICAÇÕES DOS SIGs
Planejamento urbano
Engenharia civil
Governo
Segurança
Infra-estrutura
Vigilância sanitária
Detalhes da aplicação
Os
engenheiros
civis necessitam
AAenorme
quantidade
de infravigilância
sanitária
pode
ser
Planejadores
urbanos
necessitam
planejar
canais
ede
estrutura,estradas,
como
gás,
gerenciada
através
do uso
O
departamento
de água,
polícia
precisa
deOs
informações
detalhadas
sobre
governos
precisam
saber
barragens
etelefonia,
estimar
oesgoto
custo a
eletricidade
geografia
em
processos
saber
os
níveis
de
segurança
a distribuição
da terra
e recursos
distribuição
espacial
dos
hospitais,
de
remoção
de
terra
e lixo,
Necessita
ser como
registrada
epidemiológicos,
foi
das
cidades
nas cidades
das escolas,
da
segurança
e gerenciada.
utilizada
na Inglaterra no
século XIX.
OUTRAS APLICAÇÕES
DEFINIÇÕES IMPORTANTES
SISTEMA
É o conjunto de elementos entre os quais
haja alguma relação. Um exemplo é o ônibus,
pois todos os componentes atuam juntos para
proporcionar um meio de transporte ágil e seguro.
INFORMAÇÕES
Correspondem à derivação da interpretação de
dados, os quais são representações simbólicas
de certas características (BENYON, 1990)
SISTEMA DE
INFORMAÇÕES
É uma cadeia de operações que nos remete a
planejar a observação e a coleção de dados,
para armazená-los, analisá-los e usar as
informações derivadas em algum processo
de tomada de decisão (CALKINS &
TOMLINSON, 1977)
1.4. Inter-relações entre SIG, CADD, SGBD, SMDE e SR
CAD: O CAD (Projetos de desenhos assistidos por computador) foi
concebido para desenhar objetos e possui ligações rudimentares com
banco de dados (NEWELL & THERIAULT, 1990). Estes sistemas
possuem poucas informações sobre topologia.
SGBD: O SGBD (Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados)
são aplicativos otimizados para armazenar e recuperar dados não
gráficos.
SR: O SR (Sensoriamento Remoto) é definido como um conjunto de
técnicas que tem como objetivo específico medir características físicas
de um objeto sem tocá-lo.
SMDE: O SMDE (Sistemas de Modelos Digital de Elevação)
representam os dados espaciais de forma contínua em um espaço
geográfico determinado.
TODOS ESSES SISTEMAS SÃO PRECUSORES DOS SIGs
E SÃO, DE CERTA FORMA, INTER-RELACIONADOS
VEJA FIGURA
SGBD
SMDE
SIG
CAD
SR
Inter-relações entre as tecnologias
SGBD, SMDE, SR, CADD e SIG
Os elementos básicos de um SIG são:
Os equipamentos
HARDWARE
Os aplicativos
SOFTWARE
O pessoal especializado
O banco de dados
PEOPLEWARE
DATAWARE
Obs: 70% do custo de implementação de um SIG refere-se à
montagem de uma base de dados
Os aplicativos tem sido gerados a partir
de três vertentes
Processamento de arquivos: Cada elenco de dados e funções
é armazenado como um arquivo separado, e todos são ligados
durante operações analíticas. Ex: GRASS e IDRISI.
Idrisi32
Modelo híbrido: Os dados não espaciais são armazenados em
Um sistema de gerenciamento de banco de dados e, em sepaado,
Um programa é acionado para analisar os dados geográficos. Ex:
Arc/INFO, ArcMap e o REGIS.
ArcMap
Expansão gráfica: Tanto os dados geográficos quanto os dados
não espaciais são armazenados em SGBD, o qual é estendido para
fornecer apropriadas funções analíticas. Ex: TIGRIS e SYSTEM9.
Os SIGs são usualmente aceitos como sendo uma tecnologia
que possui o ferramental necessário para realizar análises com
dados espaciais e, portanto, oferece, ao ser implementada,
alternativas para o entendimento da ocupação e utilização do
meio físico, compondo o chamado universo da GEOTECNOLOGIA,
ao lado do Processamento Digital de Imagens (PDI) e da
Geoestatística
A TECNOLOGIA SIG está para as análises geográficas,
assim como o MICROSCÓPIO, o TELESCÓPIO e os
COMPUTADORES estão para outras ciências (Engenharias,
Geologia, Geofísica, Administração, entre outras
LIXO
LIXO
Se os dados originais forem imprecisos, o produto
final será um “lixo” organizado.
A definição apropriada para dados espaciais é que
são elementos definidos pelas variáveis X, Y e Z,
possuem localização no espaço e estão relacionados
a determinados Sistemas de Coordenadas, como, por
exemplo, a projeção de Mercator, longitude-latitude, e
que a eles podem estar associadas infinitas
características ou atributos. Assim, a um determinado
dado espacial podem estar relacionado, por exemplo,
temperatura, tipo de rocha, solo, vegetação,
porosidade, profundidade, ou seja, um número infinito
de variáveis
Planejamento
Gerenciamento
Territorial
Engenharia
Florestal
Arquitetura
Aquisição
Estruturação
e armaz.
de Dados
de Dados
Seleção de
locais para
Empreendimentos
Geração NÚCLEO
Análise
de
DO SIG Ambiental
informação
Planejamento
Militar
Gerenciamento
de
Infra-Estrutura
Análise
Ambiental
Gerenciamento
Gerenciamento
de Recursos
Hídricos
Geologia
e
Geofísica
ALGUNS PARADIGMAS DA GEOGRAFIA
(BUZAI & DURAN, 1997)
Fim do séc. XIX
Início do séc. XX
1939
GEOGRAFIA
COMO CIÊNCIA
HUMANA
(Ratzel)
GEOGRAFIA
REGIONAL
(P. V. de la
Blache)
ATUALIZAÇÃO
DA GEOGRAFIA
REGIONAL
(Hartsthone)
Fim do séc. XIX
GEOGRAFIA
QUANTITATIVA
(Bunge)
Início do séc. XX
GEOGRAFIA
RADICIAL
(Vertente humanista)
(Tuan)
1990
GEOTECNOLOGIA
1939
GEOGRAFIA
RADICIAL
(Harvey)