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Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados APRESENTAÇÃO O Sistema de Informações Geográficas (SIG) revolucionou a forma de analisar o espaço geográfico, potencializando as análises, o tempo e os resultados obtidos. Os dados geoespaciais são utilizados sob diferentes formas, estruturas e temáticas, os quais são inseridos e manipulados em ambiente SIG para diversos segmentos e aplicações, como planejamento, meio ambiente, gestão pública, transporte, mobilidade, logística, geomarketing, entre outras. Os SIGs são ferramentas que, com muita eficência, proporcionam o entendimento das dinâmicas e processos de diferentes fenômenos que ocorrem na superfície terrestre. Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai aprender sobre os dados geoespacias, suas diversas utilizações, inserção e manipulação em ambiente SIG, além de adquirir conhecimentos para elaboração de mapas temáticos. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Listar vantagens, desvantagens e casos de utilização de dados matriciais e vetoriais.• Desenvolver a inserção e manipulação de dados espaciais e seus atributos tabulares em ambiente SIG. • Aplicar os conhecimentos para a elaboração de mapas digitais em ambiente SIG.• DESAFIO A sobreposição de diversos mapas temáticos para geração de mapas de síntese foi facilitada pelo Sistema de Informações Geográficas (SIG), proporcionando rapidez e consistência nos resultados. Esse método possibilita avaliar conflitos e cenáros possíveis para os objetos ou fenômenos analisados. Sabe-se que, para analisar esse fato, será necessário sobrepor algumas camadas de dados e informações para avaliar a existência ou não desse conflito de uso do solo e, assim, orientar a equipe que irá a campo. Com a finalidade de analisar a existência ou não desse tipo de conflito de uso do solo em determinada localidade, responda as questões a seguir: a) Quais camadas de dados espaciais devem ser sobrepostas para identificar se a ocupação urbana está adentrando a UC de Proteção Integral? b) Como sua análise subsidiará a tomada de decisão do poder público? INFOGRÁFICO O Sistema de Informações Geográficas (SIG) oferece uma diversidade de aplicações, mas, para isso, deve ter integrado diversos componentes que estejam diretamente relacionados com a sua utilização e o alcance dos resultados desejados. No Infográfico a seguir, você vai observar quais são as características do SIG e como ele está estruturado para gerar benefícios nas análises espaciais. CONTEÚDO DO LIVRO Os Sistemas de Informações Geográficas são fundamentais para a coleta, a manipulação, a análise e o armazenamos dos dados e informações sobre a superfície terrestre. No entanto, para isso, é necessário ter o domínio desse poderoso instrumento, associado aos conhecimentos de cartografia e geoprocessamento para aplicação e utilização correta das ferramentas de análise e produção dos mapeamentos. No capítulo Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados, da obra Geoprocessamento, base teórica desta Unidade de Aprendizagem, você irá conhecer as estruturas de dados utilizadas no SIG, suas vantagens e desvantagens e suas aplicações. O capítulo também apresenta uma abordagem prática da forma de inserção e manipulação dos dados espaciais no SIG, por meio da utilização do Qgis, exemplificando algumas ferramentas de análise espacial. Além disso, você prenderá a aplicar os principais conhecimentos adquiridos para elaboração de mapas digitais e no consumo de produtos cartográfcos pela Internet. Boa leitura. GEOPROCESSAMENTO Letícia Roberta Amaro Trombeta Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Listar vantagens, desvantagens e casos de utilização de dados ma- triciais e vetoriais. Desenvolver a inserção e manipulação de dados espaciais e seus atributos tabulares em ambiente SIG. Aplicar os conhecimentos para a elaboração de mapas digitais em ambiente SIG. Introdução O sistema de informação geográfica (SIG) é um instrumento que permite múltiplas análises espaciais para o entendimento das dinâmicas e dos processos de fenômenos e elementos da superfície terrestre, facilitando e agilizando a produção de mapas que apresentam os resultados alcan- çados. Essas novas tecnologias empregadas, sobretudo o SIG, mudaram paradigmaticamente a forma de produzir e gerenciar os dados espaciais e, consequentemente, a cartografia. Neste capítulo, você vai entender sobre as diferenças entre os dados geoespaciais e as suas estruturas, relacionando-os com sua utilização nos SIGs, bem como vai identificar as vantagens e desvantagens entre os dados vetoriais e matriciais. Assim, você vai conhecer os diferentes tipos de dados espaciais e suas representações, vai ver a aplicação de algumas ferramentas básicas e rotineiras de análise espacial no SIG e, por último, vai aprender sobre algumas aplicações para elaborar mapas digitais. Os dados geoespaciais Com o advento da revolução tecnológica, a cartografi a analógica evoluiu e alcan- çou novos patamares, agora elaborada por várias funcionalidades digitais, desde a concepção dos dados geoespaciais até sua análise e elaboração de mapas fi nais. Essa evolução permitiu o desenvolvimento dos sistemas de informações geo- gráficas (SIGs), do inglês geographic information system (GIS), que têm propor- cionado novos processos e formas de análise dos dados geoespaciais, aumentando a produtividade e a eficiência em diversos trabalhos de diferentes segmentos. O SIG, portanto, permite a integração entre cinco componentes básicos: o hardware, o software, os dados geoespaciais, as análises e as pessoas, os quais são dependentes uns dos outros. Fitz (2008, p. 23) define o SIG como: [...] um sistema constituído por um conjunto de programas computacionais, o qual integra dados, equipamentos e pessoas com o objetivo de coletar, armazenar, recuperar, manipular, visualizar e analisar dados espacialmente referenciados a um sistema de coordenadas conhecido. De acordo com Câmara e Queiroz (2004), há pelo menos três maneiras de utilizar um SIG, as quais são convergentes e não divergentes: como ferramenta para produção de mapas; como suporte para análise espacial de fenômenos; como um banco de dados geográfico, com funções de armazenamento e recuperação de informação espacial. A vinculação do SIG com um banco de dados variado e atualizado é essen- cial para explorar toda a capacidade do sistema e obter resultados satisfatórios. É importante destacar que o SIG é uma técnica e um instrumento dentro do geprocessamento, que é mais abrangente e pode ser empregado com ou sem o uso de tecnologias (hardware e software). Segundo Fitz (2008, p. 24), “[...] o Geoprocessamento é uma tecnologia, ou mesmo um conjunto de tecnologias, que possibilita a manipulação, a análise, a simulação de modelagens, etc”. Com isso, o SIG é uma das grandes potencialidades das geotecnologias, com seus produtos vinculados ao espaço físico, podendo trabalhar fenômenos climáticos, humanos, sociais, econômicos, entre outros, com aplicações no planejamento, na gestão, no monitoramento, manejo, na caracterização de espaços urbanos e rurais, etc. (FITZ, 2008). Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados2 Outra aplicação que foi facilitada por esses sistemas é a sobreposição dos dados geoespaciais, de diversas temáticas, para comparações, correlações e geração de mapas de síntese. A sobreposição em ambiente SIG é realizada de forma mais rápida e permite a análise de um montante de dados bastante grandes. Salienta-se que o SIG opera com dados geoespaciais, que são aqueles que têm referência espacial, ou seja, estão associados a um sistema de coordenadasgeo- gráficas conhecidas ou georrefenciadas. Caso o dado não tenha suas coordenadas atribuídas, deverá passar pelo processo de georreferenciamento no próprio SIG. Embora o SIG tenha trazido muitas vantagens, nenhum software é capaz de substituir a inteligência do analista, o qual tem a responsabilidade de estabelecer os parâmetros para processar os dados geoespaciais. Para isso, é necessário que o analista tenha pleno conhecimento das ferramentas e dos processos de análise espacial, bem como dos seus conceitos e definições. Um desses conhecimentos refere-se à estruturação dos dados para serem utilizados no SIG, com o estabelecimento de estruturas ideais para cada variável ou fenômeno da superfície terrestre que esteja sendo representado. Confira, a seguir, os dados utilizados e manipulados pelas tecnologias de geoprocessamento de acordo com o IBGE (2019). Dados de referência e cadastrais: dados digitais com a referência espacial armazenada em formato de coordenadas, podendo ser vetorial ou matricial. Seus atributos não gráficos são armazenados em um banco de dados. Dados temáticos: são representados por estrutura vetorial ou matricial, relacionados aos temas que serão analisados no SIG. Rede: são parte dos dados de referência e temáticos que são armaze- nados em forma de coordenadas vetoriais, com tipologia arco-nó. Seus atributos não gráficos guardados em um banco de dados. Imagens de sensoriamento remoto: são armazenados em representação matricial, utilizados para mapeamentos de referência e mapeamentos temáticos e obtidos por sensores remotos, como as imagens de satélites e fotografias aéreas e terrestres. Dados tabulares: são dados associados ou não aos dados gráficos ou espaciais, na estrutura vetorial, que podem contemplar informações quantitativas e/ou qualitativas. Esses dados geoespaciais, representados de forma digital e operados em SIG, podem ser constituídos de duas estruturas: vetorial ou matricial (Figura 1). 3Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados Figura 1. Estruturas de dados vetorial e matricial. Fonte: Fitz (2008, p. 55). A estrutura vetorial é aquela dada por geometrias (ou, simplificadamente, “desenhos”), para a representação dos fenômenos, objetos ou elementos da superfície terrestre que se queira mapear. Pode ser mapeada a partir de três primitivas gráficas: o ponto, a linha ou o polígono (ou áreas). Nenhuma outra representação é aceita no modelo vetorial. O ponto é a estrutura menos complexa, sendo localizado a partir de um par de coordenadas conhecidas. A linha é formada por, no mínimo, dois pontos e um seguimento de reta e dois ou mais pares de coordenadas conhecidas. O polígono é formado por um conjunto de pontos e seguimentos de reta que devem estar conectados no início e no final da geometria — caso não esteja, será uma linha (Figura 2). Atentar para esses detalhes é importante para evitar erros topológicos. Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados4 Figura 2. Primitivas gráficas da estrutura vetorial. Fonte: [Dados geográficos] (2010, documento on-line). A topologia dos dados vetoriais se baseia nos relacionamentos espaciais entre as primitivas gráficas (ponto, linha e polígono), tais como: conectivi- dade dos elementos, se estão ligados ou não; contiguidade, que diz respeito à identificação do contato de elementos; e proximidade, que está relacionada com a distância entre dois elementos. Alguns erros topológicos comuns são: geometrias sobrepostas, espaços entre os elementos (formando buracos), linhas desconectadas, etc., conforme apresenta a Figura 3. 5Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados Figura 3. Representação de alguns erros topológicos comuns. Fonte: Adaptada de Troy (2007). O SIGs possuem ferramentas para identificação e correção dos erros topoló- gicos, dando maior consistência (qualidade e precisão) aos dados espaciais. No entanto, vale ressaltar que o papel do analista é fundamental para a interpretação dos erros, pois podem existir condições em que a ferramenta utilizada no SIG pode apontar um erro que pode não ser realmente um erro. Por exemplo, se o interesse é mapear apenas o espelho d’água de um reservatório, caso existam ilhas, a feição final deverá ter buracos, que não devem ser considerados erros. A escala é um fator determinante na representação dos dados geoespaciais na estrutura vetorial, pois definirá a qualidade dos dados, podendo ser diversa entre os dados espaciais e suas representações. É comum que, em um mapa do Brasil, as cidades principais sejam representadas com um ponto, pois é inviável representá-las como polígonos, uma vez que sua escala de representação teria de ser muito grande para propiciar um mapa legível. No entanto, em um mapa estadual, as cidades são representadas como polígonos (áreas), pois a escala de representação permite a sua visualização, e não faria tanto sentido ter um mapa estadual com as cidades localizadas como pontos. Portanto, a primitiva gráfica escolhida para representar os dados espaciais dependerá do objetivo do trabalho, com o qual a escala deverá ser compatível. Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados6 A estrutura matricial, mais conhecida como raster (Figura 4), é organizada por uma matriz em linhas e colunas na qual cada célula forma um pixel. O tamanho do pixel é o fator determinante da escala, fazendo referência à sua resolução espacial. Quanto menor for o tamanho do pixel, maior será sua resolução espacial ou escala. Os dados alfanuméricos também são parte integrante dos dados espaciais e podem ser associados a uma geometria, a qual representa um objeto ou fenômeno da superfície terrestre, sendo facilmente relacionados a partir de um banco de dados ou por ferramentas dentro do SIG. Figura 4. Estrutura matricial. Fonte: Adaptada de [RASTER] ([200-?]) Há vantagens e desvantagens na utilização de uma estrutura de dados em detrimento de outra, tudo dependerá das análises que se pretende realizar e dos resultados e produtos esperados, que terão ligação direta com a escolha, como apresenta o Quadro 1. 7Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados Fonte: Adaptado de Fitz (2008). Matricial Vetorial Traduz imagens digitais matriciais geradas por sensoriamento remoto e processos e escanerização. Traz imagens vetorizadas, compos- tas de pontos, linhas e polígonos. A execução de operações entre cama- das ou layers de mesma área e atributos distintos é extremamente rápida e fácil, também conhecida pela expressão raster is faster! (raster é mais rápido!). A execução de operações en- tre camadas ou layers de mesma área e atributos distintos é bas- tante complexa e demorada. O vínculo com atributos alfanumé- ricos é dificultado (pixel a pixel). O vínculo com atributos alfanu- méricos torna-se facilitado, já que se dá através do ponto, da linha ou do polígono registrado. A resolução digital está vinculada dire- tamente à quantidade de pixels da ima- gem, podendo requerer processadores de grande capacidade e velocidade. A resolução digital do mapa é limi- tada pela quantidade de vetores dispostos e de sua impressão, pro- porcionando grande detalhamento. As fronteiras das imagens são des- contínuas (efeito serrilhado). As fronteiras das imagens são contínuas (feições regulares). Os cálculos de distâncias, áreas, etc. vin- culam-se ao desempenho do hardware. Os cálculos de distâncias, áreas, etc. são, em geral, simplificados, tornando o processamento mais rápido. Quadro 1. Vantagens e desvantagens das estruturas matricial e vetorial Tanto a estrutura vetorial quanto a matricial possuem diferentes extensões de arquivos que podem ser utilizadas no SIG, sendo escolhidas a partir dos objetivos que se tenha e os tipos de análises a serem realizadas com os dados espaciais. As extensõesde dados espaciais mais utilizadas são: DXF (drawing exchange format): é nativa dos sistemas CAD, que faz referência aos softwares de desenho assistido por computador; DWG (drawing): é nativa do AutoCAD®, proprietária da Autodesk; DWF (desing web format): também é uma extensão proprietária da Autodesk, a qual propicia transmissão via Web e redes; Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados8 KML e KMZ (keyhole markup language files): são nativas do Google Earth e bastante populares entre os usuários de dados espaciais; GPX (GPS exchange file): armazena os dados e informações obtidas com aparelho GPS, em pontos rotas e trilhas; SHP (shapefile): é proprietária da Esri® e a extensão de dados vetoriais mais utilizada no mundo. Todas essas extensões de arquivos vetoriais podem ser adicionadas e per- mitem a visualização dos seus conteúdos em ambiente SIG. No entanto, com exceção da extensão shapefile, a grande maioria das ferramentas de análise espacial disponíveis nos SIGs não processa esses tipos de arquivos, sendo necessário convertê-los para o formato shapefile. O shapefile possui características diferenciadas, sendo formado por um conjunto de arquivos de diferentes extensões, das quais três são obrigatórias, para que possa ser aberto e utilizado no SIG: SHP: arquivo responsável por armazenar as geometrias (ponto, linha ou polígono); DBF: arquivo responsável por armazenar a tabela de atributos da geometria; SHX: arquivo responsável por criar um vínculo entre a geometria (SHP) e a tabela de atributos (DBF). As demais extensões são facultativas: PRJ: arquivo responsável por armazenar as informações do sistema de coordenadas e datum. CPG: arquivo responsável por armazenar os códigos de página; SBN e SBX: arquivos responsáveis por armazenarem o índice espacial; SHP.XML: arquivo responsável por armazenar os metadados geoes- paciais no formato XML. É importante não esquecer que, quando for transferir ou compartilhar o shapefile, todos os seus arquivos formadores precisam ter o mesmo nome e estar na mesma pasta (Figura 5), por isso, via de regra, eles são compactados em formato ZIP. 9Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados Figura 5. Diretório com arquivos shapefile e suas extensões. Os dados de estrutura matricial também são encontrados em diversas extensões, tais como: BMP (Bitmap): formato nativo do sistema operacional Windows, da Microsoft; o arquivo é pesado, pois não utiliza compressor de imagem; JPEG (Joint Photographic Expert Group): formato que faz uso do compressor de imagem, mas ocorre perda na sua qualidade; PNG (Portable Network Graphics): formato que tem uma forma de compactação bastante eficiente, reduzindo o arquivo e mantendo a sua qualidade; GIF (Graphics Interchange Format): formato que utiliza uma forma de compactação que não altera a qualidade, mas com uma paleta de apenas 256 cores, tornando-o limitado; TIFF (Tagged Image File Format): formato que garante a resolução da imagem e comprime sem perder a qualidade, por isso, é muito utili- zado no geoprocessamento. A extensão GEOTIFF é o raster TIFF, mas georreferenciado. Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados10 Funcionalidades em ambiente SIG Existem diversos SIGs para aquisição, tanto de forma gratuita (opensource) quanto por software proprietários (licença paga), comercializados por vários preços. Os gratuitos são vários, como QGIS, Spring, TerraView, Grass GIS, Saga GIS, gvSIG, entre muitos outros. Além disso, o mercado também oferece muitos software comerciais, com preços variados dos seus pacotes e licenças, como ArcGis, Erdas, MapInfo, GeoMedia, Trimble, ENVI, etc. A escolha do SIG a ser utilizado dependerá de algumas questões, tais como a existência de recursos financeiros a serem investidos na aquisição de licenças para sistemas comerciais, disponibilidade de sistemas onde for trabalhar, estruturas de dados geoespaciais que serão utilizadas, entre outras. Neste item, para fins de demonstração, será utilizado o SIG QGIS, versão 3.4.7, por ser livre, gratuito e de fácil acesso, podendo ser baixado pela internet e instalado no computador. O QGIS é uma boa opção para iniciar os estudos em ambiente SIG, pois tem sido muito usado em órgãos públicos municipais, estaduais e federais, além de em empresas de pequeno e médio porte, que não dispõem de capital para ser investido na compra de licenças, já que suas necessidades podem ser supridas com software gratuitos. No link a seguir, você pode baixar o instalador do QGIS. Sempre ficam disponíveis no site duas versões para baixar: a mais recente é a versão de testes, sobre a qual os usuários ainda estão reportando os erros e bugs encontrados, e a versão estável, que já foi atualizada e corrigida com base no feedback dos usuários. Com isso, aconselha-se o uso da versão estável, especialmente para iniciantes. https://qrgo.page.link/H4khA 11Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados Neste SIG, é possível trabalhar tanto com a estrutura de dados vetorial quanto com a matricial, no entanto, se forem necessárias muitas análises espe- cíficas com rasters, aconselha-se utilizar SIGs específicos de processamento de imagens e sensoriamento remoto. A interface do QGIS é bastante intuitiva, mas lembre-se que o mais impor- tante é saber os conceitos e métodos empregados nos processos e ferramentas de análises espaciais — com o conhecimento sólido, será possível operar qualquer software de SIGs. Para desenvolver a demonstração da inserção e manipulação de dados espa- ciais, foi usada a base de dados baixada no site do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), o qual é uma importante fonte de dados oficiais do Brasil. Para a estrutura vetorial, utilizou-se os shapefiles do ano de 2017, das bases cartográficas contínuas na escala de 1:250.000, conforme apresenta a Figura 6. Figura 6. Dados espaciais baixados no site do IBGE. Fonte: IBGE (2017, documento on-line). Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados12 Para a manipulação de um SIG, é necessário ter o conhecimento básico de informática para a criação de pastas, movimentação e exclusão de arquivos, entre outras. A maior parte dos dados geoespaciais é baixada em arquivos compactados, principalmente o de extensão shapefile. Por isso, a primeira etapa é realizar a sua descompactação para poder abrir no sistema. Outra questão importante é a organização dos dados — caso não estejam organizados em um banco de dados geográfico. Isso facilita e agiliza as análises e o armazenamento, que pode ser organizado por tipo de dado, projeto, tema, etc. De posse da base de dados de interesse, é possível abrir os dados espaciais no QGIS para fazer o tratamento e as análises de interesse e elaborar os mapas finais. Aqui serão demonstradas a aplicação de algumas ferramentas básicas e que são muito utilizadas na manipulação de qualquer SIG. Inicialmente, deve-se criar um projeto no QGIS, que irá conter os dados espaciais de interesse, as análises espaciais, guardar as simbologias escolhidas entre outras configurações. O projeto pode ser salvo a cada modificação, o que é essencial para manter o fluxo de trabalho e não precisar repetir tarefas (Figura 7). Figura 7. Criando e salvando projeto no QGIS. Após a criação do projeto, pode ser iniciada a importação dos dados espaciais de interesse no SIG para fazer as análises e elaborar os mapas temáticos. O QGIS, dentre outras, tem duas ferramentas para abrir os dados geoespaciais, uma para dado vetorial e outra para dado matricial (raster), indicadas na Figura 8. 13Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados Figura 8. Ferramenta vetorial e raster no QGIS. Para abrir arquivos vetoriais, utiliza-se a ferramenta“vetorial” e, depois, faz-se a busca pelo diretório onde eles se encontram e clica-se em adicionar — o dado será carregado na janela de visualização do QGIS (View). No exemplo, foi aberto o shapefile dos limites municipais do Brasil, conforme mostra a Figura 9. Figura 9. Abrindo uma camada vetorial. Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados14 Antes de qualquer operação ou análise no sistema, é necessário verificar as informações do sistema de referência (sistemas de coordenadas e datum) para cada uma das camadas adicionadas no SIG. Isso deve ser feito porque todos os dados geoespaciais de um mesmo projeto têm de estar no mesmo sistema de coordenadas e no mesmo datum; caso não esteja compatível, algumas análises podem apresentar erros de deslocamento por inconsistências no sistema de referência. Para ter acesso ao sistema de coordenadas e ao datum do dado espacial de origem, deve-se consultar o seu metadado ou, caso tenha sido repassado por terceiros, essas informações devem ser repassadas. É muito comum que uma das primeiras análises a serem realizadas seja uma consulta espacial ou uma consulta por atributos. Imagine que a área de interesse seja apenas um município: será necessário criar um arquivo com apenas o limite desejado. Para isso, pode ser realizada uma consulta espacial, quando o operador sabe a localização espacial do elemento, apenas com a utilização de uma ferramenta de seleção, ou realizar uma consulta por atributo, que irá buscar, a partir da tabela de atributos, o elemento de interesse. No exemplo, foi realizada a consulta por atributos, na coluna “nome” da tabela de atributos, para seleção do município de Campinas, localizado no estado de São Paulo, conforme a Figura 10. Figura 10. Seleção por atributo. A partir da seleção, é possível criar um shapefile do município de Campi- nas, basta clicar com o botão direito sobre a camada que contém a seleção (no painel Camadas), escolher as opções Exportar e Salvar feições como e abrir 15Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados uma janela para colocar os critérios; posteriormente, será gerada uma nova camada que contém apenas o município de Campinas (Figura 11). Um aspecto importante sobre as camadas é que elas devem ficar de maneira ordenada no Painel de Camadas, ou seja, é necessário ter uma organização dos elementos gráficos, seguindo a hierarquia das primitivas gráficas ponto > linha > polígono. Caso um ponto esteja abaixo de um polígono, ele não poderá ser visualizado, pois tem uma geometria por cima escondendo-o. Figura 11. Salvando um arquivo a partir de uma seleção. Além dessa, outra análise muito utilizada é o recorte de uma camada por outra camada de interesse. Imagine que seja necessário fazer o mapa de hidro- grafia do município de Campinas/SP, mas só se tenha disponível dado espacial que extrapola os seus limites, sendo necessário realizar um recorte espacial. Muitas ferramentas de análise espacial de dados vetoriais no QGIS po- dem ser encontradas na aba Vetor na parte superior. Nessa opção, dentro de Geoprocessamento, encontra-se a ferramenta Recortar. Após a execução dessa análise, será gerada uma camada da hidrografia para o município de Campinas/SP, como apresenta a Figura 12. É importante destacar que o recorte dos dados espaciais tem de considerar as escalas necessárias para a análise do fenômeno para a compreensão da sua dinâmica em determinado espaço, sendo um fator fundamental a ser considerado. Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados16 Figura 12. Ferramenta Recortar. Esses são exemplos básicos dos quais a maioria dos projetos irá necessitar e que estão relacionados com as análises espaciais focadas para o objeto de estudo e para o fenômeno a ser compreendido. É interessante que se tenha algum objetivo, como, por exemplo, elaborar um mapa de densidade demo- gráfica para o estado do Amazonas e executar todos os passos no ambiente SIG até a elaboração do mapa final. No link a seguir, você pode acessar um tutorial do QGIS, gratuitamente, para aprofundar a utilização das ferramentas e análises disponíveis neste SIG. https://qrgo.page.link/kshAE A era dos mapas digitais São várias as possibilidades de elaboração de mapas nos sistemas de infor- mações geográfi cas. É possível organizar e/ou consolidar os resultados das análises espaciais em um mapa temático, que poderá ser exportado como 17Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados imagem, para utilizar como material cartográfi co em relatórios, estudos, trabalhos acadêmicos, entre outras. No entanto, com as facilidades no compartilhamento de arquivos pela internet, têm-se cada vez menos mapas impressos, inclusive por ser necessário um grande espaço físico para o armazenamento desses papéis, dificultando o acesso aos usuários. Atualmente, os mapas têm sido disponibilizados por visualizadores de in- fraestruturas de dados espaciais e WebSIGs, alguns oferecem até ferramentas básicas de análise espacial, além de permitir a geração e a exportação de imagens de mapas finais, a partir da escolha do fenômeno ou elemento a ser representado. Outra condição que se tem associado à disponibilidade dos mapas e dados geoespaciais são as conexões com servidores via Web. Isso ocorre quando o compartilhamento dos dados e informações se dá por meio da internet, trazendo mais rapidez e eficiência na coleta, no gerenciamento e armazenamento dos dados espaciais. Uma dessas conexões é o web map service (WMS), disponibilizado por meio de um link da internet que conecta o servidor onde está o dado espacial desejado ao SIG a partir de uma ferramenta de simples operação. É uma nova concepção de consumo dos dados geoespaciais, racionalizando a sua produção e seu gerenciamento, além de ter uma perspectiva colaborativa e ser uma facilidade para usuários de diferentes níveis. O dado espacial disponível em um servidor pode estar organizado em uma infraestrutura de dados, que, por meio de um link disponibilizado em seu metadado, pode ser conectado com o SIG. Imagine que se queira vetorizar a hidrografia de uma bacia hidrográfica do município de São Paulo na escala de 1:10.000 para um determinado estudo de ordenamento territorial. Não é necessário mais ir até o órgão público que disponibiliza a carta topográfica, a qual dispõe dessa informa- ção, pois elas já foram digitalizadas, georrefenciadas e disponibilizadas em um visualizador e podem ser consumidas em um link WMS. O QGIS, assim como outros sistemas, oferece essa ferramenta de conexão, basta ter acesso à internet. Também é possível acessar as imagens de satélite disponíveis pelo Google a partir da instalação de um complemento do QGIS, chamado QuickMapService, ou, ainda, fazer uma conexão direta com o seu servidor. Assim, não há mais a necessidade de produzir os dados no Google Earth e gerar arquivos kml ou kmz e ter que convertê-los para shapefile; pode-se fazer a vetorização direta no QGIS sobre as imagens. Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados18 Após realizar as análises desejadas para representar e interpretar os ele- mentos e/ou fenômenos de interesse, pode-se elaborar um mapa que mostre os resultados. No QGIS, o mapa é gerado a partir do Novo layout de impressão, o qual abre uma nova janela do programa para fazer o layout dos mapas. Para que determinada representação se torne um mapa, é necessário que alguns itens obrigatórios sejam adicionados, tais como: orientação, escala gráfica (e numérica, se desejar), grade de coordenadas e legenda. Além disso, outros elementos podem ser colocados no mapa final, como título, fonte, informações cartográficas, etc. Todos esses itens ficam disponíveis na aba Adicionar Item do compositor de Impressão, como mostra a Figura 13. Figura 13. Itens disponíveis para serem adicionados no mapa. Ao finalizara edição do mapa, tem-se que transformá-lo em uma imagem digital, com os dados espaciais e os itens obrigatórios de um mapa em diversos formatos (JPEG, PNG, TIFF, PDF, etc.), como apresenta a Figura 14. Nessa figura exportada em imagem ou pdf, deverão constar os itens obriga- tórios, de modo que não seja classificada como uma imagem qualquer, e, sim, um mapa, que poderá ser utilizado para diversos fins, sem necessariamente, ser impresso, como apresenta a Figura 15. 19Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados Figura 14. Exportando a imagem do mapa final. Figura 15. Mapa final — hidrográfica do município de Campinas/SP. Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados20 [DADOS GEOGRÁFICOS]. In: INFOESCOLA. [S. l.: s. n.], 2010. Disponível em: https://www. infoescola.com/wp-content/uploads/2010/03/dados-geograficos-2.jpg. Acesso em: 10 nov. 2019. DAVIS, C.; CÂMARA, G. Arquitetura de Sistemas de Informação Geográfica. In: CÂMARA, G.; DAVOS, C.; MONTEIRO, A. M. (ed). Introdução à Ciência da Geoinformação. São José dos Campos: INPE, 2001. FITZ, P. R. Geoprocessamento sem complicação. São Paulo: Oficina de Textos, 2008. IBGE. Diretoria de Geociências. Acesso e uso de dados geoespaciais. Rio de Janeiro: IBGE, 2019. Disponível em: https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv101675.pdf. Acesso em: 10 nov. 2019. IBGE. Geociências: shapefile. Rio de Janeiro: IBGE, 2017. Disponível em: https://www.ibge. gov.br/geociencias/downloads-geociencias.html. Acesso em: 10 nov. 2019. [RASTER]. [S. l.: s. n., 200-?]. Disponível em: https://docs.qgis.org/2.14/pt_BR/_images/ raster_dataset.png. Acesso em: 10 nov. 2019. TROY, A. Quality control and topology. [S. l.: s. n.], 2007. Disponível em: https://slideplayer. com/slide/5006349/16/images/22/Quality+control+and+topology.jpg. Acesso em: 10 nov. 2019. Leituras recomendadas QGIS. [S. l.: s. n.], 2019. Disponível em: https://www.qgis.org/pt_BR/site/forusers/down- load.html. Acesso em: 10 nov. 2019. QGIS. Training manual. [S. l.: s. n.], 2019. Disponível em: https://www.qgis.org/pt_BR/ site/forusers/download.html. Acesso em: 10 nov. 2019. Os links para sites da Web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun- cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. 21Sistemas de informações geográficas, dados de entrada e avaliação dos resultados DICA DO PROFESSOR A Infraestrutura de Dados Espaciais (IDE) é uma ferramenta que otimiza os trabalhos com dados geoespaciais já produzidos, em algum momento, por órgãos públicos federais, estaduais e municipais. Com a IDE, é possível diminuir os custos com coleta e gerenciamento dos dados, evitar trabalhos repetidos, compartilhar os dados com vários usuários e dar publicidade aos dados geoespaciais. Para isso, você deve saber o que é uma IDE e como ela pode ser utilizada no dia a dia de trabalho, com integração, inclusive, pelo Sistema de Informações Geográficas. Confira, na Dica do Professor, a seguir, algumas características das Infraestruturas de Dados Espaciais disponíveis. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! EXERCÍCIOS 1) Os dados e informações geográficas operam no ambiente dos Sistemas de Informações Geográficas (SIG) em duas estruturas. Assinale a opção que contempla essas estruturas: A) vetorial e digital. B) raster e matricial. C) vetorial e geometria gráfica. D) digital e raster. E) vetorial e matricial. 2) Existem atualmente diversos programas computacionais de Sistemas de Informações Geográficas (SIG), comerciais ou de domínio público. Entre as opções abaixo, assinale a que apresenta, dentre outros existentes, apenas SIGs de domínio público: A) Spring e ArcGis. B) Erdas e Qgis. C) Spring e Qgis. D) Erdas e Spring. E) Erdas e TerraView. 3) Os Sistemas de Informações Geográficas (SIGs) são ferramentas que realizam análises espaciais com operações que dependem de software, hardware, dados e pessoas. Com relação ao SIG, assinale a alternativa que contempla a afirmação correta: A) As bases de dados dos SIGs podem ser uma coleção estruturada de dados espaciais e podem incluir componentes gráficos (ponto, linha e polígono), rasters e/ou não gráficos (dados tabulares). B) Em ambientes corporativos, são ferramentas que dificultam a tomada de decisão pelo analista, pois utilizam uma grande quantidade de dados e informações para a análise. C) São sistemas que não dependem do operador, sendo autônomos nas suas análises, a partir da utilização de inteligência artificial, o que torna o processo mais rápido. D) A integridade e confiabilidade dos dados utilizados não são levados em consideração, uma vez que esses sistemas são programados para corrigirem qualquer irregularidade nos dados. E) Tem suas operações e aplicações relacionadas com um banco de dados disponibilizado na nuvem do governo, para que se utilizem sempre informações oficiais. 4) As Infraestruturas de Dados Espaciais têm por objetivo padronizar os dados e simplificar o acesso, a integração das ações entre órgãos e entidades de diferentes níveis federativos, permitindo à administração pública e aos usuários evitar a sobreposição de ações e os gastos desnecessários de recursos na obtenção e gerenciamento dos dados geoespaciais. Um dos serviços que possibilitam o consumo de dados e informações de forma compartilhada a partir de uma conexão com um servidor é o: A) Web Map Service (WMS). B) Qgis. C) Google Maps. D) Keyhole Markeup Language (KML). E) Shapefile. 5) A escala de representação de um elemento ou fenômeno da superfície terrestre está diretamente relacionado com a escolha do dado geoespacial para utilização no Sistema de Informações Geográficas (SIG). Assinale a alternativa correta: A) As cidades são representadas nos mapas por pontos para melhorar sua localização. B) No Cadastro Ambiental Rural, a hidrografia pode ser representada como polígono ou linha. C) O censo demográfico identifica as famílias que vivem com menos de um salário mínimo com linhas de espessura mais grossa. D) Uma representação poligonal estabelece um padrão de densidade ao fenômeno observado. E) A escala de produção pode variar no mesmo objeto, pois trata-se de uma aproximação da tela do sistema (zoom). NA PRÁTICA Uma das áreas que requer o conhecimento em análise espacial em Sistemas de Informações Geográficas é o licenciamento ambiental, tendo uma intensa demanda por profissionais com tais habilidades. Em muitos casos, a análise espacial é realizada na área do empreendimento por viabilizar ou não as concessões das licenças, especialmente, a licença prévia. Nesta Na Prática, você vai conhecer sobre o uso do SIG na análise locacional de um empreendimento, que visa implantar uma planta industrial em um município e os conflitos apontados pela análise espacial realizada no Qgis. Você verá uma aplicação prática do uso dos Sistemas de Informações Geográficas para Licenciamento Ambiental. SAIBA MAIS Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Da Cartografia Analógica à Neocartografia: nossos mapas nunca mais serão os mesmos? Este artigo da Revista do Departamento de Geografia da USP apresenta a evolução da cartografia ao longo do tempo, abordando suas principais características e mudanças. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Seis métodos de análise espacial que resolvem 95% dos problemas em geoprocessamento Confira seis métodos de análise espacial e suas aplicações em diversas variáveis, de forma prática e objetiva. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! O mapa fantasma:como a luta de dois homens contra o cólera mudou o destino de nossas metrópoles? Resenha do livro "O mapa fantasma: como a luta de dois homens contra o cólera mudou o destino de nossas metrópoles", que aborda a primeira análise espacial realizada para entender a epidemia de cólera em Londres, em 1854. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Avaliação da Qualidade de Dados Geoespaciais Publicação do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) que apresenta os critérios e parâmetros a serem analisados para avaliar a qualidade dos dados espaciais. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
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