aula 3 Geoprocessamento

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Geoprocessamento
Geoprocessamento
Consiste na utilização de técnicas computacionais e matemáticas para obter e analisar informações espaciais
Muitas vezes um conjunto de informações não consegue ser analisado se não estiver diretamente relacionando à posição dos acontecimentos, pois existe uma relação espacial entre os dados
Geoprocessamento
Todos os dados desenvolvidos devem ser georreferenciados, ou seja, devem possuir uma localização geográfica precisa como, por exemplo, endereço, coordenadas (latitude, longitude e altitude), etc.
Geoprocessamento
É o tratamento das informações geográficas, ou de dados georreferenciados, por meio de softwares específicos e cálculos. Ou, ainda, o conjunto de técnicas relacionadas ao tratamento da informação espacial.
Geoprocessamento
As ferramentas computacionais para geoprocessamento, chamadas de Sistemas de Informação Geográfica - SIG -, permitem realizar análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados georreferenciados.
Geoprocessamento
O geoprocessamento faz uso de Geotecnologias para:
coleta, 
armazenamento, 
tratamento, 
análise, 
apresentação 
consulta de informações espaciais
Geoprocessamento
Coleta: GPS, radar, satélite, fotogrametria, cartografia, topografia, sensoriamento remoto e outras
Armazenamento: banco de dados geográficos
Tratamento e análise: modelagem de dados geoestatística, análises de redes, analise topológica, processamento de imagens
Uso integrado: GIS (Geographic Information System)
Sistema Global de Navegação
por Satélite (GNSS)
Também conhecido por GPS (Global Positioning System), criado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América, é um sistema de posicionamento por ondas de rádio que são emitidas por uma constelação de satélites e capturadas por receptores na superfície da Terra (usuários) ou em órbita (aeronaves)
Sistema Global de Navegação
por Satélite (GNSS)
O sistema fornece, no receptor do usuário, a posição tridimensional xyz (latitude, longitude e altitude), 
Além de informações sobre a navegação atendendo todo o globo terrestre em quaisquer condições meteorológicas a qualquer horário do dia ou da noite, o ano inteiro
Atualmente, o GNSS mais usado no globo é o GPS, dos EUA
Sistema Global de Navegação
por Satélite (GNSS)
Este sistema GPS foi criado e é controlado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América e pode ser utilizado por qualquer pessoa, gratuitamente, necessitando apenas de um receptor que capte o sinal emitido pelos satélites da constelação Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) 
Sistema Global de Navegação
por Satélite (GNSS)
Sistemas Globais de Navegação por Satélites
NAVSTAR GPS (EUA)
GLONASS (RUSSIA)
GALILEO (EUROPA)
COMPASS (CHINA)
OZSS (JAPÃO)
Sistema de Posicionamento Global
O GPS é um sistema de navegação por satélite que fornece a um aparelho receptor móvel a posição do mesmo, assim como informação horária, sob quaisquer condições atmosféricas, a qualquer momento e em qualquer lugar na Terra, desde que o receptor se encontre no campo de visão de, no mínimo, 4 satélites GPS.
Sistema de Posicionamento Global
Sinal de UM satélite
O receptor está em algum lugar desta esfera.
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Se o receptor calcula que ele está a X km de um satélite, então sabemos que ele pode estar em qualquer lugar de uma esfera imaginária que tem o satélite por centro e o raio mede x km
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Sinal de DOIS satélites
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Com um segundo satélite, o receptor calcula duas esferas , uma para cada satélite. Agora sabemos que o receptor está localizado apenas onde as duas superfícies das duas esferas se interceptam
A intercepção entre as duas esferas é um anel . Sabemos que o receptor está em algum ponto desse anel.
Sinal de DOIS satélites
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Sinal de TRÊS satélites (2-D)
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Os dois possíveis pontos de intersecção entre as três esferas
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Sinal de QUATRO satélites (3-D)
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Sistema de Posicionamento Global
Tudo teve início no ano de 1957, com lançamento de um satélite russo, chamado Sputnik, o qual tinha a função básica de transmitir um sinal de rádio, “beep”, que podia ser sintonizado por qualquer radioamador nas frequências entre 20,005 MHz e 40,002 MHz, emitidos continuamente durante 22 dias. O Sputnik possibilitou a utilização de satélites para o posicionamento geodésico
Sistema de Posicionamento Global
Em 1958 foi a vez dos americanos, que lançaram o Satélite Vanguard, usado para obter as medidas geodésicas, dando início o desenvolvimento do sistema Navstar (Navigation satellite with Timing and Ranging), considerado um sistema de radionavegação por satélite, mas que era controlado pelo Departamento de Defesa Civil dos Estados Unidos da América e tornou-se o principal sistema de navegação das Forças Armadas americanas
Primeiros satélites lançados
SPUTNIK
VANGUARD 1
Sistema de Posicionamento Global
Somente em 1973 teve início o desenvolvimento do Global Positioning System (GPS)
Projetado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América (EUA), com o intuito de ser o principal sistema de navegação das Forças Armadas americanas
Capaz de oferecer o posicionamento com precisão submétrica, determinação da velocidade e do tempo, disponibilidade contínua de um posicionamento em tempo real, com cobertura global, proporcionando elementos para estabelecimento de um sistema de referência mundial num referencial tridimensional
Sistema de Posicionamento Global
Desde os estudos iniciais até que o sistema fosse declarado em plena capacidade operacional, em 1995, foram despendidos aproximadamente US$ 14 bilhões e 22 anos de trabalho
Esse sistema foi projetado de forma que, em qualquer lugar da Terra e a qualquer instante, em qualquer velocidade e tempo, existam pelo menos quatro satélites visíveis acima do horizonte, para um observador
Sistema de Posicionamento Global
Tal situação garante a condição geométrica mínima necessária à determinação da posição em tempo real.
Assim, qualquer usuário equipado com um receptor de sinal GPS poderá determinar a sua posição em tempo real.
Sistema de Posicionamento Global
O princípio básico para o funcionamento deste sistema consiste em três segmentos distintos: 
Espacial, 
Controle, 
Usuário.
Sistema de Posicionamento Global
Espacial, envolve os satélites e seus sinais transmitidos
Controle, composto das estações de rastreamento e responsável pelo monitoramento, geração, correções, e avaliações de todo o sistema
Usuários, que envolve todos os tipos de receptores, aplicações de métodos de posicionamento, formas de recepção e processamento dos sinais
Segmento espacial
São 24 os satélites que compõem o segmento espacial do sistema GPS, que orbitam ao redor da Terra. 
Estão distribuídos em seis planos de órbitas distintas, em uma altitude de 20.200 km
A constelação é estruturada de forma a garantir que, a qualquer hora do dia ou da noite, no mínimo quatro satélites estejam sempre em conjunção em qualquer lugar da superfície terrestre
Segmento espacial
Atualmente, em função da sobrevida dos satélites, o sistema foi acrescido de mais cinco, para garantir a eficiência. Sendo assim, o sistema totaliza 29 satélites
Cada satélite do sistema emite sinais de rádio de forma muito precisa, simultânea e ininterrupta. Os sinais de rádio utilizados para posicionamento global são enviados em duas frequências que operam na Banda L (L1 e L2) e são iguais, porém cada uma transmite um código exclusivo que o identifica
A banda L corresponde à faixa de frequência de micro-onda de 950 MHz a 2150 MHz. 
Segmento espacial
Esse sinal transmitido em fase contém: 
códigos de precisão (código P) que só podem ser decodificados pelos receptores de uso militar e possuem maior acurácia; 
códigos gerais de posicionamento (código C/A) que são captados pelos receptores disponíveisno mercado para uso civil; dentre outras informações
Segmento de Controle
O segmento de controle, responsável pela operação do GPS, tem a função de monitorar e controlar o sistema continuamente
Esse segmento é composto por cinco estações de monitoramento mundial que estão localizadas de forma distribuída, ao longo da linha do Equador
Essas estações rastreiam continuamente todos os satélites visíveis e os dados são transmitidos para a estação de controle central no Colorado Springs, nos EUA ou Havaí, onde são processados feitas as correções necessárias. Em seguida, são enviados aos satélites e feitas as correções necessárias
Segmento de Controle
Segmento de Usuário
O segmento de usuários é composto por dois grupos distintos, que são os usuários militares e os usuários civis
Os usuários militares, naturalmente são as Forças Armadas norte-americanas e seus principais aliados
Os usuários civis podem ser divididos em dois grupos, que são: os que utilizam o sistema para navegação e os que o utilizam para cartografia.
Segmento de Usuário
O GPS é um sistema que permite aos usuários determinar suas posições expressas em latitude, longitude e altura geométrica, em função das coordenadas cartesianas X, Y e Z em relação ao centro de massa da Terra.
Segmento de Usuário
Os receptores podem ser classificados em três tipos distintos. 
Os de primeiro tipo são os menos precisos. 
Os receptores do segundo e terceiro tipo oferecem resultados de posicionamento mais precisos e por isso são os utilizados nas aplicações de topografia, hidrografia, ou em qualquer outra aplicação que requeira maior rigor (código C/A, e portadores L1 e L2)
Segmento de Usuário
Os sistemas de referência oficiais em uso no Brasil são: Córrego Alegre, SAD69 e SIRGAS2000;
Para determinação de uma posição qualquer no espaço ou na Terra, o sistema GPS utiliza como referência o sistema geodésico denominado WGS-84 (World Geodetic System de 1984);
Um dos problemas que tem surgido no Brasil, quanto ao uso de SIG, refere-se à coexistência de mais de um sistema geodésico de referência.