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Sistemas de Informação Geográfica Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof. Esp. Marcelo Antônio da Costa Silva Revisão Textual: Prof.ª Me. Natalia Conti Geoprocessamento e Estudos de Caso • Técnica de Overlay ou Cruzamento de Temas; • Categorias de Mapas Temáticos. · Conhecer as opções básicas de geoprocessamento para criação de mapas temáticos · Apresentação de estudos de caso, exemplos e fontes de informação disponíveis de SIG, mapas temáticos e bases geográficas OBJETIVO DE APRENDIZADO Geoprocessamento e Estudos de Caso Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como seu “momento do estudo”; Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo; No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados; Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus- são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem. Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado. Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE Geoprocessamento e Estudos de Caso Técnica de Overlay ou Cruzamento de Temas A tecnologia de Geoprocessamento utiliza uma técnica chamada de Overlay, que consiste na superposição, por meio do Sistema de Informações Geográficas, de cartas temáticas representativas de variáveis sínteses dos diversos componen- tes, permitindo assim a elaboração de cartas temáticas contendo variados níveis de informação. O cruzamento de temas (Overlay) é, provavelmente, a funcionalidade mais im- portante de análise dos SIGs. Ele permite que informações de temas distintos se- jam cruzadas, gerando um produto que contém novas relações espaciais (ROSA & ROSS, 1999). No modelo vetorial, a análise é baseada em algoritmos de intersec- ção entre polígonos, onde novos polígonos são criados e as bordas redundantes são eliminadas. (STAR & ESTES, 1989). Estes novos polígonos contêm as infor- mações provenientes da somatória dos dois temas, ou melhor, são criadas novas relações espaciais. (ROSA & ROSS, 1999) Pode-se cruzar, por exemplo, o buffer gerado ao redor dos rios com o mapa de uso da terra para se obter como resultado qual o tipo de uso dentro da área deli- mitada pelo buffer. Com isso, o sistema é capaz de identificar e listar quais áreas desrespeitam a lei de preservação das matas ciliares. O cruzamento de temas também pode ser realizado quando os dados estão armazenados em formato raster. Como cada célula possui um valor numérico, a sobreposição dos temas é uma simples somatória dos valores de duas células em uma mesma posição da malha. Embora isto torne o processo muito mais rápido, limita algumas aplicações, pois pode-se perder a correspondência dos valores dos atributos originais. Uma aplicação comum é a geração de mapas-síntese ou car- tas de fragilidade, onde se atribuem pesos para cada tema e para cada elemento dentro dos temas, podendo-se, assim, compor um resultado com a somatória dos pesos em cada célula. Categorias de Mapas Temáticos Alguns são os tipos de categorias de representação da simbologia de cartas temáticas. Nos diversos softwares de SIG encontrados no mercado, essas categorias já vêm definidas em ferramentas amigáveis. Os tipos mais usuais são: · Por categoria de valores – Representa o tema segmentando as catego- rias pela qualidade dos valores/elementos representados em um atributo. 8 9 Por exemplo, a informação de uso do solo representando as áreas de cultura em ocre, as áreas urbanizadas em vermelho, as áreas de matas e fl orestas em verde e as massas d’água em azul. · Por categoria de quantidade (valor numérico) – podendo ser formatado com graduação de valores, símbolos e proporções. Esse tipo estratifi ca os valores numéricos, criando faixas de classe para cada categoria. Um exemplo seria o mapa de população, que pode ser representado com co- res ou símbolos proporcionais (< 5.000 habitantes; de 5.001 a 20.000; de 20.000 a 100.000;...). · Por categoria de gráfi cos (torta, barras, etc.) – nesse caso, a representa- ção do tema se dá através de gráfi cos, podendo utilizar mais de um atri- buto. Uma forma de representação também pode ser dada através da di- mensão ou tamanho do gráfi co proporcionalmente ao valor do indicador. · Por categoria de interpolação de dados – extrapolação dos valores na forma de representação gráfi ca através de critérios estatísticos (curvas de nível através de MDE, inverso da distância, kriging, declividade, vizinho próximo, etc.). Figura 1 – Exemplo de mapa temático por categoria de valores, no qual a legenda expressa as classes de uso representadas no mapa diferenciando as feições por cores Fonte: IBGE, 2008 9 UNIDADE Geoprocessamento e Estudos de Caso Figura 2 – Exemplo de mapa por categoria de quantidade, todos os valores são separados por intervalos de classe crescente Fonte: IBGE, 2003 Figura 3 – Exemplo de mapa por categoria de gráfico, neste modelo o gráfico utiliza quatro parâmetros que formam cada um uma informação no gráfico de barra de cada país Fonte: Lucília Diniz 10 11 Figura 4 – Exemplo de mapa por interpolação de dados; neste exemplo é apresentado o resultado de uma análise geoestatística que aplica o resultado a partir de pontos específi cos na área do mapa, espraiando ou extrapolando por todo o território o que seria o resultado mais provável de ocorrência Fonte: IBGE, 2003 11 UNIDADE Geoprocessamento e Estudos de Caso Vale comentar que é preciso algum conhecimento sobre técnicas estatísticas para a correta aplicação dos métodos de elaboração de mapas por categorias baseadas em campos numéricos, como por categoria de gráficos, quantidade e interpolação de dados. A metodologia de definição de indicadores numéricos através de mapas temáticos por categoria de quantidade, gráficos ou interpolação de dados, pressupõe a delimitação de recortes para estratificação dos limites (por exemplo, de 0 a 2; de 2 a 4), homogeneizando a informação intraclasse. Existe, assim, uma diferença entre o maior e o menor valor da faixa de classe que perde a representatividade na definição dos cortes. O uso de métodos estatísticos na definição das classes promove a aglomeração de valores semelhantes em classes mais homogêneas. Técnicas estatísticas direcionadas a esse fim buscam estabelecer relações entre os diversos valores presentes em uma variável, a fim de se construir Arquéti- pos (grupos com características semelhantes). Assim, o universo dos valores é distribuído em faixas de classe. Carta de Fragilidade A elaboração de cartas de fragilidade ambiental consiste na classificação de temas- síntese, através de quantificaçãoe qualificação dos dados em unidades de medida comparáveis de classes de fragilidade, e a respectiva correlação entre esses temas. Os temas sínteses muito usados na elaboração de cartas de fragilidade, são as cartas de declividade, solo e uso das terras. A classificação dos temas é feita de acordo com a distribuição dos valores atribuídos a cada entidade existente na sua base de dados (CAMARGO, 2002). A classificação de uma carta de declividade, por exemplo, pode se dar da seguinte forma: Tabela 1 – Fragilidade para Clinografia Classe Fragilidade Ate 6% Muito Baixa (1) 6 a 12% Baixa (2) 12 a 20% Média (3) 20 a 30% Alta (4) Acima de 30% Muito Alta (5) Fonte: Camargo, 2002 Uma vez que todos os temas escolhidos apresentam o seu índice de fragilidade individual é elaborado o relacionamento dos temas, apresentando como resultado a Carta de Fragilidade Ambiental. Cabe ressaltar que quanto mais temas-síntese são considerados na elaboração da Carta de Fragilidade, o resultado gerado será um quadro cada vez mais aproximado da realidade. 12 13 1 1 2 525% 2 5 2 5 2 4 2 525% 2 4 2 5 Célula (valor 2) Todas a “Layers apresentam Valor 2 1 - Muito baixo 2 - Baixo 3 - Médio 4 - Alto 5 - Muito alto ResultadoRelacionamento Figura 5 – Modelo conceitual da sobreposição dos temas e extração do resultado da carta de Fragilidade Fonte: Camargo, 2002 Figura 6 – Exemplo de mapa ilustrativo com o resultado fi nal de uma carta de fragilidade Fonte: Camargo, 2002 13 UNIDADE Geoprocessamento e Estudos de Caso Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Sites Web Gis A Prefeitura de Mauá desenvolveu um SIG via Web, que pode ser acessado e explorado através de um breve cadastro. O Web Gis do município de Mauá é uma ferramenta que permite aos usuários consultarem informações espaciais georreferenciadas e tabulares de forma interativa. O sistema possibilita realizar análises e produção de material cartográfico (impressão) através da manipulação de diferentes dados de informações, de acordo com seu interesse. https://goo.gl/AFMFzx GEOSABER Para explorar aplicativos abertos (open source) e gratuitos de SIG, acesse o portal Geosaber que apresenta diversas aplicações que poderão ser instaladas no computador sem custo algum. https://goo.gl/SEubg2 Leitura Orientação metodológica para construção e leitura de mapas temáticos Leia este artigo de Rosely Sampaio Archela e Hervé Théry bastante interessante sobre mapas temáticos. O artigo sistematiza os conceitos fundamentais do processo cartográfico que devem ser observados na construção de mapas úteis para a análise e compreensão do espaço geográfico. Estabelece uma correlação entre os mapas gerados com auxílio de softwares livres, a semiologia gráfica e o preparo do “construtor” de mapas. Por meio de uma exposição didática, apresenta uma classificação para os mapas quanto ao modo de expressão, escala, conteúdo, modo de implantação, nível de organização, variável visual e métodos de mapeamento, no sentido de contribuir para a formação de “construtores” e “leitores” de mapas. Por fim, analisa a linguagem cartográfica apresentada em mapas em várias escalas. https://goo.gl/vHYFP5 Portal de Geoprocessamento da ANEEL O portal SIGEL é um WebGis da Agência Nacional de Energia Elétrica que reúne os dados geográficos do Setor Elétrico, um ótimo SIG via Web, gratuito e com disponibilidade de dados em uma aplicação possível de ser acessada para qualquer usuário que disponha de acesso à internet utilizando um browser. Estão disponíveis funcionalidades para visualizações, pesquisas e medições através dos Mapas Geográficos do Setor Elétrico e do Catálogo de Aplicações contendo o SIGEL, consulta aos Metadados, além de aplicação web para realização do download dos dados nos formatos shapefile e kmz (Google Earth). https://goo.gl/9GthZQ 14 15 Referências CAMARGO, R.P.de. Utilização do Geoprocessamento para Determinação de Fragilidade Ambiental e de Áreas Sob Proteção da Legislação. São Paulo: USP, Faculdade de Geografia, Letras e Ciências Humanas – Departamento de Geografia, 2002. ROSA, M.R; ROSS, J.L. Aplicação de SIG na geração de cartas de fragilidade. Revista do Departamento de Geografia. n.13, São Paulo, 1999. STAR, J.; ESTER, J. Geographic Information System – Na Introduction. University of California, Santa Barbara, 1989. 15
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