Slide da Unidade - Georreferenciamento e Suas Aplicações

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Johny Henrique Magalhães Casado
Cartografia e 
Geoprocessamento
Unidade 2
Unidade 2| Introdução
Fonte: Pixabay
Neste capítulo, abordaremos as
principais características de um SIG,
bem como os componentes que o
sistema utiliza. Também serão
estudadas as principais técnicas de
coleta de dados via noções de
Sensoriamento Remoto e Integração
com o SIG. Por fim, serão expostos
estudos sobre a produção cartográfica.
Unidade 2| Competências
1. Conceituar georreferenciamento de dados.
2. Visualizar a estrutura de dados em um SIG.
3. Entender a análise espacial em um ambiente SIG.
4. Compreender as noções de sensoriamento remoto e integração com o
SIG.
1. Bases históricas do Georreferenciamento de 
Dados
O homem faz tais registros há mais
de 2500 anos a. C., mas, com a
modernização dos computadores,
sistemas de posicionamento global,
como os GPSs, e com a crescente
necessidade de se produzir mapas
com mais informações, surge a
Cartografia.
Fonte: Pixabay
Da Cartografia, surge seu braço mais tecnológico: o georreferenciamento que
nada mais é do que a utilização de modelos matemáticos e computação para que
sejam construídos conjuntos de informações espaciais georreferenciadas.
O georreferenciamento está em uso há muitos anos e hoje abusa do que existe de
mais moderno na tecnologia com a utilização de processos automatizados,
inteligência artificial e machine learning (aprendizado de máquina) para processar
os dados que coleta de forma a produzir ainda mais informações úteis.
A base da Cartografia, assim como do georreferenciamento, são os modelos de
cálculos matemáticos, que com apoio da tecnologia, deixaram de ser limitados
em questão de volume de dados. Agora, com os avanços até mesmo em
computação quântica, os cálculos de georreferenciamento podem englobar
volumes cada vez maiores de dados, com destaque aos dados espaciais.
O CGIS representa um enorme avanço ao uso das tecnologias modernas em
prol do desenvolvimento da cartografia, do georreferenciamento. Nos anos
1970, mais recursos foram sendo desenvolvidos, hardware mais barato foi
sendo disponibilizado e com isso, ao mesmo tempo, surgem os primeiros CAD
(Computer Aided Design) que rapidamente passam a ser utilizados como base
dos sistemas cartográficos automatizados e do qual nasce a expressão
Geographic Information System, ou seja, Sistema de informação geográfica
(ZAIDAN, 2017).
1.1. O que é georreferenciamento de dados
Por georreferenciamento, podemos conceituar como sendo a ciência que usa um
conjunto de tecnologias para coletar, armazenar, editar, processar, analisar e
disponibilizar dados e informações que contenham referências espaciais precisas
e que façam parte de um ecossistema de hardware, software e diversos
profissionais.
Portanto, temos no geoprocessamento um conjunto de métodos teóricos,
modelos matemáticos, que produzem informações espaciais (georreferenciadas),
oriundas do processamento de dados que foram coletados, seguindo tais
modelos, técnicas e teorias.
De acordo com Martins (2009), o geoprocessamento é utilizado por
diversas áreas como cartografia, planejamento urbano, análise de
recursos naturais etc. Ele é composto pelas chamadas geotecnologias,
que dizem respeito à topografia, banco de dados geográficos, sistema de
informação geográfica, sensoriamento remoto e outras técnicas de
referenciamento espacial.
2. Condeito de SIG 
Atualmente n,ão existe empresa ou
ramo de atuação comercial e científica
que não use algum sistema de
informação, seja na construção de
informações para tomada de decisão
ou para a pesquisa científica. A
geografia, pela cartografia, usa seu
sistema, o SIG, e vale ressaltar que não
se trata de outra coisa ,além de um
sistema cujas informações tratadas são
de cunho geográfico. Fonte: LISBOA FILHO (2020)
De acordo com Zaidan (2017), são diversas as definições de SIG e podemos citar que
uma: SIG pode ser definido como um conjunto de técnicas empregadas na
integração e análise dos dados que foram coletados de diversas origens, como
imagens de satélites, mapas, cartas climatológicas, censos e que são processadas em
computadores de forma a exibir dados geográficos.
Um SIG deve conter como componentes a interface de usuário, uma forma de
entrada, sua integração de dados, seus mecanismos de consulta, análise
espacial e processamento de imagem, armazenamento e recuperação de dados
(banco de dados geográficos) (ASSAD; SANO, 1998).
A estrutura básica dos SIG pode ser representada por seus equipamentos, o
hardware, seus aplicativos, o software, profissionais especializados, também
nomeados peopleware e seu banco de dados, sua dataware. Sua lógica de
funcionamento deve permitir a entrada de dados, seu armazenamento,
processamento e, por fim, sua saída geoprocessada.
Um componente bastante importante do ponto de vista da informatização e
automação, proporcionada pelos SIGs, está em seu banco de dados. Há
algumas décadas, com o surgimento dos primeiros computadores, empresas e
cientistas passaram a enxergar a necessidade de armazenar uma quantidade
de dados que sempre crescia.
No georreferenciamento, a lapidação das informações tem seu destaque, mas
antes é preciso estabelecer a complexidade que os dados, deste ramo do
conhecimento, apresentam para a captação e utilização nos SIGs. Assim,
Lisboa Filho (2000, pg. 10) afirma que esta obtenção de dados é muito mais
complexa que em outros ramos de atividade e sua complexidade nasce do
fato de que a entrada de dados não se limita a simples operações de inserção.
2.1. Componentes de um SIG
De forma geral, os SIGs são construídos,
contendo formatos e dispositivos de entrada
de dados, dispositivos de armazenamento e
recuperação, estrutura lógica de manipulação
e edição destes dados, além de análise dos
dados espaciais e, por fim, as saídas deste
processamento.
Fonte: Barros (2018)
De acordo com Lisboa Filho (2000, p. 9), os SIGs são compostos por sistemas de
armazenamento de dados, funções de processamento, visualização e plotagem,
armazenamento e recuperação do banco de dados geográficos. Portanto, a
arquitetura de um SIG tem três tipos de interfaces: a linguagem de comandos, os
menus hierárquicos e os sistemas de janelas.
3. Conceitos e tipos de análise espacial
Os Sistemas de informações Geográficas,
os SIGs são constituídos por diversos
componentes como softwares, hardwares
e são capazes de representar informações
sobre o espaço geográfico, na forma de
mapas temáticos, cartas topográficas,
tabelas, gráficos e muito mais.
Fonte: CÂMARA (2003)
Sobre a autocorrelação espacial, outro componente da análise dos SIGs , Câmara
(2003, pg. 11) afirma que se trata de: “expressão computacional do conceito de
dependência espacial é a autocorrelação espacial.” Este termo foi derivado do
conceito estatístico de correlação, utilizado para mensurar o relacionamento
entre duas variáveis aleatórias. O prefixo “auto” indica que a medida de
correlação é realizada com a mesma variável aleatória, medida em locais
distintos do espaço.
Conforme apresenta Câmara (2003), o índice obtido pela aplicação da fórmula
expressa uma direta relação entre diversas e aleatórias variáveis, tal como um
produto de duas matrizes. A título de exemplo, se forem informados dados de
distância d, a matriz w3 vai oferecer o valor da medida de contiguidade espacial
entre as variáveis aleatórias.
A questão da distribuição espacial é interdisciplinar, sua compreensão contribui
para os temas vitais de outras áreas do conhecimento como a saúde, questões
ambientais, agronômicas etc. De acordo com Câmara (2003, pg. 1), “tais estudos
vem se tornando cada vez mais comuns, devido à disponibilidade de sistemas de
informação geográfica (SIG) de baixo custo e com interfaces amigáveis.”
3.1. Tipos de dados em análise espacial
De acordo com Câmara (2003), os problemas
de análise espacial utilizam dados ambientais
e socioeconômicos. Em ambos os casos, a
análise espacial é composta por um conjunto
de procedimentos encadeados, cuja finalidade
é a escolha de um modeloinferencial que
considere explicitamente os relacionamentos
espaciais presentes no fenômeno.
Fonte: Câmara (2003)
Distribuição de perfis e amostras de solo 
Em geral, o processo de modelagem é precedido de uma fase de análise
exploratória, associada à apresentação visual dos dados sob forma de gráficos
e mapas e a identificação de padrões de dependência espacial no fenômeno
em estudo (CÂMARA, 2003, p. 3). Assim, temos os seguintes tipos de dados,
que a taxonomia mais utilizada na caracterização dos problemas de análise
espacial, propõe: eventos ou padrões pontuais, superfícies contínuas e áreas
com contagens e taxas agregadas.
Como dados ambientais são resultantes de fenômenos naturais de longa e
média duração (como os processos geológicos), a hipótese de
estacionariedade é decorrente da relativa estabilidade destes processos. Na
prática, isto implica que a estacionariedade está presente num grande número
de situações. Deve ser observado que ela é uma hipótese de trabalho não
restritiva na abordagem de problemas não estacionários.
Com a análise espacial, podemos compreender os avanços promovidos com os SIGs
e também a relevância dos conceitos como o de dependência espacial, que
demonstra muito bem a distribuição no espaço dos fatores, que estão sendo
analisados e sua relação com as distâncias medidas.
Dentro dos SIGs, a análise espacial é aprimorada na forma da autocorrelação
espacial, um conceito estatístico que analisa a relação entre variáveis aleatórias.
Podemos conceituar o sensoriamento remoto como a obtenção de informações de
algo que está localizado na Terra, na superfície terrestre, mas tal processo ocorre
sem qualquer contato entre o sensor e o objeto. Com esta perspectiva da varredura
sem contato, podemos conceber que o processo ocorre com o uso de sensores
passivos, que usam radiação eletromagnética de fonte natural, ou sensores ativos
como os radares.
4. Produção cartográfica, projeções e sensoriamento 
remoto
Podemos conceituar o sensoriamento
remoto como a obtenção de informações
de algo que está localizado na Terra, na
superfície terrestre, mas tal processo
ocorre sem qualquer contato entre o
sensor e o objeto. Com esta perspectiva
da varredura, sem contato, podemos
conceber que o processo ocorre com o
uso de sensores passivos, que usam
radiação eletromagnética de fonte
natural ou sensores ativos como os
radares.
Espectro eletromagnético
Fonte: Lisboa Filho (2000).
O resultado deste sensoriamento são imagens geralmente captadas por sensores
óticos como os que equipam os satélites em órbita ao redor de nosso planeta azul.
Estes satélites captam a energia eletromagnética que o planeta reflete, gerando
imagens usadas em mapeamento, atualização da cartografia, dados meteorológicos
e até pesquisa de impacto ambiental.
Portanto, compreender a dinâmica do sensoriamento remoto também ajuda
compreender até mesmo alguns conceitos básicos da cartografia, como o mapa.
Lisboa Filho (2000, p. 5) conceitua um mapa como sendo “uma representação, em
escala e sobre uma superfície plana, de uma seleção de características sobre ou em
relação à superfície da terra. Tradicionalmente, os mapas têm sido a principal fonte
de dados para os SIGs.”
Uma peculiaridade dos mapas está no fato de que representam um objeto celeste
de superfície curva, nosso planeta, e para que tal representação tenha o máximo de
precisão e evite distorções ao ser representada em algo plano como o papel, usam-
se de métodos matemáticos nomeados de projeção cartográfica.
4.1. Produção cartográfica -projeções
O planeta terra tem uma superfície
curva, mas para os casos nos quais
é preciso estudar tal superfície em
maior detalhe, utilizamos os mapas
que são representações planas de
nosso planeta.
Fonte: Lisboa Filho (2000)
Toda projeção apresenta deformações, pois algumas características existentes no
mapa precisam estar distorcidas para que outras sejam exibidas corretamente.
Entre as deformações, temos variações de distâncias, ângulos, áreas e sua
localização costuma ser nas regiões polares, equatoriais.
Existem estudos e análises que não podem ser feitos com algo plano como um
mapa tradicional e com isso temos o sensoriamento remoto que consiste na
obtenção de informações diversas sobre localizações, fenômenos, objetos com a
utilização de sensores diversos, ou seja, sem contato com o objeto de estudo.
O funcionamento dos sensores, utilizados pelo sensoriamento remoto, depende
de uma reação física, depende da capacidade dos objetos que estão no solo
terrestre de refletirem radiação eletromagnética. Via de regra este
eletromagnetismo e origina-se, naturalmente, de fontes como o sol ou,
artificialmente, como o que se origina de lâmpadas e é captado pelos sensores.
O sensoriamento remoto só é possível, pois utiliza o eletromagnetismo natural dos
objetos ou produzido pelo seu sensor (como feito pelos radares).
Acesse o artigo a seguir e saiba mais sobre radiação, luz, cor e comprimento de onda e
como são utilizados no sensoriamento remoto.
Os sensores podem ser classificados como passivos, como as fotografias, cuja atuação
se dá por medir a energia eletromagnética do ambiente, e os sensores ativos, como os
radares que emitem sua energia e analisam os resultados. Sobre os radares, Lisboa Filho
(2000, p. 7) afirma que “[...] emitem energia na região de micro-ondas do espectro
eletromagnético e captam a energia refletida pelos materiais que estão sobre a
superfície terrestre.”
Podemos concluir que o sensoriamento remoto contribui para o georreferenciamento
ao promover varreduras do que estiver localizado na superfície da Terra e sua aplicação
é extremamente vasta . Exemplo são os estudos da temperatura atmosférica, das
precipitações, estudos topográficos, uso do solo e os tipos de vegetação.
	 �	�Cartografia e Geoprocessamento
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	Unidade 2| Competências
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	1.1. O que é georreferenciamento de dados�
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	4. Produção cartográfica, projeções e sensoriamento remoto
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	4.1. Produção cartográfica -projeções
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