Aula3_FCA_SIG

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Sistema de Informação 
Geográfica - SIG
Prof. Dr. Fabio C. Alves
fabio.alves@ufob.edu.br
Disciplina: 
Geoprocessamento
Barreiras, Bahia 
2024
Cap. 1. Livro: Introdução à 
Ciência da Geoinformação
 “Disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e 
computacionais para o tratamento da informação geográfica, 
permitindo realizar análises complexas ao integrar dados de diversas 
fontes e ao criar banco de dados georreferenciados” (CÂMARA, DAVIS 
e MONTEIRO, 2001);
 Geoprocessamento corresponde: “a área do conhecimento que utiliza 
técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da 
informação geográfica” (CÂMARA e DAVIS, 2004);
 “Conjunto de técnicas computacionais que opera sobre a base de 
dados georreferenciados, para transformá-los em informações 
relevantes, com análises, sínteses e reformulações desses dados” 
(XAVIER da SILVA, 2000).
Aula anterior:
GEOPROCESSAMENTO
 É um ramo da área ou subárea do conhecimento denominada 
Geomática (literatura internacional).
 “Se onde é importante para seu negócio, então 
Geoprocessamento é sua ferramenta de trabalho” (CÂMARA e 
DAVIS, 2004)
Quais são as ferramentas computacionais utilizadas para 
se fazer o Geoprocessamento ?
Sistemas de Informação Geográfica (SIGs)
Aula anterior:
GEOPROCESSAMENTO
Sistema de Informação Geográfica - SIG /
Geographic Information System - GIS
O que vem em mente?
Aula de hoje:
 “Sistemas computacionais idealizados para armazenar e 
processar informação geográfica”;
 “Conjunto poderoso de ferramentas para coletar, armazenar, 
recuperar, transportar e visualizar dados sobre o mundo real” 
(BURROUGH, 1986);
 “Um sistema de suporte à decisão que integra dados
referenciados espacialmente num ambiente de respostas à 
problemas” (COWEN, 1991);
 “Uma entidade institucional, refletindo uma estrutura
organizacional que integra a tecnologia com um banco de 
dados, especialistas e um contíguo suporte financeiro” 
(CARTER, 1989).
Definições:
 “Um banco de dados indexados espacialmente, sobre o qual 
opera um conjunto de procedimentos para responder a 
consultas sobre entidades espaciais” (SMITH et al., 1987); 
 “Um conjunto manual ou computacional de procedimentos 
utilizados para armazenar e manipular dados geo-
referenciados” (ARONOFF, 1989);
 “É um sistema de informação baseado em computador que 
permite capturar, modelar, manipular, recuperar, consultar, 
analisar e apresentar dados geograficamente referenciados” 
(CÂMARA NETO, 1995). 
Definições:
INTERDISCIPLINARIDADE do SIG com outras áreas
Os SIGs assumem um carácter integrador diante das geotecnologias,
tornando-se a mais poderosa geotecnologia.
INTERDISCIPLINARIDADE do SIG com outras áreas
SIG
Tecnologia fronteiriça
Convergência de diferentes disciplinas 
onde o espaço (computacionalmente 
representado) é a linguagem em comum.
Qual a principal diferença entre um SIG 
e um sistema de informação 
convencional?
Um SIG permite armazenar tanto os 
atributos descritivos, como as 
geometrias dos dados geográficos
“Por que os SIGs são 
importantes? 
Porque quase tudo o que acontece na Terra, 
acontece em algum lugar. Saber o local onde 
algo acontece pode ser fundamental
Longley et al. (2013)
1. Como ferramenta para produção de mapas;
Câmara e Queiroz (2004)
Há pelo menos três grandes maneiras 
de utilizar um SIG
2. Como suporte para análise espacial de fenômenos; e
3. Como um banco de dados geográfico, com funções de 
armazenamento e recuperação de informação espacial.
 Inserir e integrar, numa única base de dados, informações 
espaciais provenientes de meio físico-biótico, de dados 
censitários, de cadastros urbano e rural e outras fontes de 
dados (imagens de satélite, etc);
 Oferecer mecanismos para combinar as várias informações, 
através de algoritmos de manipulação e análise;
 Consultar, recuperar e visualizar o conteúdo da base de 
dados geográficos. 
Principais características de um SIG
http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/cap3-arquitetura
Nível baixo
Nível alto (próximo ao usuário)
Intermediário
Visão geral de um SIG (computacional)
Armazenamento e 
recuperação ou 
consulta de dados
H
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ra
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u
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- Mapas
- Gráficos
- Relatórios
Todos os SIGs devem apresentar esses subsistemas
Armazenamento de dados em um SIG
http://www.dpi.inpe.br/livros/bdados/cap5
Arquitetura Dual Arquitetura Integrada
Menos eficiente no processo de consulta e 
análise dos dados geográficos;
Falta de interoperabilidade (dados com 
diferentes formatos).
Mais eficiente que a anterior. Permite 
aproveitar melhor os recursos do SGBD.
Limitações da linguagem SQL.
Arquitetura Integrada 
(extensões espaciais)
SIG
Geometrias
Operações espaciais
Seleção por ponto/região/janela Consulta por vizinhança
- Métricas (comprimento, área, distâncias, perímetro);
- Geométricas (buffer, intersecção, etc);
- Relacionamentos espaciais (análise topológica, incluíndo 
operações de toca, contém, sobrepõe, dentro, etc.).
Breve histórico do SIG
Alguns dos slides a seguir foram obtidos das aulas da Profa. Dra. Tatiana Sussel Gonçalves Mendes 
(UNESP) e do Prof. Dr. Ericson Hideki Hayakawa (UNIOESTE)
Breve histórico do SIG
 Um dos primeiros exemplos 
de análise geográfica é o 
mapa criado pelo Dr. John 
Snow.
 Ele estava tentando localizar 
a origem de um surto de 
cólera que ocorreu no distrito 
de Soho (Londres) em 1854.
Haviam duas teorias diferentes quanto à origem da doença:
Breve histórico do SIG
1. Teoria popular:
A maioria dos 
moradores acreditava 
que o que estava 
causando a doença 
eram vapores 
contaminados
provenientes de um 
cemitério antigo (em 
verde)
2. Teoria do John Snow:
A água de um dos 
poços locais estava 
contaminada 
(quadrados pretos).
 O Dr. John Snow adicionou ao mapa a localização de todos os casos de 
óbito pela doença (pontos em vermelho) e as bombas d’água (pontos em preto).
Breve histórico do SIG
Ao correlacionar a localização das casasdas vítimas com as bombas d’água
observou-se um PADRÃO
Dr. Snow determinou que a maioria daqueles que morreram tinham consumido a
água a partir do poço da Broad Street.
Após o fechamento do 
poço, o número de casos
de cólera caiu 
drasticamente.
Breve histórico do SIG
O surgimento dos SIGs está diretamente 
relacionado com a evolução da tecnologia 
computacional !
Anos 50...
Tentativas de automatizar parte do processamento de 
dados com características espaciais na Inglaterra (botânica) 
e EUA (volume de tráfego)
Reduzir os custos de produção e manutenção de mapas
Ainda não podem ser 
classificados como SIGs
Década de 1960
Surge o primeiro SIG
Objetivo: inventário de 
recursos naturais
Canada Geographic Information System  CGIS
O termo “SIG" foi apresentado em 
1963 pelo geógrafo canadense 
Roger Tomlinson (pai do SIG).
Canada Geographic Information System - CGIS 
Gerou como resultados  medidas de área
O CGIS foi planejado e desenvolvido como uma 
ferramenta de mensuração, um produtor de 
informação tabular, não como ferramenta de 
fazer mapas 
Porém, esses sistemas eram muito difíceis 
de usar / manipular...
Proto-sistema foi criado no final da década de 1960
Órgão de recenseamento dos Estados Unidos 
(Bureau of Census)
Objetivo: ferramentas para o Censo 
Demográfico de 1970
DIME  Dual Independent Map Coding (Codificação 
Dual Independente de Mapa)
Resultados  criou registros de todas as ruas dos EUA
DIME (similar com CGIS)
Incentiva a criação do Laboratório de Computação 
Gráfica e Análise Espacial da Universidade de Harvard
Surge o SIG ODYSSEY  SIG multifuncional em 
meados da década de 1970
Entretanto, contudo, porém...
Não existiam soluções 
comerciais prontas para 
uso!!!!
No final da década de 1970
Criado e desenvolvido novos 
e mais acessíveis recursos de 
hardware
Desenvolvimento dos primeiros sistemas 
comerciais :
• Computador  US$ 250.000,00• Aplicativo  US$ 100.000,00
Ainda na década de 1970
Surgem os primeiros sistemas 
comerciais de CAD (Computer Aided 
Design ou desenho assistido por 
computador)
- Desenhos e plantas para a engenharia
Custo elevado, computadores de grande 
porte que eram restritos a grandes 
organizações
Princípio da cartografia automatizada (criar 
mapas usando o computador)...
VERDADEIRO
OU 
FALSO
SIG e CAD (Desenho Assistido por 
Computador) tem a mesma função.
VERDADEIRO OU 
FALSO?
VERDADEIRO
ou 
FALSO
SIG x CAD
- Diversidade de dados é maior para um SIG;
O SIG realiza operações com dados vetoriais e matriciais, enquanto os CADs se 
limitam a trabalhar com dados vetoriais;
- Os SIGs são bases de dados geográficas e permitem responder a perguntas 
complexas e fazer análises espaciais. Os CADs são usados para desenhos de 
caráter técnico que variam desde projetos de aviões até projetos de circuitos 
integrados, podendo ser usado para geração de cartas.
Década de 1980
Acelerado crescimento e difusão dos SIGs que dura até 
os dias atuais.
Fatores:
- Avanço da microinformática;
- Barateamento e popularização das estações de 
trabalho gráficas (workstation);
- Surgimento dos computadores pessoais;
- Custos decrescentes de hardware e software;
- Estabelecimento de centros de estudos / pesquisas 
sobre o assunto; e
- Surgimento dos sistemas gerenciadores de banco de 
dados geográficos (SGBDs).
Estabelecimento do GEOPROCESSAMENTO como 
disciplina científica independente.
Anos 90
- Interesse em software livre de licença chega, aumentando a 
disponibilização dos SIGs.
Após os anos 2000
- Aproximação dos SIGs com a internet (geoserviços, aplicações 
web, webmaps, etc).
Atualmente
- Big data, computação em nuvem, Inteligência Artificial (IA).
1981
- Lançamento do SIG ArcInfo (ESRI)  Primeiro SIG comercial.
Laura e Jack Dangermond
Desenvolvimento do SIG no Brasil
Esforços de divulgação e formação 
de pessoal feito pelo Prof. Jorge 
Xavier da Silva (UFRJ)
A partir da década de 1980
1982  Auxilia na 
implementação e motiva o 
desenvolvimento dos primeiros 
SIGs no território brasileiroRoger Tomlinson
UFRJ  o grupo do Laboratório de 
Geoprocessamento do Departamento de 
Geografia da UFRJ, sob a orientação de 
Jorge Xavier, desenvolve o SAGA - Sistema 
de Análise Geo-ambiental
Empresa MaxiDATA lança o MaxiCAD, software largamente 
utilizado no Brasil, principalmente em aplicações de 
mapeamento por computador
TELEBRÁS  no início da década de 1990, desenvolvem o 
SAGRE - Sistema Automatizado de Gerência de Rede Externa, 
que foi aplicado a telefonia
Década de 1980
1984
DPI foi
criada
SITIM e SGI
Início: 1986
SITIM = Sistema de 
Tratamento de Imagens
SGI = Sistema de
Informação Geográfica
MS-DOS / placa gráfica
Utilizado até 1994
Início: 1991
Sistema Integrado de 
Geoprocessamento 
e Processamento de 
Imagens
1996: livre para PC
2011: código aberto
~ 200.000 usuários 
cadastrados
Início: 2000
Biblioteca livre e 
de código aberto 
base para 
construção
de aplicativos 
geográficos
GeoDMA
...
Início: 2009
Reengenharia da
biblioteca TerraLib
Uma nova 
plataforma
Lançamento no
final de 2014
5
1961 - Criação do INPE
3 gerações de SIGs
1ª Geração de SIGs (a partir dos anos 80)  SIGs desktop 
(ênfase no mapeamento) - interfaces amigáveis e crescente 
funcionalidades (PDI, geoestatística, etc); Ex: ArcGIS
2ª Geração de SIGs (início da década de 90)  “banco de dados 
geográfico” - acoplado a SGBD relacionais (SGBD-R);
- Grande interesse das corporações no uso dos SIGs e SGBDs.
3ª Geração de SIGs (final da década de 90)  “Servidores web 
de dados geográficos”.
- Gerenciamento de grandes bases de dados geográficos; 
- Publicação e acesso a dados geográficos via internet.
Exemplos de SIGs
Porém, as principais linguagens de programação atualmente 
também fornecem pacotes para tratar dados geoespaciais:
 Fornece ferramentas de Fotogrametria,
Sensoriamento Remoto e SIG
 Forte em análise de imagens
 O ERDAS possui uma extensão para o
ArcGIS (Módulos de SR e Fotogrametria)
 Era da Intergraph e também foi comprado 
pela HEXAGON Geoespatial
SIGs comerciais: ERDAS
SIGs comerciais: ENVI
 Fornece ferramentas de Fotogrametria, Sensoriamento Remoto e SIG
 Forte em análise de imagens
 Linguagem de programação IDL
 Empresa SulSoft
Trabalha com dados
vetoriais (ponto, linha e 
polígono) e matriciais
Possui um novo modelo de
dados: o GEODATABASE,
que permite gerenciar um 
grande volume de dados
com alto desempenho em 
um ambiente multiusuário
Forte na análise de vetores
Liguagem de programação 
Python
GEODATABASE
SIGs comerciais: ArcGIS
Possui funções de processamento de imagens, análise espacial, modelagem 
numérica de terreno e consulta a bancos de dados geográficos
É um software gratuito que foi tornado open source (código aberto) a partir de 
maio de 2018, sendo atualizado e mantido pela própria DPI do INPE e agora
estendendo as contribuições para comunidade de software livre para melhoria
do software
SIGs gratuitos: SPRING
Chamado ainda por muitos de Quantum GIS (antigo nome)
Possibilidade de suporte à plugins, que podem complementar suas funções,
aumentando a capacidade deste SIG. Os plugins podem ser desenvolvidos
por qualquer pessoa, desde que saibam programar em C++ ou Python.
Baixar o QGIS: https://www.qgis.org/pt_BR/site/forusers/download.html
SIGs gratuitos: QGIS
https://www.qgis.org/pt_BR/site/forusers/download.html
Lista dos SIGs mais 
utilizados atualmente:
http://environment-ecology.com/geographical-information-systems-
gis/582-list-of-geographic-information-systems-software.html
http://environment-ecology.com/geographical-information-systems-gis/582-list-of-geographic-information-systems-software.html
Objetivos do projeto;
Ponderar entre análises vetorias x matriciais;
Disponibilidade de ferramentas / operações espaciais;
Aspectos operacionais:
Quais critérios utilizar para a escolha 
de um SIG?
- Suporte oferecido;
- Fórum para dúvidas;
- Sistema operacional;
- Oportunidade de treinamentos;
- Biblioteca disponível.