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Geoprocessamento Apresentação O geoprocessamento oferece um conjunto de procedimentos metodológicos que auxilia a analisar o espaço geográfico, com base nos dados geoespaciais ou georreferenciados. Para isso, utiliza ferramentas de geotecnologias, como o Sistema de Informações Geográficas (SIG) e o Sistema de Posicionamento por Satélites. Nesta Unidade de Aprendizagem, você aprenderá o conceito de geoprocessamento, os tipos e os modelos de dados geoespaciais, as aplicações do SIG, além de conhecer as principais operações do geoprocessamento e como este está relacionado com a análise espacial. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Descrever os conceitos de geoprocessamento e os modelos de aquisição dos dados espaciais.• Demonstrar a aplicação do Sistema de Informação Geográfica (SIG).• Examinar as principais operações de geoprocessamento e análise espacial.• Desafio A análise de diversos mapas temáticos sobrepostos é um recurso muito utilizado para interpretar as relações entre os objetos, os elementos e os fenômenos que ocorrem sobre o espaço geográfico, sendo uma tarefa que pode ser executada no Sistema de Informações Geográficas (SIG). Essa atividade possibilita avaliar conflitos existentes ou estabelecer cenários para possíveis situações. Você é analista de geoprocessamento, trabalha no setor de obras de uma prefeitura municipal e recebeu a demanda de analisar o projeto de uma nova avenida que cortará latitudinalmente a cidade, recebendo os arquivos do levantamento planialtimétrico do seu traçado e área de influência. Com a finalidade de analisar a correlação e a sobreposição ou não de objetos, elementos e fenômenos no local do projeto com o uso do solo da cidade, responda às questões a seguir: a) Quais camadas de dados espaciais devem ser sobrepostas para identificar se o traçado e a área de influência do projeto da nova avenida apresentarão conflitos? b) Como os resultados da análise que você realizou poderão subsidiar o poder público a decidir pela implantação ou não da nova avenida? Infográfico O geoprocessamento e o Sistema de Informações Geográficas (SIG) não são sinônimos, apesar de serem utilizados com muita frequência como conceitos iguais ou parecidos. No Infográfico a seguir, você vai observar quais são as definições dos conceitos de geotecnologias, geoprocessamento e SIG, bem como alguns dos principais softwares existentes. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/ef32ae07-6787-409e-99c9-1cad4f5f10e4/dceaa40e-2bf7-4595-b166-38575234a6b4.png Conteúdo do livro O geoprocessamento é uma tecnologia transdisciplinar que possibilita coletar, tratar, analisar e apresentar as informações sobre a superfície terrestre de forma mais integrada, podendo utilizar diversos dados geoespaciais e sistemas. Oferece, ainda, um conjunto de procedimentos metodológicos que auxiliam o nosso cotidiano. No capítulo Geoprocessamento, da obra Topografia e geoprocessamento, você verá os conceitos que envolvem o geoprocessamento, os principais sistemas que utilizam seus princípios, como o Sistema de Informações Geográficas e o Sistema de Posicionamento por Satélites, além de entender as principais operações e aplicações do geoprocessamento e da análise espacial. TOPOGRAFIA E GEOPROCESSAMENTO Letícia Roberta Amaro Trombeta Geoprocessamento Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Descrever os conceitos de geoprocessamento e os modelos de aqui- sição dos dados espaciais. Demonstrar a aplicação dos Sistemas de Informação Geográfica (SIGs). Examinar as principais operações de geoprocessamento e análise espacial. Introdução O geoprocessamento permite uma leitura mais integrada dos objetos, elementos e fenômenos dispostos na superfície terrestre que auxiliam na compreensão de problemas e na tomada de decisões. Acima de tudo, trata- -se de uma tecnologia transdisciplinar que permite a coleta, a abordagem, a análise e a apresentação de informações sobre a superfície terrestre de forma integrada, podendo recorrer a diversos dados de sistemas geoespaciais. Neste capítulo, você vai aprender sobre o conceito de geoproces- samento e como ele está alinhado com as geotecnologias e suas ferra- mentas. Além disso, vai conhecer algumas aplicações de ferramentas em ambiente computacional e entender as contribuições da análise espacial. 1 O geoprocessamento O geoprocessamento, aliado a outras geotecnologias, trouxe avanços signifi - cativo às análises de diversos temas que utilizam o espaço geográfi co como referência. É importante ressaltar que o conceito de geoprocessamento não pode ser confundido com o restante das geotecnologias, envolvendo Sistemas de Informações Geográfi cas (SIGs), Sensoriamento Remoto, Sistema de Po- sicionamento Global por Satélites, entre outros. Portanto, geoprocessamento não é sinônimo de geotecnologias; esta é bem mais ampla e envolve diversas técnicas e métodos. De acordo com Fitz (2008, p. 24), o geoprocessamento pode ser considerado “[...] uma tecnologia, ou mesmo um conjunto de tecnologias, que possibilita a manipulação, a análise, a simulação de modelagens e a visualização de dados georreferenciados. Trata-se, portanto, de uma técnica agregada ou não ao uso do SIG”. Por sua vez, Silva (2009, documento on-line), detalha ainda mais o conceito de geoprocessamento, definindo-o como: Um conjunto de conceitos, métodos e técnicas que, atuando sobre base de dados georreferenciados, por computação eletrônica, propicia a geração de análises e sínteses que consideram, conjugadamente, as propriedades intrínsecas e geotopológicas dos eventos e entidades identificadas, criando informação relevante para apoio à tomada de decisão quanto aos recursos ambientais. O geoprocessamento contempla um conjunto de procedimentos meto- dológicos necessários para analisar espacialmente o ambiente, dos quais derivam hardware, software e peopleware (operadores de geoprocessamento e o usuário da informação produzida). Então, quem utiliza ou opera uma base de dados georreferenciada, bem como técnicas computacionais para análise e sintetização de atributos que busque relações entre o fenômeno estudado a partir da distribuição espacial, está fazendo uso do geoprocessamento. Com isso, o geoprocessamento é utilizado, como destaca Silva (2009), para: produzir e usar bases de dados georreferenciadas; coletar e identificar matrizes de dados, definidoras de incidências ter- ritoriais comuns de múltiplas variáveis; transformar dados em informação; gerar conhecimentos para apoio à decisão quanto aos recursos físicos, bióticos e socioeconômicos do ambiente. Eis um exemplo que esclarece a diferença entre dado e informação: O dado é um conhecimento bruto que necessita ser tratado e analisado. Exemplo: data de nascimento (15/10/1980). A informação é gerada a partir da interpretação dos dados, a qual apresenta um resultado. Exemplo: de acordo com a data de nascimento, a idade é 40 anos. Geoprocessamento2 Cabe salientar que o ambiente (ou meio ambiente) tratado aqui é entendido como um conceito amplo, que envolve a natureza e a sociedade, resultando numa relação que transforma o espaço geográfico. Nesse contexto, cabe destacar duas geotecnologias que são muito utilizadas no geoprocessamento: o Sistema de Posicionamento por Satélite e o SIG. O Sistema de Posicionamento por Satélite é uma geotecnologia de uso cres- cente em diversos ramos do conhecimento e inúmeros segmentos e atividades, como em geociências, engenharias, arquitetura, saúde, etc. Já o SIG é uma ferramenta dentro do geoprocessamento e, portanto, uma geotecnologia que permite a integração de cinco componentes básicos: o hardware, o software, os dados geoespaciais, as análises e as pessoas, os quais são dependentesuns 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. Com isso, o SIG é uma das grandes potencialidades das geotecnologias, com seus produtos vinculados ao espaço físico, podendo abordar fenômenos climáticos, humanos, sociais, econômicos, entre outros, com aplicações no planejamento, gestão, monitoramento, manejo, caracterização de espaços urbanos e rurais, etc (FITZ, 2008). 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, agilizando uma análise integrada do espaço. Como o SIG opera a partir de dados geoespaciais, que têm referência espacial, está associado a um sistema de coordenadas geográficas ou geor- refenciado. Assim, caso os dados não tenham suas coordenadas atribuídas, deverão passar pelo processo de georreferenciamento no próprio SIG. Os dados utilizados e manipulados pelas tecnologias de geoprocessamento, de acordo com o IBGE (1999), são: Dados de referência e cadastrais: dados digitais com a referência espacial armazenada em formato de coordenadas, podendo ser vetoriais ou matriciais, e com seus atributos não gráficos armazenados em um banco de dados. 3Geoprocessamento Dados temáticos: representados por estrutura vetorial ou matricial, relacionados aos temas que serão analisados no SIG. Rede: parte dos dados de referência e temáticos que são armazenados em forma de coordenadas vetoriais, com tipologia arco–nó e com seus atributos não gráficos guardados em um banco de dados. Imagens de sensoriamento remoto: armazenadas em representação matricial, utilizadas para mapeamentos de referência e mapeamentos temáticos. São obtidas por sensores remotos, como as imagens de satélites e fotografias aéreas e terrestres. Dados tabulares: 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). Figura 1. Estruturas de dados: (a) vetorial e (b) matricial. Fonte: Fitz (2008, p. 55). Geoprocessamento4 A estrutura vetorial é dada pelas geometrias (ou, simplificadamente, “dese- nhos”), para representação dos fenômenos, objetos ou elementos da superfície terrestre que se queira mapear. Tais geometrias podem ser mapeadas a partir de três primitivas gráficas: o ponto, a linha e 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 por dois ou mais pares de coordenadas conhecidas. Já 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 contrário, não passarão de uma linha (Figura 2). Figura 2. Primitivas gráficas da estrutura vetorial. Fonte: Dados... (2010, documento on-line). 5Geoprocessamento A estrutura matricial, ou mais conhecida como raster (Figura 3), é orga- nizada 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 (Figura 3). Figura 3. Estrutura matricial. Fonte: Adaptada de Raster... ([20--?]). Os dados alfanuméricos também são parte integrante dos dados espaciais, podendo estar 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. Na escolha entre uma estrutura vetorial ou matricial, há vantagens e desvantagens na utilização de uma estrutura de dados em detrimento de outra, e tudo dependerá das análises que se pretende realizar e dos resultados e produtos esperados, pois terão ligação direta com a escolha, como apresenta o Quadro 1. Geoprocessamento6 Fonte: Adaptado de Fitz (2008). Matricial Vetorial Tradução de imagens digitais matriciais geradas por sensoriamento remoto e processos e escaneamento. Tradução de imagens vetorizadas, compostas de pontos, linhas e polígonos. A execução de operações entre camadas, 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 entre camadas, ou layers, de mesma área e atributos distintos é bastante complexa e demorada. O vínculo com atributos alfanuméricos é dificultado (pixel a pixel). O vínculo com atributos alfanuméricos é facilitado, já que se dá através do ponto, linha ou polígono registrado. A resolução digital está vinculada diretamente à quantidade de pixels da imagem, podendo exigir processadores de grande capacidade e velocidade. A resolução digital do mapa é limitada pela quantidade de vetores dispostos e de sua impressão, proporcionando grande detalhamento. As fronteiras das imagens são descontínuas (efeito serrilhado). As fronteiras das imagens são contínuas (feições regulares). Os cálculos de distâncias, áreas, etc. vinculam-se ao desempenho do hardware. Os cálculos de distâncias, áreas, etc. são, em geral, simplificados, tornando o processamento mais ágil. Quadro 1. Vantagens e desvantagens das estruturas matricial e vetorial As estruturas vetorial e matricial podem ter arquivos de diversas extensões, podendo ser utilizados no SIG ou em plataformas que hospedem os dados e informações geoespaciais, conforme mostra o Quadro 2. 7Geoprocessamento Estrutura vetorial Extensão Descrição .dxf Nativa dos sistemas CAD, que faz referência ao tipos de software de desenho assistido por computador. .dwg Também é uma extensão proprietária da Autodesk, a qual propicia transmissão via Web e redes. .kml e .kmz Nativas do Google Earth e bastante populares entre os usuários de dados espaciais. .gpx Armazena os dados e informações obtidas com aparelho GPS, em pontos, rotas e trilhas. .shp É proprietária da Esri e a extensão de dados vetoriais mais utilizada no mundo. Estrutura matricial Extensão Descrição .bmp Formato nativo do Sistema Operacional Windows da Microsoft, o arquivo é pesado, pois não utiliza compressor de imagem. .jpeg Formato que faz uso do compressor de imagem, porém ocorre perda na sua qualidade. .png Formato que tem uma forma de compactação bastante eficiente, reduzindo o arquivo e mantendo a sua qualidade. .gif Formato que utiliza uma forma de compactação que não altera a qualidade, porém com uma paleta de apenas 256 cores, tornando-o limitado. .tif Formato que garante a resolução da imagem e a comprime sem perder a qualidade, por isso é muito utilizado no geoprocessamento. .geotif É o raster em formato TIFF, porém georreferenciado. Quadro 2. Tipos de extensões das estruturas vetorial e matricial Geoprocessamento8 É importante destacar uma peculiaridade da extensão shapefile (.shp), pois este formato é 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: .cpg: arquivo responsável por armazenar os códigos de página; .sbn e sbx:arquivos responsáveis por armazenar o índice espacial; .shp.xml: arquivo responsável por armazenar os metadados geoespaciais no formato XML. Ao transferir ou compartilhar o shapefile, todos os seus arquivos formadores precisam ter o mesmo nome e estar na mesma pasta (Figura 4); por isso, via de regra, eles são compactados em formato .zip. Figura 4. Diretório com arquivos shapefile e suas extensões. Fonte: Adaptada de Microsoft (2015). 9Geoprocessamento Acima de tudo, a escolha da extensão do arquivo a ser utilizado dependerá dos objetivos do trabalho, da forma de análise e da sua representação no produto cartográfico. 2 Aplicações em ambiente SIG 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. Além disso, existem as Infraestruturas de Dados Espaciais ou Geoportais, de âmbito nacional, estadual e municipal. O Brasil desenvolveu sua Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais (Inde), a qual possui um catálogo de metadados geoespaciais de diversos órgãos públicos federais. Os estados também estão desenvolvendo e consolidando suas infraestruturas de dados, como é o caso de São Paulo, com a Infraestrutura de Dados Espaciais do Estado de São Paulo (IDE–SP), de Minas Gerais, com a Infraestrutura Estadual de Dados Espaciais de Minas Gerais (Iede), do Rio Grande do Sul, com a Infraestrutura Estadual de Dados Espaciais, ou Geoportal RS, dentre outros. O município de São Paulo também disponibiliza seus dados georreferenciados em sua plataforma Geo- Sampa, ou Mapa Digital da Cidade de São Paulo, na qual podem ser visualizados e baixados diversos dados temáticos e sistemáticos do município. As infraestruturas de dados racionalizam a produção e utilização dos dados geoespaciais, promovendo economia de recursos públicos, já que diversos órgãos públicos produziam os mesmos dados, além de possibilitar a apro- ximação dos cidadãos ao conhecimento desse tipo de dados e informações. As infraestruturas de dados oferecem diversas formas de consumir os dados geoespaciais, que pode ser pelo download dos arquivos georreferenciados ou por conexão via Web apenas para visualização dos dados e comparação com outros dados no SIG, como é o caso da conexão Web Map Service (WMS ). Geoprocessamento10 São diversas as opções de SIGs disponíveis gratuitamente, como: Qgis, Spring, TerraView, Grass GIS, Saga GIS, gvSIG, entre muitos outros. O mer- cado também oferece muitos tipos comerciais de software, com preços varia- dos dos seus pacotes e licenças, como ArcGis, Erdas, MapInfo, GeoMedia, Trimble, ENVI, etc. A escolha do SIG a ser utilizado dependerá de algumas questões, como a existência ou não de recursos financeiros a serem investidos na aquisição de licenças para sistemas comerciais, as estruturas de dados geoespaciais a serem utilizadas, entre outras. Nesta seção do capítulo, para fins de demonstração, será utilizado o SIG QGis, versão 3.4, por ser livre, gratuito e de fácil acesso, podendo ser baixado pela Internet e instalado no computador. No link disponível a seguir, você pode baixar o instalador do QGis. Sempre ficam disponíveis no site duas versões para baixar: a mais recente, que é a versão de testes, 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. No site, você também pode explorar outras informações e conteúdos do QGis. https://qrgo.page.link/H4khA Nesse SIG, é possível trabalhar tanto com a estrutura de dados vetorial quanto com a matricial. No entanto, se forem necessárias muitas análises es- pecíficas com rasters, aconselha-se utilizar SIGs específicos de processamento de imagens e sensoriamento remoto. A interface do QGis é bastante intuitiva, mas lembre-se de que o mais importante é conhecer os conceitos e métodos empregados nos processos e ferramentas de análises espaciais. Com conhecimento sólido, será possível operar qualquer software de SIGs diversos. Aqui serão demonstradas duas aplicações bastante utilizadas no cotidiano de quem opera SIGs: a vetorização de feições da superfície terrestre, com base na interpretação de imagens de satélites ou fotografias aéreas, e a geração de buffers (ou áreas de influência), em nosso caso especificamente para delimi- tação de Áreas de Preservação Permanente (APPs). 11Geoprocessamento O Qgis permite conectar o servidor de imagens de satélite do Google, as mesmas que podem ser visualizadas no Google Earth e Google Maps. Para isso, é necessário realizar uma conexão de uma ferramenta nativa desse SIG, chamada XYZ Tiles (Figura 5). Figura 5. Localização da ferramenta XYZ Tiles no QGis, versão 3.4. Fonte: Adaptada de QGIS (2018). Estabelecida a conexão, imagine que você está elaborando o projeto de construção de um armazém para estocagem de soja na Fazenda Santo André, no município de Patos de Minas/MG. Para definir o local de implantação, é preciso conhecer as restrições ambientais que possam existir no terreno, in- cluindo APPs nos cursos d’água, as quais são protegidas pelo Código Florestal vigente, Lei nº. 12.651 de 2012. Para isso, é necessário identificar a hidrografia da propriedade, que pode ser obtida por levantamento topográfico georreferenciado ou extraída a partir da inter- pretação de imagens de satélite ou fotografias aéreas. Essa segunda opção pode ser realizada no SIG por meio das ferramentas de vetorização, ou seja, com a criação de pontos, linhas ou polígonos para representar objetos da superfície terrestre. No Qgis, após realizar a conexão com as imagens de satélite do Google e de posse do arquivo do limite fundiário da propriedade, em Sirgas 2000 UTM 23S aberto no programa, é possível observar a composição do espaço geográfico da fazenda. O processo de vetorização é muito simples. Incialmente, é preciso criar um arquivo shapefile capaz de armazenar as informações de desenho e as alfanumé- ricas, usando a ferramenta “Shapefile” (Figura 6). Como o objetivo é vetorizar os cursos d’água da propriedade, a geometria mais apropriada nesse caso é a linha. Geoprocessamento12 Figura 6. Criação do shapefile de linha no QGis, versão 3.4. Fonte: Adaptada de QGIS (2018). Durante o procedimento de criação, é importante atentar para o campo “nome do arquivo”, no qual deve ser escolhido o diretório em que o arquivo será salvo e o nome, bem como o sistema de coordenadas e o datum, de acordo com a base que será feita vetorização. Como, neste exemplo, estamos utilizando Sirgas 2000 UTM 23S, o arquivo deve ser criado com esse mesmo sistema de projeção e datum. Feito isso, basta iniciar a vetorização selecionando o arquivo que registrará as informações e então habilitar a edição, conforme ilustra a Figura 7. Figura 7. Habilitando a ferramenta de edição no QGis, versão 3.4. Fonte: Adaptada de QGIS (2018). 13Geoprocessamento Posteriormente, basta ir desenhando em cima da imagem. No caso de cursos d’água, deve ser vetorizado trecho por trecho da drenagem, iniciando pela nascente em direção à foz. Ao fazer o último vértice, basta clicar com o botão direito para finalizar a edição do trecho e colocar o número de identificação da linha e demais atributos (Figura 8), e assim, sucessivamente, até finalizar todos os trechos de cursos d’água da propriedade. Figura 8. Vetorização no QGis, versão 3.4. Fonte: Adaptada de QGIS (2018). Essa propriedade também possui uma área represada, resultado de um barramento artificial, que também deve ser mapeada. Noentanto, deve ser representada por um polígono, seguindo o mesmo procedimento de criação do shapefile e vetorização, conforme demonstrado anteriormente. Com a hidrografia da propriedade mapeada, deve-se identificar a largura dos cursos d’água, utilizada como parâmetro para delimitação da APP. O Qgis conta com uma ferramenta de régua que pode ser utilizada para medição da largura dos trechos vetorizados (Figura 9). Geoprocessamento14 Figura 9. Ferramenta de medição do QGis, versão 3.4. Fonte: Adaptada de QGIS (2018). Em nosso exemplo, verifica-se que os trechos dos cursos d’água mapeados são inferiores a 10 metros, o que implica em uma APP de 30 metros de cada lado dos cursos d’água. Para a delimitação da APP, utiliza-se a ferramenta Buffer, que cria uma área de influência de acordo com a distância desejada. Para isso, deve-se clicar na barra de ferramentas em Vetor > Geoprocessamento > Buffer, como mostra a Figura 10. Não se esqueça de escolher a camada ou shapefile que aplicará o buffer, inserir o valor e configurar o nome e o diretório para o arquivo que será criado. Figura 10. Ferramenta Buffer no QGis, versão 3.4. Fonte: Adaptada de QGIS (2018). 15Geoprocessamento Essa ferramenta de buffer pode ser aplicada sempre que houver a necessi- dade de criar áreas de influência e um determinado espaço, para relacioná-las a outras variáveis. Com isso, é possível restringir espaços que não podem ser ocupados, devendo ser preservados conforme estabelece a legislação vigente. Esse tipo de verificação garante que o responsável técnico pelo projeto não construa ou autorize a construção em áreas proibidas, como é o caso de APP, já que tem sua responsabilidade técnica atestada. 3 Análise espacial e a contribuição do geoprocessamento As geotecnologias, especialmente o geoprocessamento e suas ferramentas, têm permitido compreender a distribuição espacial dos objetos, elementos e fenômenos na superfície terrestre de maneira cada vez mais efi ciente e rápida. Um dos pilares que permite pensar o espaço e analisá-lo — agili- zado pelas ferramentas de geoprocessamento, como o SIG — é a análise espacial. Quando, no exemplo do item anterior, foi demonstrada a aplicação da ferramenta de buff er no Qgis, isso nada mais é do que um exemplo de utilização da análise espacial, ou seja, analisar o espaço e os fenômenos de interesse. De acordo com Câmara et al. (2004, documento on-line), “[...] análise espacial é mensurar propriedades e relacionamentos, levando em conta a localização espacial do fenômeno em estudo de forma explícita. Ou seja, a ideia central é incorporar o espaço à análise que se deseja fazer”. A análise espacial surgiu a partir da necessidade de entender a proli- feração da doença de cólera em Londres, na Inglaterra, no século XIX. Foi então que o médico John Snow, em 1854, mapeou as residências com óbitos ocasionados pela cólera e as bombas d’água em poços que abasteciam a cidade e observou a concentração de pessoas mortas nos arredores de uma das bombas. Essa constatação, realizada a partir do relacionamento espacial de duas variáveis, permitiu o entendimento da causa da epidemia de cólera (Figura 11), que até então não se conhecia, e a identificação de poços contaminados. Geoprocessamento16 Figura 11. O célebre “mapa fantasma” de Londres, elaborado pelo médico John Snow em 1854, com óbitos por cólera identificados por pontos e poços de água representados por cruzes. Fonte: Câmara et al. (2004, p. 3). É importante ressaltar que o mapeamento e a análise espacial realizada por John Snow se deu de forma analógica, pois não existia a cartografia digital nem ferramentas computacionais para sua elaboração; portanto, a análise espacial surge num contexto bem anterior ao cenário de recursos disponíveis atualmente. 17Geoprocessamento Para Câmara et al. (2004), os tipos de dados utilizados em análise espacial são: Eventos ou padrões pontuais: fenômenos registrados no espaço pela geometria de pontos, chamados de processos pontuais. Exemplos: ocorrência de árvores, localização de estações de metrô, ocorrência de inundações, etc. Superfícies contínuas: estimadas a partir de um conjunto de amostras de campo, que podem estar regular ou irregularmente distribuídas no espaço. Exemplos: mapas pedológicos, topográficos, geológicos, etc. Áreas com contagens e taxas agregadas: constituídas por dados asso- ciados aos levantamentos populacionais, como o Censo Demográfico, que, por questões metodológicas e de confiabilidade, são agregados em unidades de análise, como municípios, setores censitários, etc. A análise espacial pode oferecer muitas vantagens, podendo auxiliar no planejamento e na tomada de decisões em diversas temáticas e aplicações. Imagine que você foi consultado para demonstrar o melhor local para cons- trução de um posto de saúde em um determinado município. Para que esse posto de saúde alcance e possa oferecer de fato atendimento às pessoas que mais necessitam, é preciso considerar algumas variáveis, como: densidade demográfica, renda per capita, postos de saúde já existentes e em funciona- mento e faixa etária da população. A relação entre essas variáveis pode apontar os locais mais adensados, com população de baixa renda, sem postos de saúde nas proximidades e com grande número de crianças e idosos, podendo destacar áreas potenciais para construção do posto de saúde, ou seja, locais mais prioritários em detrimento de outros. O mesmo pode ocorrer na escolha do melhor traçado de uma avenida, que deve levar em consideração as diferenças altimétricas e de declividade, as construções que podem ser afetadas pelo empreendimento, dentre outras variáveis, oferecendo uma análise de viabilidade e potencial impacto da im- plantação da obra. Com isso, a análise espacial torna-se uma excelente escolha quando a localização dos objetos, elementos ou fenômenos é essencial para a compreensão do projeto a ser planejado e implantado. Geoprocessamento18 CÂMARA, G. et al. Análise e geoprocessamento. In: DRUCK, S. et al. Análise espacial de dados geográficos. Brasília: Embrapa, 2004. Disponível em: http://www.dpi.inpe.br/ gilberto/livro/analise/cap1-intro.pdf. Acesso em: 4 fev. 2020. CÂMARA, G.; QUEROZ, G. R. Arquitetura de sistemas de informação geográfica. In: CÂ- MARA, G.; MONTEIRO, A. M.; MEDEIROS, J. S. (ed.). Introdução à ciência da geoinformação. São José dos Campos: INPE, 2004. DADOS geográficos. Info Escola, 2010. 1 imagem. Disponível em: https://www.infoescola. com/wp-content/uploads/2010/03/dados-geograficos-2.jpg. Acesso em: 4 fev. 2020. FITZ, P. R. Geoprocessamento sem complicação. São Paulo: Oficina de Textos, 2008. IBGE. Noções básicas de cartografia. Rio de Janeiro: IBGE, 1999. (Manuais técnicos em geociências). MICROSOFT. Microsoft Windows. Versão 10. Redmond: Microsoft Corporation, 2015. QGIS. QGis. Versão 3.4. [S. l.]: Creative Commons, 2018. RASTER dataset. [S. l.: s. n.], [20--?]. 1 imagem. Disponível em: https://docs.qgis.org/2.14/ pt_BR/_images/raster_dataset.png. Acesso em: 4 fev. 2020. SILVA, J. X. O que é geoprocessamento? Revista CREA–RJ, n. 79, p. 42–44, 2009. Dispo- nível em: http://www.ufrrj.br/lga/tiagomarino/artigos/oqueegeoprocessamento.pdf. Acesso em: 4 fev. 2020. 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. 19Geoprocessamento Dica do professor O Sistema de Posicionamento por Satélites está presente em nosso cotidiano diariamente. Quando você usa seu celular para localizar algum endereço, está utilizando esse sistema. No entanto, ele é formado por alguns sistemas que têm suas próprias características e aplicações,não podendo, assim, ser tratado como único. Na Dica do Professor, você irá conferir uma abordagem sobre os Sistemas de Posicionamento por Satélites, com foco nas características do GPS, sistema mais utilizado no Brasil. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/780752f3ee1ef5e73416157e2410e4f5 Exercícios 1) Os Sistemas de Informações Geográficas podem ser livres ou comerciais (proprietários). A escolha vai depender da quantidade de recurso financeiro disponível para investimento. Devido à situação de muitas empresas pequenas e parte do Poder Público, que não disponibilizam tais recursos, sempre devemos optar por utilizar as ferramentas livres, sem perda de qualidade no trabalho. Qual das opções a seguir NÃO se refere a sistemas comerciais? A) Qgis e GVSIG. B) ArcGis e GVSIG. C) MapInfo e Qgis. D) GeoMedia e Qgis. E) Envi e Arcgis. 2) A Área de Preservação Permanente (APP) é definida como uma faixa a ser protegida, nas margens dos rios, lagos, nascentes e topos de morros, podendo ser "coberta ou não por vegetação nativa, com a função ambiental de preservar os recursos hídricos, a paisagem, a estabilidade geológica e a biodiversidade, facilitar o fluxo gênico de fauna e flora, proteger o solo e assegurar o bem-estar das populações humanas" (artigo 3.o, inciso II, Lei n.o 12.651/2012, de 25 de maio de 2012). João tem que mapear as APPs de sua propriedade e, para isso, utilizará o SIG, aplicando o Código Florestal que estabelece como delimitações para os cursos d’água natural perene e intermitente: “a) 30 (trinta) metros, para os cursos d’água de menos de 10 (dez) metros de largura”. Que ferramenta deve ser utilizada no SIG para delimitar e mapear os limites das APPs hídricas? A) União. B) Intersecção. C) Buffer. D) Krigagem. E) Filtragem. 3) É uma tecnologia transdisciplinar que permite a localização e o processamento dos dados geoespaciais, integrando diversas disciplinas, equipamentos, programas, processos, entidades, dados e procedimentos metodológicos, associados à análise espacial e à produção de mapas. Essa definição representa o conceito de: A) análise espacial. B) Sistema de Informações Geográficas (SIG). C) Sistema de Posicionamento Global (GPS). D) geoprocessamento. E) geotecnologias. 4) Os dados geoespaciais podem ser trabalhados em um Sistema de Informações Geográficas (SIG) de acordo com suas estruturas ou modelos. Quais são essas estruturas ou modelos de dados geoespaciais? A) Vetorial e digital. B) Raster e matricial. C) Vetorial e geométrica gráfica. D) Digital e raster. E) Vetorial e matricial. 5) O geoprocessamento auxilia o entendimento das relações espaciais existentes entre objetos, elementos e fenômenos na superfície terrestre. São princípios básicos do geoprocessamento: A) localização, georreferenciamento, concentração e análise temporal. B) localização, distribuição, concentração e análise temporal. C) georreferenciamento, distribuição, concentração e análise temporal. D) localização, distribuição, georreferenciamento e sintetização. E) sintetização, distribuição, concentração e georreferenciamento. Na prática A análise espacial e o Sistema de Informações Geográficas auxiliam a tomada de decisão pela escolha ou não de uma área para compra, por exemplo, baseando-se nos elementos que estão sobre esse espaço. Neste Na Prática, você vai aprender a aplicar os conhecimentos de análise espacial para correlacionar possíveis sobreposições entre dados, para oferecer subsídios sobre a viabilidade de aquisição de uma área por uma construtora para implantação de um empreendimento habitacional e verá uma aplicação prática do uso do Sistema de Informações Geográficas. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/6b1828ed-ec20-4e31-82e0-5b72c94cda36/e7d933b9-ed5f-4a0a-afaa-273f7cbe3710.png Saiba mais Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Acesso e uso de dados geoespaciais Nesta publicação do IBGE, você poderá conferir detalhadamente os tipos de dados e aplicações para o geoprocessamento, com foco no Sistema de Informações Geográficas (SIG). Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Introdução ao geoprocessamento Neste material, você irá conhecer os principais conteúdos que devem ser conhecidos para trabalhar com geoprocessamento. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais (INDE) Neste link, você conhecerá a INDE e poderá ter acesso a dados geoespaciais oficiais de diversos órgãos públicos federais. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. DataGeo - Sistema Ambiental Paulista https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv101675.pdf http://professor.ufabc.edu.br/~flavia.feitosa/cursos/geo2016/AULA5-ELEMENTOSMAPA/Apostila_Geop_rrosa.pdf https://inde.gov.br/ No site do DataGeo, você terá acesso a diversos dados geoespaciais oficiais de temática ambiental de órgãos públicos do Estado de São Paulo. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. GeoSampa - mapa digital da cidade de São Paulo Neste site, você pode acessar e baixar dados geoespaciais oficiais de variados temas do território do município de São Paulo. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. http://datageo.ambiente.sp.gov.br/app/?ctx=DATAGEO# http://geosampa.prefeitura.sp.gov.br/PaginasPublicas/_SBC.aspx