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Geoprocessamento para Projetos Ambientais

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Apostila 
 
 
 
 
 
 
 
Geoprocessamento para Geoprocessamento para Geoprocessamento para Geoprocessamento para 
Projetos Ambientais.Projetos Ambientais.Projetos Ambientais.Projetos Ambientais. 
 
 
 
Professor Fabiano Luiz Neris (fabiano@unesc.net) 
 
 
 
 
Criciúma, 18 de Março de 2011. 
 
 
UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE 
Pós Graduação – Ecologia e Manejo de Recursos Naturais 
 
DISCIPLINA: Sistema de Informações Geográficas Aplicado ao Manejo e 
Conservação da Fauna e da Flora 
CARGA HORÁRIA: 45 
PROFESSOR: Fabiano Luiz Neris 
PERÍODO: 2011/1 
 
 
UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE 
Pós Graduação – Gestão de Transporte e Trânsito 
 
 
Geoprocessamento - Ecologia – Professor Fabiano Luiz Neris (fabiano@unesc.net) 
 
2
 
TÓPICOS 
Capítulo 01: Fundamentos 
 
1. Conceitos; 
1.1 Geoprocessamento 
1.2 Cartografia para Geoprocessamento; 
1.3 Banco de Dados; 
1.4 Sistema De Informações Geográficas; 
2. Representação de Dados Espaciais; 
2.1 Estruturas de Representação; 
2.2 Tipos de Dados em Geoprocessamento; 
2.3 Fontes de Dados para Geoprocessamento; 
 
Capítulo 02: Desenvolvimento de um Sistema de Informações Geográficas 
 
1. Definição dos Objetivos; 
2. Definição da Área de Estudo; 
3. Definição dos Dados Necessários 
3.1 Dados Gráficos; 
3.2 Dados Descritivos; 
4. Modelagem de Dados Geográficos; 
5. Criação de um Sistema de Informação Geográfica no ArcGIS; 
6. Definição dos Objetivos; 
7. Definição da Área de Estudo; 
8. Definição dos Dados Necessários 
9. Modelagem de Dados Geográficos; 
10. Criação de um Sistema de Informação Geográfica no ArcGIS; 
10.1 Visão Geral do Programa; 
10.2 Configurações do Ambiente de Trabalho; 
10.3 Criação e Manipulação de Projetos; 
10.4 Sistema de Coordenadas; 
 
 
UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE 
Pós Graduação – Gestão de Transporte e Trânsito 
 
 
Geoprocessamento - Ecologia – Professor Fabiano Luiz Neris (fabiano@unesc.net) 
 
3
10.5 Entrada de Dados; 
10.6 Entrada de Dados Matriciais (Imagens); 
10.7 Análise Visual; 
10.8 Recorte de Imagens 
10.9 Georreferenciamento (Correção Geométrica); 
10.10 Fotointerpretação e Vetorização da Cobertura do Solo 
10.11 Conversão de Dados para SIG 
10.12 Criação de Topologias 
10.13 Exportação de Arquivos Vetoriais 
10.14 Inserção de Códigos Geográficos 
10.15 Modificação de Simbologia 
10.16 Cálculo de Áreas 
10.17 Criação de Layout 
10.18 Análise Tridimensional do Terreno 
10.19 Criação de Mapas de Distância (Buffer) 
10.20 Criação e Preenchimento de Banco de Dados 
10.21 Integração de Banco de dados Relacional à Base Cartográfica 
10.22 Análise Espacial 
 
1. CONCEITOS 
 
1.1 Geoprocessamento 
 
Trabalhar com geoinformação significa, antes de mais nada, utilizar 
computadores como instrumentos de representação de dados espacialmente 
referenciados. Deste modo, o problema fundamental da Ciência da 
Geoinformação é o estudo e a implementação de diferentes formas de 
representação computacional do espaço geográfico. (CÂMARA e MONTEIRO) 
(A) 
O termo Geoprocessamento corresponde a um conjunto de técnicas e 
ferramentas voltadas para a organização e o tratamento de informações 
 
 
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Pós Graduação – Gestão de Transporte e Trânsito 
 
 
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espaciais georreferenciadas. 
Para D’ALGE (2007) o Geoprocessamento é a área do conhecimento que 
usa técnicas matemáticas e computacionais para tratar os processos que 
ocorrem no espaço geográfico. 
De acordo com DAVIS (2000), o termo Geoprocessamento denota a 
disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais 
para o tratamento da informação geográfica e que vem influenciando de 
maneira crescente as áreas de Cartografia, Análise de Recursos Naturais, 
Transportes, Comunicações, Energia e Planejamento Urbano e Regional. 
 
Pode-se dizer, de forma genérica, “Se onde é importante para seu 
negócio, então Geoprocessamento é sua ferramenta de trabalho”. Sempre 
que o onde aparece, dentre as questões e problemas que precisam ser 
resolvidos por um sistema informatizado, haverá uma oportunidade para 
considerar a adoção de um SIG. 
 
 
1.2 Cartografia para Geoprocessamento 
 
Para D’ALGE (B), A razão principal da relação interdisciplinar forte entre 
Cartografia e Geoprocessamento é o espaço geográfico. Cartografia preocupa-
se em apresentar um modelo de representação de dados para os processos 
que ocorrem no espaço geográfico. 
Geoprocessamento representa a área do conhecimento que utiliza 
técnicas matemáticas e computacionais, fornecidas pelos Sistemas de 
Informação Geográfica (SIG), para tratar os processos que ocorrem no espaço 
geográfico. Isto estabelece de forma clara a relação interdisciplinar entre 
Cartografia e Geoprocessamento. 
Dados espaciais caracterizam-se especificamente pelo atributo da 
localização geográfica. Há outros fatores importantes inerentes aos dados 
 
 
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espaciais, mas a localização é preponderante. Um objeto qualquer (como uma 
cidade, a foz de um rio ou o pico de uma montanha) somente tem sua 
localização geográfica estabelecida quando se pode descrevê-lo em relação a 
outro objeto cuja posição seja previamente conhecida ou quando se determina 
sua localização em relação a um certo sistema de coordenadas. 
De acordo com o IBGE (1999), a ONU1 (1949), considera que a 
Cartografia, no sentido lato da palavra não é apenas uma das ferramentas 
básicas do desenvolvimento econômico, mas é a primeira ferramenta a ser 
usada antes que outras ferramentas possam ser postas em trabalho. 
A Cartografia trata os elementos que compõem um Sistema de 
Informações Geográficas de forma espacial e compreende os produtos que 
estabelecem a medição das parcelas, logradouros e demais aspectos físicos e 
naturais de uma região, permitindo dessa forma, auxiliar nos projetos de 
tributação imobiliária, planejamento rural e urbano, transportes e 
gerenciamento do meio ambiente. 
De acordo com a ICA (International Cartographic Association, 1966), 
citado por LIMA (1999), a cartografia apresenta-se como um conjunto de 
estudos e operações científicas, técnicas e artísticas que, tendo por base os 
resultados de observações diretas ou da análise de documentação, se voltam 
para a elaboração de mapas, cartas e outras formas de expressão ou 
representação de objetos, elementos, fenômenos e ambientes físicos e 
socioeconômicos, bem como a sua utilização. 
TAYLOR (1991) citado por OLIVEIRA (1996), descreve que a cartografia 
corresponde à organização, apresentação, comunicação e utilização de 
geoinformações, nas formas gráficas, digital ou tátil, podendo incluir todas as 
etapas desde a apresentação dos dados até o uso final na criação de mapas e 
produtos relacionados à informação espacial. 
 
 
1
 ONU – Organização das Nações Unidas – Department of Social Affair, MODERN CARTOGRAPHY – 
BASE MAPS FOR WORLDS NEEDS. Lake Success. 
 
 
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1.2.1 Geodésia 
 
Conforme GEMAEL (1999), a geodésia é a ciência que tem por objetivo 
determinar a forma e as dimensões da Terra e os parâmetros definidores do 
campo da gravidade. 
Para LOPEZ & ESTEVEZ (1993), a geodésia representa um papel 
importante no processo cartográfico do CadastroTécnico Multifinalitário, é 
utilizada para representar os elementos sob uma determinada região da 
superfície terrestre e para isso, trata a terra de maneira matemática, utilizando 
o geóide, que é a superfície equipotencial do campo da gravidade terrestre que 
mais se aproxima do nível médio dos mares, e o elipsóide, utilizado como uma 
figura que se aproxima com a forma da terra em seu conjunto e se determina 
mediante o estabelecimento de três condições principais: a coincidência do 
centro do elipsóide com o centro de gravidade da terra; a coincidência do plano 
equatorial do elipsóide com o plano do equador terrestre e ser mínima a soma 
dos quadrados dos desvios da altura do geóide em todos os seus pontos em 
relação à superfície do elipsóide. 
A figura 1 apresenta uma pequena porção da superfície da terra e das 
suas superfícies de referência. 
Geóide
Elipsóide
Topografia
Hh
N
 
FIGURA 1 - Representação da superfície da terra e superfícies de referência. 
 
 
 
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A partir desta estrutura, podemos criar um sistema de referência, 
adotando um datum planimétrico e um altimétrico, que são superfícies de 
referências utilizadas para definir o posicionamento geográfico e a altitude dos 
pontos da superfície da terra. O datum planimétrico permite determinar a 
latitude, que é o ângulo formado entre a normal ao elipsóide, no ponto, e o 
plano do equador e, a longitude, que é o ângulo entre o meridiano que passa 
no ponto e o meridiano de Greenwich, origem utilizada por convenção. 
No Brasil, utiliza-se como datum planimétrico o SAD-69, homologado em 
1967 pela Associação Internacional de Geodésia. O ponto de referência para o 
datum altimétrico é o marégrafo de Imbituba, Santa Catarina. 
 
1.2.1.1 Sistema Geodésico Brasileiro 
 
Segundo ROCHA & BRANDÃO (2000), o Sistema Geodésico Brasileiro é 
definido a partir do conjunto de pontos geodésicos implantados na porção da 
superfície terrestre delimitadas pelas fronteiras do país. Estes pontos são 
determinados por procedimentos operacionais e coordenadas calculadas, 
segundo modelos geodésicos de precisão compatível com as finalidades a que 
se destinam. 
Esse sistema, composto de pontos geodésicos de controle materializados 
no terreno, serve de base para o desenvolvimento de trabalhos de natureza 
cartográfica, constituindo-se no referencial único para a determinação de 
coordenadas planimétricas e altitudes em território brasileiro. 
Conforme o IBGE (1997) citado por SILVA (1999), o Sistema Geodésico 
Brasileiro é constituído de 70.000 estações implantadas em todo o território 
brasileiro, dividido em três redes: 
i) Planimétrica (latitude e longitude de alta precisão); 
ii) Altimétrica (altitudes de alta precisão); e, 
iii) Gravimétrica (valores precisos de aceleração da gravidade). 
 
 
 
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1.2.2 Projeção Cartográfica 
 
Para D’ALGE (2001), todos os mapas são representações aproximadas 
da superfície da terra, e isto ocorre porque não se pode passar de uma 
superfície curva para uma superfície plana sem que haja deformações. 
A elaboração de um mapa requer um método que estabeleça uma relação 
entre os pontos da superfície terrestre e seus correspondentes no plano de 
projeção do mapa. Para se obter essa correspondência, utiliza-se os Sistemas 
de Projeções Cartográficas. A equação (2.1) representa as relações genéricas 
de um Sistema de Projeção Cartográfica. 
x = f1 (ϕ,λ) λ = g1 (x,y) 
y = f2 (ϕ,λ) ϕ = g2 (x,y) 
 
 
1.2.2.1 Sistema de Projeção UTM 
 
De acordo com LOCH & CORDINI (2000), o Sistema Transverso de 
Mercator foi inicialmente calculado por J. H. LAMBERT. Desde 1866 era 
conhecido pela denominação de Sistema de Gauss. Foi utilizado para calcular 
a triangulação de Hannover, sob a designação de Gauss-Hannoversche 
Projektion, ou projeção de Gauss-Schereiber. 
Conforme LOPEZ & ESTEVES (1993), a projeção UTM (Universal 
Transverso de Mercator), é uma representação de caráter universal com uma 
formulação comum para qualquer zona da terra e que dadas suas 
propriedades de conformidade, facilita a resolução dos problemas geodésicos 
sobre o plano. A projeção UTM se define como um sistema cilíndrico 
transverso (figura 2), conforme e tangente ao elipsóide ao longo do meridiano 
central do fuso que se toma como origem. 
 
 
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N
S
LINEAS DE INTERSECCION
MERIDIANO CENTRAL
 
 
FIGURA 2- Sistema de Projeção Universal Transversa de Mercator. 
Fonte: Adaptado de LOPEZ & ESTEVES (1993). 
 
D’ALGE (2001), afirma que o mapeamento sistemático do Brasil, que 
compreende a elaboração de cartas topográficas nas escalas 1:250.000, 
1:100.000, 1:50.000 e 1:25.000, é feito na projeção UTM. 
 
 Relacionam-se a seguir, suas principais características: 
(i) A superfície de projeção é um cilindro transverso e a projeção é 
conforme; 
(ii) O meridiano central da região de interesse, o equador e os 
meridianos situados a 90º do meridiano central são representados por retas; 
(iii) Os outros meridianos e os paralelos são curvas complexas; 
(iv) A escala aumenta com a distância em relação ao meridiano central, 
tornando-se infinita a 90º do meridiano central; 
(v) Como a terra é dividida em 60 fusos de 6º de longitude, o cilindro 
transverso adotado como superfície de projeção assume 60 posições 
diferentes, já que seu eixo mantém-se sempre perpendicular ao meridiano 
central de cada fuso; 
(vi) Aplica-se ao meridiano central de cada fuso um fator de redução de 
escala igual a 0,9996, para minimizar as variações de escala dentro do fuso; 
Linhas de Intersecção 
 
 
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(vii) Duas linhas aproximadamente retas, uma a leste e outra a oeste, 
distante cerca de 1º37’ do meridiano central, são representadas em verdadeira 
grandeza. 
 
1.3 Banco de Dados 
 
A essência de um Sistema de Informações Geográficas está no 
relacionamento dos dados espaciais com seus atributos (dados descritivos). 
Uma das formas de armazenamento dos dados descritivos é através de um 
Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD). Neste formato, os dados 
são organizados em tabelas, onde segundo (Câmara & Medeiros, 1996), as 
linhas correspondem aos dados e as colunas correspondem aos atributos. 
 
DAVIS JR. (1996) diz que num Banco de Dados Geográfico Relacional 
(BDGR), os diversos arquivos são ligados entre si de forma apenas analógica. 
Ou seja, cada arquivo (ou tabela, como são chamados os arquivos no modelo 
relacional) contém diversos campos (ou colunas), e para se relacionar com 
outro arquivo basta que este novo arquivo tenha também um desses campos. 
Por exemplo, no arquivo de proprietários existe o campo "código do 
proprietário". No arquivo de lotes deverá existir também o campo "código do 
proprietário". Desta maneira as duas tabelas estão relacionadas. 
 
 
1.4 SIG – Sistema de Informações Geográficas 
 
As ferramentas computacionais para Geoprocessamento, chamadas de 
Sistemas de Informação Geográfica (GIS), permitem realizar análises 
complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados 
geo-referenciados. Tornam ainda possívelautomatizar a produção de 
documentos cartográficos. 
 
 
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Para CAMARA e QUEIROZ (C), o termo Sistemas de Informação 
Geográfica (SIG) é aplicado para sistemas que realizam o tratamento 
computacional de dados geográficos e recuperam informações não apenas 
com base em suas características alfanuméricas, mas também através de sua 
localização espacial; oferecem ao administrador (urbanista, planejador, 
engenheiro) uma visão inédita de seu ambiente de trabalho, em que todas as 
informações disponíveis sobre um determinado assunto estão ao seu alcance, 
inter-relacionadas com base no que lhes é fundamentalmente comum: a 
localização geográfica. Para que isto seja possível, a geometria e os atributos 
dos dados num SIG devem estar georreferenciados, isto é, localizados na 
superfície terrestre e representados numa projeção cartográfica. 
O requisito de armazenar a geometria dos objetos geográficos e de seus 
atributos representa uma dualidade básica para SIGs. Para cada objeto 
geográfico, o SIG necessita armazenar seus atributos e as várias 
representações gráficas associadas. Devido a sua ampla gama de aplicações, 
que inclui temas como agricultura, floresta, cartografia, cadastro urbano e 
redes de concessionárias (água, energia e telefonia), há pelo menos três 
grandes maneiras de utilizar um SIG: 
 
• Como ferramenta para produção de mapas; 
• Como suporte para análise espacial de fenômenos; 
• Como um banco de dados geográficos, com funções de armazenamento 
e recuperação de informação espacial. 
 
1.4.1 Estrutura Geral de um SIG 
 
Conforme CÂMARA e QUEIROZ (D), numa visão abrangente, pode-se 
indicar que um SIG tem os seguintes componentes: 
• Interface com usuário; 
• Entrada e integração de dados; 
 
 
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• Funções de consulta e análise espacial; 
• Visualização e plotagem; 
• Armazenamento e recuperação de dados (organizados sob a forma 
de um banco de dados geográficos). 
Estes componentes se relacionam de forma hierárquica. No nível mais 
próximo ao usuário, a interface homem-máquina define como o sistema é 
operado e controlado. No nível intermediário, um SIG deve ter mecanismos de 
processamento de dados espaciais (entrada, edição, análise, visualização e 
saída). 
No nível mais interno do sistema, um sistema de gerência de bancos de 
dados geográficos oferece armazenamento e recuperação dos dados espaciais 
e seus atributos. 
De uma forma geral, as funções de processamento de um SIG operam 
sobre dados em uma área de trabalho em memória principal. A ligação entre 
os dados geográficos e as funções de processamento do SIG é feita por 
mecanismos de seleção e consulta que definem restrições sobre o conjunto de 
dados. 
Exemplos ilustrativos de modos de seleção de dados são: 
• "Recupere os dados relativos à carta de Guajará-Mirim " (restrição 
por definição de região de interesse); 
• "Recupere as cidades do Estado de São Paulo com população 
entre 100.000 e 500.000 habitantes" (consulta por atributos não-
espaciais). 
• "Mostre os postos de saúde num raio de 5 km do hospital municipal 
de S.J.Campos" (consulta com restrições espaciais). 
 
A Figura 3 indica o relacionamento dos principais componentes ou 
subsistemas de um SIG. Cada sistema, em função de seus objetivos e 
 
 
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necessidades, implementa estes componentes de forma distinta, mas todos os 
subsistemas citados devem estar presentes num SIG. 
 
FIGURA 3- Estrutura Geral de um SIG. (Câmara & Queiroz) 
 
 
 
 
2. REPRESENTAÇÃO DE DADOS ESPACIAIS 
 Fonte: Conceitos Básicos em Geoprocessamento 
 (Gilberto Câmara & Antônio Miguel Vieira Monteiro) 
 
Para abordar o problema fundamental da Ciência da Geoinformação (o 
entendimento das representações computacionais do espaço), estaremos 
utilizando, neste e em outros capítulos do livro, um arcabouço conceitual para 
entender o processo traduzir o mundo real para o ambiente computacional: o 
“paradigma dos quatro universos” (Gomes e Velho, 1995), que distingue: 
 
 
 
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• o universo do mundo real, que inclui as entidades da realidade a 
serem modeladas no sistema; 
• o universo matemático (conceitual), que inclui uma definição 
matemática (formal) das entidades a ser representadas; 
• o universo de representação, onde as diversas entidades formais 
são mapeadas para representações geométricas e alfanuméricas 
no computador; 
• o universo de implementação, onde as estruturas de dados e 
algoritmos são escolhidos, baseados em considerações como 
desempenho, capacidade do equipamento e tamanho da massa de 
dados. É neste nível que acontece a codificação. 
 
Esta visão deste paradigma está ilustrada na Figura 4. 
 
Figura 4 - Paradigma dos quatro universos. 
 
A visão apresentada não se limita a sistemas de Geoprocessamento, mas 
representa uma perspectiva unificadora aos problemas de Computação Gráfica 
e Processamento de Imagens. Sua aplicação ao problema de 
Geoprocessamento é particularmente apropriada, pois permite equacionar os 
problemas da área, como se pode constatar: 
 
• no universo do mundo real encontram-se os fenômenos a serem 
representados (tipos de solo, cadastro urbano e rural, dados 
geofísicos e topográficos); 
 
 
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• no universo conceitual (matemático) pode-se distinguir entre as 
grandes classes formais de dados geográficos (dados contínuos e 
objetos individualizáveis) e especializar estas classes nos tipos de 
dados geográficos utilizados comumente (dados temáticos e 
cadastrais, modelos numéricos de terreno, dados de 
sensoriamento remoto); 
• no universo de representação as entidades formais definidas no 
universo conceitual são associadas a diferentes representações 
geométricas, que podem variar conforme a escala e a projeção 
cartográfica escolhida e a época de aquisição do dado. aqui se 
distingue entre as representações matricial e vetorial, que podem 
ainda ser especializadas; 
• o universo de implementação é onde ocorre a realização do 
modelo de dados através de linguagens de programação. Neste 
universo, escolhem-se as estruturas de dados (tais como árvores 
quaternárias e árvores-R) para implementar as geometrias do 
universo de representação; 
 
Com base nesta visão, as dicotomias tradicionais de Geoprocessamento 
(campos-objetos e matricial-vetorial) podem ser resolvidas, mostrando-se que 
elas se encontram em níveis distintos de abstração. 
Esta análise também indica que a interface de usuário de um SIG deve, 
tanto quanto possível, refletir o universo conceitual e esconder detalhes dos 
universos de representação e implementação. No nível conceitual, o usuário 
lida com conceitos mais próximos de sua realidade e minimiza a complexidade 
envolvida nos diferentes tipos de representação geométrica. 
 
2.1 Estruturas de Representação 
 Fonte: Representação Computacional de Dados Geográficos (Gilberto Câmara)UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE 
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Figura x. Representação Vetorial e Representação Matricial. 
 
2.1.1 Representação Vetorial 
 
As estruturas vetoriais são utilizadas para representar as coordenadas 
das fronteiras de cada entidade geográfica, através de três formas básicas: 
pontos, linhas, e áreas (ou polígonos), definidas por suas coordenadas 
cartesianas, como mostrado na Figura 5. 
 
 
Figura 5 – Representações vetoriais em duas dimensões. 
 
Um ponto é um par ordenado (x, y) de coordenadas espaciais. O ponto 
pode ser utilizado para identificar localizações ou ocorrências no espaço. São 
 
 
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exemplos: localização de crimes, ocorrências de doenças, e localização de 
espécies vegetais. 
Uma linha é um conjunto de pontos conectados. A linha é utilizada para 
guardar feições unidimensionais. De uma forma geral, as linhas estão 
associadas a uma topologia arco-nó. 
Uma área (ou polígono) é a região do plano limitada por uma ou mais 
linhas poligonais conectadas de tal forma que o último ponto de uma linha seja 
idêntico ao primeiro da próxima. Observe-se também que a fronteira do 
polígono divide o plano em duas regiões: o interior e o exterior. Os polígonos 
são usados para representar unidades espaciais individuais (setores 
censitários, distritos, zonas de endereçamento postal, municípios). Para cada 
unidade, são associados dados oriundos de levantamentos como censos e 
estatísticas de saúde. 
 
2.1.1.1 Topologia Vetorial de Redes (Topologia Arco-nó) 
 
Uma topologia é um conjunto de conexões que estabelece a relação entre 
os diferentes elementos do desenho. A topologia permite estabelecer a 
maneira como nós (pontos), redes (linhas) e áreas (polígonos) se relacionam 
entre si. 
Objetos de linha podem ter variadas formas de utilização, podemos ter 
objetos de linha isolados, em árvore e em rede. Objetos de linha isolados 
ocorrem, por exemplo, na representação de muros e cercas em mapas 
urbanos. Objetos de linha organizados em uma árvore podem ser encontrados 
nas representações de rios e seus afluentes, e também em redes de esgotos e 
drenagem pluvial. E podem ser organizados em rede, nos casos de redes 
elétricas, telefônicas, de água ou mesmo na malha viária urbana e nas malhas 
rodoviária e ferroviária. 
No caso das redes, é fundamental armazenar explicitamente as relações 
de adjacência, utilizamos a topologia arco-nó. Um nó pode ser definido como o 
 
 
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ponto de intersecção entre duas ou mais linhas, correspondente ao ponto 
inicial ou final de cada linha. Nenhuma linha poderá estar desconectada das 
demais para que a topologia da rede possa ficar totalmente definida. Para 
exemplificar, considere-se a Figura 6, que mostra um exemplo de como a 
topologia arco-nó pode ser armazenada. 
 
Figura 6 – Estrutura de dados para topologia arco-nó no Oracle Spatial SGBD 
(Fonte: Ravada, 2003). 
 
 
2.1.2 Representação Matricial 
 
As estruturas matriciais usam uma grade regular sobre a qual se 
representa, célula a célula, o elemento que está sendo representado. A cada 
célula, atribui-se um código referente ao atributo estudado, de tal forma que o 
computador saiba a que elemento ou objeto pertence determinada célula. 
Nesta representação, o espaço é representado como uma matriz P(m,n) 
composto de m colunas e n linhas, onde cada célula possui um número de 
linha, um número de coluna e um valor correspondente ao atributo estudado e 
cada célula é individualmente acessada pelas suas coordenadas. 
A representação matricial supõe que o espaço pode ser tratado como 
uma superfície plana, onde cada célula está associada a uma porção do 
terreno. A resolução do sistema é dada pela relação entre o tamanho da célula 
 
 
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no mapa ou documento e a área por ela coberta no terreno, como mostrado na 
Figura 7. 
 
Figura 7 – Estrutura matricial. 
 
A estrutura matricial pode ser utilizada para representar diferentes tipos 
de dados: 
• Grade regular: representação matricial de dimensão “dois e meio” 
na qual cada elemento da matriz está associado a um valor 
numérico, como mostra a Figura 1.18 à esquerda; 
• Matriz temática: representação matricial 2D na qual cada valor da 
matriz é um código correspondente à uma classe do fenômeno 
estudado, como mostra a Figura 8 à direita. 
 
Figura 8 – À esquerda, grade regular com valores de temperatura em graus Celsius e, à direita, 
matriz temática com dados classificados (1 = “15-20 graus”, 2 = “20-25 graus”, 3 = “25-35 graus”). 
 
 
 
 
 
 
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2.2 Tipos de Dados em Geoprocessamento 
Fonte: Conceitos Básicos em Geoprocessamento 
(Gilberto Câmara & Antônio Miguel Vieira Monteiro) 
 
 
2.2.1 Dados Temáticos 
 
Dados temáticos descrevem a distribuição espacial de uma grandeza 
geográfica, expressa de forma qualitativa, como os mapas de pedologia e a 
aptidão agrícola de uma região. Estes dados, obtidos a partir de levantamento 
de campo, são inseridos no sistema por digitalização ou, de forma mais 
automatizada, a partir de classificação de imagens. Os dados apresentados na 
figura 9 (mapa de vegetação e mapa de declividade) são exemplos de dados 
temáticos. 
 
Figura 9 - Exemplos dados temáticos mapa de vegetação e mapa de declividade. 
 
 
 
 
 
 
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2.2.2 Dados Cadastrais 
 
Um dado cadastral distingue-se de um temático, pois cada um de seus 
elementos é um objeto geográfico, que possui atributos e pode estar associado 
a várias representações gráficas. Por exemplo, os lotes de uma cidade são 
elementos do espaço geográfico que possuem atributos (dono, localização, 
valor venal, IPTU devido, etc.) e que podem ter representações gráficas 
diferentes em mapas de escalas distintas. Os atributos estão armazenados 
num sistema gerenciador de banco de dados. 
A Figura 10 mostra um exemplo de dado cadastral da América do Sul, 
onde os países possuem atributos não-gráficos (PIB e população). 
 
Figura 10 - Exemplo de dado cadastral (países da América do Sul). 
 
 
2.2.3 Modelo Numérico do Terreno 
 
O termo modelo numérico de terreno (ou MNT) é utilizado para denotar a 
representação quantitativa de uma grandeza que varia continuamente no 
espaço. Comumente associados a altimetria, também podem ser utilizados 
para modelar unidades geológicas, como teor de minerais, ou propriedades do 
solo ou subsolo, como aeromagnetismo. 
Entre os usos de modelos numéricos de terreno, pode-se citar: 
 
 
 
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(a) Armazenamento de dados de altimetria para gerar mapas 
topográficos;(b) Análises de corte-aterro para projeto de estradas e barragens; 
(c) Cômputo de mapas de declividade e exposição para apoio a análises 
de geomorfologia e erodibilidade; 
(d) Análise de variáveis geofísicas e geoquímicas; 
(e) Apresentação tridimensional (em combinação com outras variáveis). 
 
Um MNT pode ser definido como um modelo matemático que reproduz 
uma superfície real a partir de algoritmos e de um conjunto de pontos (x, y), em 
um referencial qualquer, com atributos denotados de z, que descrevem a 
variação contínua da superfície. Um exemplo de MNT é apresentado na figura 
11. 
 
Figura 11 - Exemplo de modelo numérico de terreno (isolinhas de topografia). 
 
 
2.2.4 Imagens 
 
Obtidas por satélites, fotografias aéreas ou "scanners" aerotransportados, 
as imagens representam formas de captura indireta de informação espacial. 
As imagens são armazenadas como matrizes e cada um de seus 
elementos (denominado “pixel”) têm um valor proporcional à energia 
eletromagnética refletida ou emitida pela área da superfície terrestre 
 
 
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correspondente. A Figura 12 mostra uma composição colorida das bandas 3 
(associada a cor Azul), 4 (Verde) e 5 (Vermelha) do satélite TM-Landsat, para 
a região de Manaus (AM). 
Pela natureza do processo de aquisição de imagens, os objetos 
geográficos estão contidos na imagem, sendo necessário recorrer a técnicas 
de fotointerpretação e de classificação para individualizá-los. 
Características importantes de imagens de satélite são: o número e a 
largura de bandas do espectro eletromagnético imageadas (resolução 
espectral), a menor área da superfície terrestre observada instantaneamente 
por cada sensor (resolução espacial), o nível de quantização registrado pelo 
sistema sensor (resolução radiométrica) e o intervalo entre duas passagens do 
satélite pelo mesmo ponto (resolução temporal). 
 
Figura 12 - Exemplo de Imagem (composição colorida TM/LANDSAT para a região de Manaus). 
 
 
2.2.5 Redes 
 
Em Geoprocessamento, o conceito de "rede" denota as informações 
associadas a: 
• Serviços de utilidade pública, como água, luz e telefone; 
 
 
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• Redes de drenagem (bacias hidrográficas); 
• Rodovias. 
No caso de redes, cada objeto geográfico (e.g: cabo telefônico, 
transformador de rede elétrica, cano de água), possui uma localização 
geográfica exata e está sempre associado a atributos descritivos presentes no 
banco de dados. 
As informações gráficas de redes são armazenadas em coordenadas 
vetoriais, com topologia arco-nó: os atributos de arcos incluem o sentido de 
fluxo e os atributos dos nós sua impedância (custo de percorrimento). A 
topologia de redes constitui um grafo, que armazena informações sobre 
recursos que fluem entre localizações geográficas distintas, como ilustra a 
Figura 13. 
 
Figura 13 - Elementos de Rede. 
 
Como observa Goodchild (1992b), uma rede é um sistema de 
endereçamento 1-D embutido no espaço 2-D. Para citar um exemplo, tome-se 
uma rede elétrica, que tem, entre outros, os componentes: postes, 
transformadores, sub-estações, linhas de transmissão e chaves. As linhas de 
transmissão serão representadas topologicamente como os arcos de um grafo 
orientado, estando as demais informações concentradas em seus nós. Note-se 
que os algoritmos de cálculo de propriedades da rede podem, em sua grande 
maioria, ser resolvidos apenas com a topologia da rede e de seus atributos. 
 
 
 
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3. Fonte de Dados para Geoprocessamento 
 
Para que seja possível a implementação de um projeto de 
Geoprocessamento, há a necessidade de dados. A definição dos dados 
necessários para um projeto de geoprocessamento deve ser baseado em 
critérios que estabeleçam uma relação com os resultados pretendidos. 
A busca de dados secundários, em órgãos que utilizam informações 
geográficas e seus atributos, como IBGE, prefeituras, concessionárias de 
serviços públicos e outros, deve ser o primeiro passo para a aquisição dos 
dados. 
Os dados inexistentes devem ser obtidos através de aquisição (compra) 
de empresas e instituições de prestação de serviços na área de Agrimensura e 
Cartografia, o que implicará em prazos e custos, que variam de acordo com o 
método a ser empregado nas etapas de coleta e processamento das 
informações. 
A figura 14 apresenta os principais métodos de aquisição de dados 
gráficos e descritivos (atributos). 
 
Figura 14 – Fonte de Dados para Geoprocessamento. 
 
 
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3.1 Sensoriamento Remoto 
 
A definição clássica do termo Sensoriamento Remoto (SR), refere-se a 
um conjunto de técnicas destinado à obtenção de informação sobre objetos, 
sem que haja contato físico com eles. 
De acordo com JUNIOR (2007), o termo Sensoriamento Remoto refere-se 
à aquisição de informação sobre um objeto por um sensor que está a certa 
distância desse objeto. Devido a suas diferentes propriedades físicas e 
composições químicas, a variedade de materiais sobre a superfície da terra 
emite, reflete e absorve a radiação eletromagnética de diferentes formas. 
Sensores são, então, capazes de registrar o comportamento desses diferentes 
materiais quando da interação com o fenômeno físico ao longo do espectro 
eletromagnético, e estabelecer a relação existente entre eles, o qual pode ser 
entendido e interpretado através das técnicas de processamento de imagens. 
Imagens digitais são representações digitais de uma porção da superfície 
da terra. Uma imagem digital também pode ser vista como uma matriz de 
pontos (pixels) com n linhas e m colunas, onde o valor de cada elemento 
representa a magnitude do total de energia eletromagnética refletida e emitida 
por uma área de locação específica na superfície da terra. 
Segundo CROSTA (1992), o objetivo principal do processamento de 
imagens é fornecer ferramentas para facilitar a identificação e a extração de 
informações contidas nas imagens, para posterior interpretação. 
 
3.2 Fotogrametria 
 
Segundo WOLF (1983), a fotogrametria é a ciência, a arte e a tecnologia 
de se obter informações confiáveis de objetos físicos e do meio ambiente, 
através de fotografias, por medidas e interpretações de imagens e objetos. 
A fotogrametria pode ser dividida em duas áreas: 
a) Fotografia Métrica: Envolve medidas precisas e computacionais para 
 
 
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determinar a forma e as dimensões dos objetos. É aplicada na preparação de 
mapas planimétricos e topográficos; 
b) Fotogrametria Interpretativa: A fotogrametria interpretativa objetiva 
principalmente o reconhecimento e a identificação de objetos e o julgamento 
do seu significado, a partir de uma análise sistemática e cuidadosa de 
fotografias. A interpretação de fotos é o ato de examinar as imagens 
fotográficas com o propósito de identificar os objetos e determinar a sua 
significância. 
 
3.3 GPS 
 
GOMES (2001), considera o GPS um dos grandes avanços tecnológicos 
do fim doséculo XX, sendo que o sistema de posicionamento baseado em 
satélites artificiais tem revolucionado as técnicas de engenharia de 
mapeamento, transporte, navegação, agrimensura, agronomia e um número 
crescente de atividades. 
MONICO (2000), define o GPS, ou NAVSTAR-GPS, como um sistema de 
radionavegação desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados 
Unidos da América, com o intuito de ser o principal sistema de navegação das 
forças armadas daquele país. Em razão da alta acurácia proporcionada pelo 
sistema e do grande desenvolvimento da tecnologia envolvida nos receptores 
GPS, uma grande comunidade de usuários emergiu dos mais variados 
segmentos da comunidade civil. 
A concepção do sistema GPS permite que um usuário, em qualquer local 
da superfície terrestre, ou próximo a ela, tenha à sua disposição, no mínimo, 
quatro satélites para serem rastreados, permitindo que se realize um 
posicionamento em tempo real. 
O princípio básico de navegação pelo GPS consiste na medida de 
distâncias entre o usuário e quatro satélites, como apresenta a figura 15. 
 
 
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FIGURA 15- Princípio básico para o posicionamento GPS. Fonte: SEEBER & SILVA 
(1987), citado por LOCH & CORDINI (2000). 
 
LOCH & CORDINI (2000), citam que de maneira geral, o sistema 
NAVSTAR-GPS subdivide-se em três segmentos: 
1) Segmento espacial: formado pela constelação de satélites; 
2) Segmento de controle: formado pelas estações terrestres 
responsáveis pela operação do sistema GPS e; 
3) Segmento dos usuários: formado pela comunidade usuária, incluindo 
receptores, algoritmos, software, etc., com vistas à determinação da posição, 
velocidade e/ou tempo. 
De acordo com SILVA (1999), os satélites que compõe o GPS orbitam ao 
redor da Terra distribuídos em 6 órbitas distintas, possuem uma altitude de 
10.900 milhas náuticas (20.200 km), em 6 planos orbitais com inclinação de 
550, com um período de revolução de 12 horas siderais, o que acarreta que a 
configuração dos satélites se repete 4 minutos mais cedo diariamente em um 
mesmo local. 
 LIMA (1999), afirma que o emprego do GPS nos levantamentos dos 
produtos cartográficos, destinados ao CTM é condicionado à existência de 
redes geodésicas regionais e globais bem estabelecidas, as quais são 
 
 
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essenciais para a preparação de dados espaciais regionais e locais existentes. 
 
3.4 Topografia 
 
LOPEZ & ESTEVES (1993), consideram a topografia como um conjunto 
de métodos e instrumentos necessários para representar o terreno com todos 
os seus detalhes naturais e artificiais. 
Para ESPARTEL (1980), a topografia é a ciência que tem por finalidade 
determinar o contorno, dimensão e posição relativa de uma porção limitada da 
superfície terrestre, sem levar em conta a curvatura da terra. 
LOCH & CORDINI (2000), observam a evolução tecnológica nos campos 
da Geodésia, Cartografia, Fotogrametria e Sensoriamento Remoto e 
consideram a prática topográfica de vital importância para qualquer 
levantamento físico espacial, validando assim a Topografia Contemporânea. 
Os autores ainda destacam que os novos equipamentos e o surgimento 
de programas de computadores que automatizam os processos de 
levantamento, cálculo e representação gráfica utilizados para as atividades 
topográficas, proporcionam um aprendizado moderno e performance 
indiscutível. 
 
3.4.1 Levantamento Topográfico 
 
De acordo com COMASTRI & JUNIOR (1990), chama-se levantamento 
topográfico o conjunto de operações, no campo e no escritório, por meio de 
métodos e instrumentos próprios destinados à obtenção dos elementos 
necessários à representação geométrica de certa extensão do terreno, 
denominada superfície topográfica. Nos trabalhos de campo os pontos do 
terreno definidos pela medição de ângulos e alinhamentos, constituem os 
elementos básicos para a representação geométrica da área. No escritório, 
 
 
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feitos os cálculos necessários dos dados (ângulos e distâncias) numericamente 
determinados no campo, executa-se o desenho em papel, representando a 
projeção horizontal da área levantada. 
 
3.5 Digitalização de Mapas 
 
Conforme DAVIS et al. (2001), Os dados gráficos digitais são 
representados conceitualmente a partir de duas formas: raster e vector. No 
formato raster, utiliza-se uma malha quadriculada regular sobre a qual se 
constrói, célula a célula, o elemento que está sendo representado. Já na forma 
vetorial, a representação de um elemento é reproduzida por um par ou série de 
coordenadas através de pontos, linhas e polígonos. 
A digitalização corresponde ao processo de captura de informações a 
partir de equipamentos de hardware e programas de computador e, podem ser 
convertidas nos formatos matricial e vetorial, de acordo com o método e o 
instrumento utilizado. 
Para NERO (2001), o processo de digitalização de mapas analógicos para 
a geração de arquivos vetoriais, abrange a digitalização via mesa, em tela 
(heads up), semi-automática e automática (as três últimas a partir de arquivos 
imagem). 
Segundo PAULINO (2000), a vetorização permite a construção de 
primitivas geométricas correspondentes às entidades gráficas no formato 
vetorial, a partir do reconhecimento manual, semi-automático ou automático de 
seqüências contínuas de pixels ou de agrupamentos de pixels na forma de 
áreas. 
O modo manual de vetorização (on screen) consiste na definição de 
pontos ou seqüências destes para construir entidades tipo ponto, linha, 
polilinha ou polígonos, através da intervenção sistemática do operador que 
deve apontar, com pontos data, as posições em que devem ser registradas as 
coordenadas pertinentes àquelas entidades. A qualidade final neste modo de 
 
 
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vetorização depende basicamente da habilidade do operador. 
De acordo com SOUZA et al. (2000), os softwares CAD (Computer Aided 
Design) são enquadrados como ferramentas gráficas suportadas pela 
tecnologia computacional, cujo objetivo é o desenvolvimento de desenhos e 
projetos gráficos no computador, disponibilizando comandos e ambientes para 
a representação gráfica com elevado grau de precisão e recursos visuais 
estáticos e dinâmicos que possibilitam o controle total do processo de 
desenvolvimento. 
 
3.6 Coleta de Dados Secundários 
Fonte: Professor Rodolfo Moreira de Castro Junior 
 (Laboratório de Topografia e Cartografia. Universidade Federal do Espírito Santo). 
 
 
3.6.1 Dados Espaciais 
 
3.6.1.1 Órgãos Principais 
 
Os dados espaciais existentes têm como fontes principais: 
 
1) Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e a Diretoria de 
Serviço Geográfico do Exército (DSG) como organizações responsáveis pelo 
mapeamento sistemático de todo o território nacional. A diretoria de Hidrografia 
e Navegação (DHN) e o Instituto de Cartografia Aeronáutica (ICA) para 
trabalhos específicos; 
2) Companhia de Pesquisa e Recursos Minerais (CPRM), Empresa 
Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), Instituto Brasileiro de 
Administração Municipal (IBAM), Instituto de Terras (caso do Planejamento 
Rural), Instituto Brasileiro do MeioAmbiente e Recursos Naturais Renováveis 
(IBAMA), Instituto Estadual de Florestas (IEF) e outras instituições Federais 
Estaduais; 
 
 
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3) Prefeituras Municipais e órgãos associados; 
4) Universidades e Institutos de Pesquisa, através de estudos e pesquisas 
já realizados e em execução sobre diversos campos, em especial sobre 
Geoprocessamento, permitindo a utilização de dados já em formato digital. 
No caso do IBGE e da DSG, a base cartográfica é composta pelas folhas 
do Sistema Cartográfico Nacional (SCN), em escalas de 1:1.000.000 (Projeção 
Cônica Conforme de Lambert) e 1:500.000, 1:250.000, 1:100.000, 1:50.000 e 
1:25.000 (Projeção UTM), constando das seguintes categorias ou níveis de 
informação: 
• hipsografia (curvas de nível); 
• limites; 
• pontos de referência; 
• hidrografia; 
• vegetação; 
• localidades; 
• sistemas de transporte; 
• obras de edificações. 
 
Outros dados complementares poderão ser obtidos nos seguintes órgãos: 
 
• Geologia (DNPM, CPRM e universidades); 
• Solos e Pedologia (EMBRAPA e universidades); 
• Uso e Cobertura do Solo (Fundação CIDE, IEF, GeoMinas); 
• Dados de GPS; 
• Lineares, como estradas, junto ao DNER ou DER; 
• Pontuais (Hospitais, Escolas, etc.), junto ao IBGE e prefeituras; 
• Fotografias Aéreas e Ortofotos (DSG, IBGE e empresas privadas); 
• Imagens de Satélites (INPE e empresas de Sensoriamento 
Remoto). 
 
 
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3.6.1.2 Bases Digitais 
 
Está em fase de implementação no IBGE a Mapoteca Topográfica Digital. 
Nesta MTD foi retirada a escala de 1:500.000 do SCN e acrescidas as escalas 
de 1:2.500.000 até 1:30.000.000, armazenadas no Projeto Brasil (IBGE,1997). 
Devido à topologia, as bases digitais formadas em um sistema raramente 
podem ser convertidas para outro. Na maioria das vezes, há necessidade de 
novamente construir a topologia sobre os arquivos DXF (no caso vetorial) ou 
GeoTIFF (no caso raster, pois ainda não se tem um formato universal), de 
acordo com as peculiaridades do SIG que está sendo utilizado. 
Este problema é maior na medida em que aplicações mais complexas 
exigem o uso de mais de um Sistema de Informação Geográfica, tendo em 
vista o custo dos aplicativos disponíveis no mercado. 
Contudo, tanto as bases digitais como as analógicas precisam ser 
verificadas. 
Segundo Carvalho Filho (1995), tem-se uma série de itens que devem ser 
cuidadosamente vistoriados a fim de que possam ser identificadas suas 
inconsistências, para uma possível adaptação. Estes critérios podem ser 
subdivididos em dois tipos: fontes de variação e incongruências. 
 
3.6.2 Dados Alfanuméricos 
 
3.6.2.1 Órgãos Principais 
 
Estes dados são geralmente originários de prefeituras (cadastro técnico 
municipal, imobiliário, de sinalização viária, de escolas, de hospitais e postos 
de saúde), de concessionárias (saneamento, energia e telefonia), de atividades 
econômicas (serviços, comércio e indústria) e principalmente de dados 
demográficos (IBGE). 
 
 
 
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a) Prefeituras 
 
No caso das prefeituras, as informações dependerão do seu nível de 
organização. 
Algumas prefeituras possuem um setor exclusivo para processamento de 
dados, como por exemplo, a PRODABEL em Belo Horizonte. Contudo, estes 
órgãos são vítimas das nuances políticas e, mesmo com funcionários 
permanentes, costumam ter sérios problemas na implementação de trabalhos 
estruturais como o de manter uma base de dados alfanuméricos atualizada. 
Alguns impostos como IPTU e o ISS, poderiam forçar estes órgãos a 
manter uma rotina de manutenção da base de dados. Contudo, nem as 
cidades pequenas conseguem andar em dia com suas bases, perdendo em 
arrecadação. 
 
b) Concessionárias 
 
Numa perspectiva mais positiva, as concessionárias de água, esgoto, lixo, 
energia e telefonia são verdadeiros depositários de informações alfanuméricas. 
São empresas com receita garantida e que precisam, por questões comerciais, 
manter seus bancos de dados sempre atualizados. Devido a essa duas razões, 
as concessionárias costumam a ter mais dados que as próprias prefeituras e, 
em algumas situações, que o próprio IBGE. 
Por estes dados estarem atualizados, eles são utilizados em diversas 
situações como parâmetros para substituir dados indisponíveis. Por exemplo, 
na ausência de dados de renda por residência, pode-se utilizar o parâmetro 
consumo de energia ou valor da conta de telefone por domicílio. No caso de 
bairros, pode-se utilizar o parâmetro quantidade de lixo orgânico, plástico ou 
vidro. Isto deve ser feito, checando-se a confiabilidade destes dados e suas 
reais potencialidades de se tornarem informações e ganho de conhecimento no 
trabalho a ser realizado. 
 
 
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c) Dados Demográficos 
 
Segundo Davis Jr & Fonseca (1997), a informação demográfica dá vida 
ao Geoprocessamento. De pouco adianta ter informações espaciais detalhadas 
sobre uma série de fenômenos, se não puder correlacionar essas informações 
à variável humana. A ocupação humana do espaço aparece, em graus 
variáveis de importância, em quase todas as classes de problemas de 
geoprocessamento. 
No Brasil, o órgão responsável pelas informações cartográficas e 
demográficas é o IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. O IBGE 
produz informações através do Censo e outras pesquisas de campo, em que 
sempre se especifica uma unidade espacial básica. No caso do Censo, esta 
unidade é o setor censitário. Para cada setor censitário, o IBGE dispõe de 
todas as informações coletadas, tais como quantidade de homens e mulheres, 
faixas etárias, faixas de renda, estrutura familiar, infra-estrutura, características 
construtivas e outras. Estas informações são posteriormente agregadas em 
diferentes níveis, tais como setor censitário, distrito, município e estado. 
Não existe uma unidade espacial de integração e divulgação da 
informação censitária, uma vez que a maioria destes dados está sistematizada 
por setor ou município, não atendendo a diversas situações. Este é mais um 
problema a ser superado na questão dos dados alfanuméricos. 
Contudo, dados alfanuméricos estatísticos e demográficos tornam-se 
muito mais inteligíveis quando espacializados. Em certas situações, pode-se 
dizer que estes dados passaram a ganhar vida, pois passaram a ser realmente 
úteis para a aquisição de conhecimento sobre algum fenômeno analisado. 
Completando o que disse Davis Jr & Fonseca, a informação demográfica dá 
vida ao geoprocessamento, que por sua vez dá vida aos dados demográficos, 
espacializando-os e tornando-os, informações úteis para tomada de decisão. 
 
 
 
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3.6.2.2 Coleta de Dados Primários 
 
Na inexistência de dados que atendam as demandas do projeto, será 
necessária a coleta de dados em campo, seja através da realização de 
cadastros (preenchimento de boletins ou questionários) por meio de 
entrevistas, através da observação dos fenômenos ou da coletae análise de 
amostras dos objetos estudados. Da mesma forma que a coleta de dados 
gráficos, esta etapa demanda prazos e custos que devem ser considerados 
pelo projeto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. Desenvolvimento de um SIG para projetos ambientais. 
4.1 Problematização 
Sendo coordenador (a) técnico da área ambiental da fundação de meio 
ambiente de seu município, você será responsável pela anuência de projetos 
de uso do solo, no que tange a análise dos impactos ambientais, licenciamento 
de atividades potencialmente poluidoras, fiscalização da instalação de novos 
empreendimentos, preservação e reabilitação dos recursos naturais e gestão 
ambiental de todo o território. 
Neste contexto, a identificação do meio ambiente, em seus aspectos 
físicos, bióticos e antrópicos e o reconhecimento de cada porção do território 
em análise, torna-se necessário para uma tomada de decisão apropriada. 
Enquanto gestor, você deve buscar ferramentas que auxiliem estas 
análises, definindo uma metodologia de trabalho, que vai muito além da 
simples vistoria de campo, cruzando informações em banco de dados 
geográficos que permitam simular o ambiente e detectar as alterações 
conseqüentes do processo de urbanização. 
Considerando essas atribuições, o chefe do poder executivo pretende 
revitalizar uma área no entorno de um importante rio da cidade, que possui em 
suas margens, desde a ocupação urbana até a presença de atividades 
industriais e áreas degradadas pela mineração de carvão. Segundo a 
legislação ambiental vigente, nestas áreas a ocupação antrópica é considerada 
irregular. 
Você deverá realizar um diagnóstico apresentando as características 
ambientais da área, apresentada na figura abaixo. 
 
 
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FIGURA 16- Área de Estudo: região oeste do município de Criciúma, SC. 
A área de estudo foi escolhida para fins específicos de exemplificar os exercícios propostos neste estudo de caso. 
 
4.2 Definição dos Dados a serem Utilizados no Estudo 
Com o intuito de criar uma base de dados para apoiar a análise das 
potencialidades e restrições quanto a implantação do empreendimento de 
forma ecologicamente sustentável, defina: 
1) Elementos cartográficos básicos que devem constituir a base de 
dados; 
2) Elementos Físicos que devem ser identificados; 
3) Aspectos Ambientais que devem ser identificados; 
4) Descreva os processos de obtenção desses dados; 
5) Crie um modelo de estruturação gráfica para a representação desses 
dados; 
6) Crie um banco de dados para armazenar as informações; 
7) Efetue análises espaciais (consulta ao banco de dados, mapas de 
distância e mapas de sobreposição). 
 
 
 
 
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4.3 Definição dos Objetivos 
a) Armazenar sados geográficos sobre os aspectos ambientais para a 
gestão territorial (Revitalização de Área Urbanizada as Margens de 
um trecho do rio Sangão, município de Criciúma, SC); 
b) Disponibilizar os dados para a consulta dos técnicos municipais; 
c) Gerar análise espacial para auxiliar a tomada de decisão dos 
técnicos municipais 
 
4.4 Modelagem de Dados Geográficos 
 
Um modelo de dados é um conjunto de conceitos que podem ser usados 
para descrever a estrutura e as operações em um banco de dados (Elmasri, 
2004). O modelo busca sistematizar o entendimento a respeito de objetos e 
fenômenos que serão representados em um sistema informatizado. No 
processo de modelagem é necessário construir uma abstração dos objetos e 
fenômenos do mundo real, de modo a obter uma forma de representação 
conveniente, embora simplificada, que seja adequada às finalidades das 
aplicações. A modelagem de dados geográficos é uma atividade complexa 
porque envolve a discretização do espaço como parte do processo de 
abstração, visando obter representações adequadas aos fenômenos 
geográficos. 
 
 
4.5 Criando um Projeto de SIG no ARCGIS 
 
1ª ETAPA – INICIALIZAÇÃO DO PROGRAMA ARCGIS 
 
1. Abra o Arc Gis 
2. No Menu INICIAR, escolha PROGRAMAS, depois ArcGIS e esolha ARC MAP; 
 
 
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3. Abrirá o programa ARCGIS 
 
 2ª ETAPA – EXPLORANDO O AMBIENTE DE TRABALHO DO ARCGIS 
 
1) Componentes: 
a) Data Frame: Gerenciamento dos Níveis de Informações; 
b) Tela Gráfica: Espaço para a Modelagem do projeto e preparação da folha de 
impressão; 
c) Barra de Título: Denominação do programa e do projeto; 
d) Barra de Ferramentas; Ícones de comandos 
e) Barra de Status: Sistema de Coordenadas. 
2) Módulos ArcMap, Arc Catalog e Arc Tools Box. 
3) Formatos de Arquivos: Projeto, Vetoriais e Matriciais. 
 
 
 
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3ª ETAPA – CRIAÇÃO DO PROJETO 
 
1. Salve o Arquivo num diretório específico do computador (meus documentos, ou 
C:\dados), atribuindo o nome do projeto: “Rio Sangao.mxd”. 
 
 4ª ETAPA – ATRIBUIÇÃO DE UM SISTEMA DE COORDENADAS PARA O PROJETO 
 
1. Clique duas vezes na Estrutura de Dados (DATA FRAME) (LAYERS). 
2. Abrirá a caixa PROPRIEDADES DA ESTRUTURA DE DADOS (DATA FRAME 
PROPERTIES). 
 
3. Clique na guia COORDINATE SYSTEM 
4. No quadro SELECT COORDINATE SYSTEM, escolha PROJECTED COORDINATE 
SYSTEM; 
5. Clique na Pasta UTM; 
6. Depois, escolha a pasta SOUTH AMERICA; 
 
 
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7. Encontre e selecione a opção SOUTH AMERICAN 1969 UTM ZONE 22S, para 
escolher o Sistema de projeção cartográfica utilizado pelo Sistema Geográfico 
Brasileiro; 
8. Observe na Barra de Status que o Sistema de coordnadas e as unidades foram 
configuradas para o Sistema UTM (metros). 
 
 
 
9. Salve o Arquivo do Projeto. 
 
 5ª ETAPA – ENTRADA DE DADOS 
1) ATRIBUIÇÃO DE UM SISTEMA DE COORDENADAS PARA O ARQUIVOS DE 
ENTRADA (EXEMPLO: IMAGEM DE SATÉLITE) 
 
1. Antes de Importar os Dados para o ArcGIS, você deve atribuir a eles o Sistema de 
Coordenadas que sera utilizado no projeto; 
2. Para isso, clique no ícone ArcToolBox, na Barra de Ferramentas Padrão do ArcGIS; 
 
3. A Guia do ArcToolBox sera incorporada a Tela Gráfica do ArcGIS; 
4. Clique duas vezes na opção DATA MANAGEMENT TOOLS. 
5. A opção de gerenciamento de dados sera expandida, então, clique duas vezes na 
opção PROJECTION AND TRANSFORMATION. 
 
 
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6. Escolha a opção Definir Projeção, clicando duas vezes sobre o comando DEFINE 
PROJECTION. 
7. Abrirá a Caixa de Diálogo DEFINE PROJECTION 
 
8. No quadro INPUT DATASET OR FEATURE CLASS, clique no botão ABRIR, no lado 
direito do campo e selecione o arquivo correspondente a imagem de satélite.tif. 
9. Noquadro COORDINATE SYSTEM, clique no botão do lado direio do campo para abrir 
a diálogo SPATIAL REFERENCE PROPERTIES. 
 
10. Clique no botão SELECT. 
 
 
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11. Escolha o Sistema de coordenada UTM, clicando em PROJECTED COORDINATE 
SYSTEM—UTM—SOUTH AMERICA—SOUTH AMERICAN 1969 ZONE 22S,prj, 
respectivamente. 
12. De volta a caixa de diáloo SPATIAL REFERENCE PROPERTIES, clique no botão OK. 
13. De volta a caixa de diálogo DEFINE PROJETION, clique no botão OK. 
14. O ArcGIS irá atribuir ao arquivo DA IMAGEM o mesmo Sistema de Coordenadas 
utilizado no projeto. Se no final do processamento a mensagem de execução informar que 
houve suesso na operação, você pode escolher o botão FECHAR para finalizar o 
processo. 
 
 
2) IMPORTAÇÃO DE DADOS 
 
1. Para importar dados no ArcGIS, você deve clicar no Botão ADD DATA, na barra de 
ferramentas padrão do programa. 
2. Abrirá a caixa de diálogo ADD DATA. Encontre o diretório onde você armazenou a 
imagem de satélite, selecione o arquivo e clique no botão ADD. 
 
 
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3. A imagem de Satélite surgirá na Tela grafica. 
 
 
 
 
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 6ª ETAPA – GEORREFERENCIAMENTO DE UMA IMAGEM AÉREA 
 
A) Habilitação da Ferramenta Georreferencing 
 
1. Habilite a barra de ferramenta GEOREFERENCING; 
2. No menu VIEW, selecione a opção TOOLBARS, e ative a ferramenta 
GEOREFERENCING; 
 
3. Arraste a barra de ferramentas GEOREFERENCING para encaixar no ambiente de 
trabalho do ArcMap; 
 
 
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B) Identificação dos Pontos de Controle 
 
4. Certifique-se que a imagem de satellite foi adicionada no arquivo do projeto. 
 
5. Utilize o comando Zoom para localizar na imagem um ponto que pode ser facilmente 
encontrado no terreno. 
6. Amplie bem a imagem no local do ponto, até que seus pixels possam ser visualizados 
individualmente (imagem “serrilhada”); 
7. Escolha o pixel que mais se aproxima da real localização do Ponto de Controle e crie o 
desenho de um ponto, utilizando o comando DRAW A MARKER (POINT SYMBOL), na 
barra de desenho do ArcMap. 
 
 
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8. Utilize o comando NEW TEXT para atribuir um nome ao PC. As figuras abaixo 
apresentam o resultado da identificação do ponto de controle 01, localizado no canto 
inferior esquerdo da imagem, representando o canto direito de um canteiro do trevo que 
cruza a avenida Vante Rovaris, no município de Forquilhinha. 
 
 
 
 
 
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9. Repita este procedimento para identificar 12 pontos de controle, distribuídos de forma 
homogênea na imagem. A figura abaixo apresenta o resultado da identificação dos 
Pontos de Controle da imagem aérea. 
 
 
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10. Após a identificação dos Pontos de Controle, devem ser elaborados croquis para 
facilitar a localização dos pontos no terreno durante a medição. Os croquis devem 
apresentar um recorte da imagem ampliada, permitindo visualizar com detalhes a 
localização do ponto, uma imagem do entorno, permitindo identificar os acessos diretos 
do ponto e uma imagem geral, mostrando o caminho a ser percorrido entre o escritório e o 
PC. O croqui apresenta ainda uma descrição contendo o itinerário a ser percorrido, 
informando os topônimos dos logradouros e os principais pontos de referência e, alguns 
campos para o preenchimento de Informações sobre o horário de início e término da 
coleta, nome do operador, observações gerais e coordenadas do ponto. A figura abaixo 
apresenta um exemplo de croqui de localização de um dos pontos identificados na etapa 
anterior. 
 
 
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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
CROQUI DE LOCALIZAÇÃO DE PONTOS DE CONTROLE
IDEN TIF ICAÇÃO DO PONTO
NO M E D O P O NT O1
L O G RA D O U RO3 B A IRR O4 M U N IC ÍP IO5 O B JE TO6
COORDENADAS DO PONTO2
E
(Y)
N
(X)
LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE CONTROLE
De sc riçã o d o P o n to7
It in e rá rio8
N o m e O p e ra d o r9 D a ta C o le ta1 0 H o r á r io In íc io C o le ta11 Ho rá rio Té rm in o Co le ta1 2
O b se rva çõ e s1 3
UNESC
PC08 
PC08
Rua Archangelo Meller Santa Augusta Criciúma Trevo
655646.6436824872.918
Canto leste do trevo entre as ruas Archângelo Meller e Voimir Wasniewski,
no bairro Santa Augusta. Canto de menor ângulo do trevo (aprox. 25 ). 
Saída da UNESC no portão oeste. Contornar parcialmente o terminal de
ônibus do bairro Pinheirinho. Entrar na rua João Paes e seguir até a
avenida dos Italianos. Seguir dois quarteirões e entrar à esquerda na rua
Archângelo Meller. Percorrer cerca de 200 metros até o primeiro trevo.
Fabiano 20/07/2009 14:33 14:34
0
 
 
C) MEDIÇÃO DOS PONTOS DE CONTROLE 
 
11. As coordenadas dos pontos de controle podem ser obtidas em dados secundários, 
utilizando outra imagem Georreferenciada ou carta topográfica ou através de 
levantamento de campo, auxiliado por instrumentos de medição, neste caso, geralmente 
são utilizados os Sistemas de posicionamento Global (GPS). Para trabalhos de maior 
precisão, utilizam-se equipamentos de precisão submétrica ou até milimétrica. Para 
 
 
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trabalhos que não exigem muita precisão, a medição pode ser efeutada com instrumentos 
de navegação, admitindo erros de aproximadamente 10 metros. 
 
D) AJUSTAMENTO 
 
12. Obtidas as coordenadas dos Pontos de Controle, pode-se utilizar uma equação 
matemática para a transformação do Sistema de Coordenadas da imagem para o modelo 
definido para o projeto. A transformação compreende no deslocamento, modificação do 
tamanho e rotação da imagem. 
No ArcGIS, utilizaremos o modelo polinomial para efetuar o ajustamento da imagem para 
o Sistema UTM/SAD69. O grau do polinômio utilizado pode ser escolhido, de acordo com 
a quantidade de pontos de controle disponíveis para a operação. A tabela abaixo 
apresenta as coordenadas UTM dos 12 pontos de controle utilizados neste exercício. 
 
PC N(y) E(x) 
01 6821734.18 653976.60 
02 6821989.48 655900.49 
03 6822006.89 657450.29 
04 6823768.51 657062.05 
05 6823674.89 655458.27 
06 6823002.51 653903.39 
07 6824751.00 653393.39 
08 6824823.60 655587.00 
09 6824932.47 657363.90 
10 6826181.08 657833.7011 6826008.01 655451.40 
12 6826243.20 653769.00 
 
 
13. No ArcGIS, clique na barra GEOREFERENCING e desabilite a opção Auto Adjust; 
 
 
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14. Utilize Zoom para ampliar o primeiro ponto de controle identificado na imagem, até 
visualizar o pixel escolhido para a fixação do PC; 
 
15. Clique no botão ADD CONTROL POINTS, na barra de ferramentas 
GEOREFERENCING; 
 
 
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16. Clique sobre o PC identificado na imagem e pressione o botão direito do mouse; 
17. Escolha a opção Imput X and Y ... 
 
18. Abrirá a caixa de diálogo ENTER COORDINATES; 
19. Digite os valores das coordenadas UTM obtidas no terreno para o respective Ponto de 
Controle; 
 
20. Pressione o botão OK; 
21. Repita os passos 12 a 17 para os demais Pontos de Controle; A figura abaixo 
apresenta a fixação dos 12 PC’s. 
 
 
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22. Na barra de ferramentas GEOREFERENING, clique no botão VIEW LINK TABLE, 
para abrir a tabela de visualização dos PC’s; 
 
23. Abrirá a caixa de diálogo LINK TABLE; 
 
 
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24. Clique no botão SAVE para salvar um arquivo de texto com as coordenadas dos 
pontos de controle. Este arquivo poderá ser útil no futuro para a realização de outros 
ajustes ou para a recuperação das coordenadas dos PC’s. 
25. Mantenha o modelo matemático de transformação polinomial de primeira ordem e 
clique no botão AUTO ADJUST; 
26. A imagem é transformada e a tabela apresenta o Erro Médio Quadrático (RMS) do 
ajustamento e os residuos individuais de cada PC; 
27. Você pode simular vários ajustamentos, utilizando diferentes ordem polinomiais e 
eliminar um ou mais PC’s que possuem residuos muito altos, porém, certifique-se que a 
distribuição dos PC’s continuem homogêneos na imagem. 
O ajustamento está adequado quando o RMS do modelo é inferior a 0,5 pixels; 
Quanto maior o grau do polinômio, maior pode ser a deformação de areas específicas da 
imagem que não são cobertas por pontos de controle. 
28. Após definir o modelo de ajustamento e os PC’s que serão utilizados, pressione o 
botão OK; 
 
 
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29. A figura abaixo apresenta o resultado do Austamento da imagem para o Sistema 
UTM/SAD 69; Observe as coordenadas na barra de Status do ArcMap. 
 
30. Para gerar um arquivo de Reamostragem, ou seja, criar uma nova imagem 
Georreferenciada, a partir da imagem original, você deve seguir os seguintes passos; 
31. Na barra de ferramentas GEOREFERENCING, escolha a opção RECTIFY; 
 
 
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32. Abrirá a caixa de diálogo SAVE AS; 
 
33. No campo CELL Size, mantenha o valor padrão para definir o tamanho do pixel; 
34. Em Resample Type, escolha a opção Nearest Neighbor, para escolher o modelo 
matemático de Reamostragem (Vizinho mais próximo); 
35. Em Output Location, indique a parta de armazenamento do arquivo matricial a ser 
gerado; 
36. No campo Name, digite ImagemSatGeo, para atribuir o nome do arquivo que sera 
criado; 
 
 
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37. Em Format, escolha a extensão Tiff; 
38. Clique no botão Save para efetuar a Reamostragem. 
 
 
 7ª ETAPA – FOTOINTERPRETAÇÃO E VETORIZAÇÃO DA IMAGEM AÉREA 
 
1) DADOS UTILIZADOS 
 
1. Em um projeto novo, insira o arquivo matricial da imagem de alta resolução do Satélite 
QUICK BIRD georreferenciada e o polígono definidor da Área de Estudo. Para definir o 
polígono, desenhe o eixo do rio Sangão, no trecho apresentado na figura abaixo 
(Confluência com o rio Criciúma até a confluência com o córrego que passa na área 
degradada próximo ao aeroporto de Forquilhinha), depois, crie um Mapa de distância 
(Buffer), com 100 metros para cada lado das margens (considere a largura de 10 metros 
para o rio Sangão). 
 
 
 
 
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2) CRIAÇÃO DE UM ARQUIVO DE FEIÇÕES (shapefile) VAZIO. 
 
1. Abra o Arc Catalog 
2. Na árvore do Catálogo, selecione a pasta SHAPES; 
 
3. Na guia CONTENTS, clique com o botão direito do mouse na parte branca da tela; 
4. No menu de contexto que abrirá, escolha a opção NEW – SHAPEFILE; 
 
 
 
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5. Abrirá a caixa de diálogo CREATE NEW SHAPEFILE; 
 
6. Em NAME, digite o nome do arquivo shape que será criado. Ex.; USO_SOLO; 
7. Em FEATURE TYPE (tipo de feição), escolha POLYLINE; 
8. Em SPATIAL REFERENCE, clique no botão EDIT, para configurar o sistema de 
projeção cartográfico do projeto (UTM/SAD-69); 
9. Clique no botão OK para finalizar a criação do arquivo shapefile. 
 
 
3) DIGITALIZAÇÃO VETORIAL INTERATIVA. 
 
1. No ArcMap, insira o arquivo shapefile criado na etapa anterior; 
2. Habilite a barra de ferramentas EDITOR, clique com o botão direito em qualquer ícone 
de uma barra de ferramentas habilitada. No menu de contexto que abrirá, escolha a 
opção EDITOR; 
3. Abrirá a barra de ferramentas EDITOR; 
 
 
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4. Clique no menu EDITOR, e escolha a opção START EDITING; 
 
 
5. Na caixa de mensagem que surgirá (ocasionalmente), escolha o layer do arquivo 
shapefile USO_SOLO para indicar qual arquivo será editado e pressione o botão OK; 
6. A barra de ferramentas EDITOR será ativada; 
7. Aumente o nível de visualização (zoom), de uma das extremidades do desenho (Ex.: 
inferior); 
 
 
 
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8. Certifique-se que o layer alvo (target) USO_SOLO, esteja ativo; 
9. O ArcMap está pronto para iniciar a digitalização das feições. No entanto, adote as 
seguintes medidas para obter sucesso na elaboração de seu mapa: 
a) Utilize a feição existente do limite da área de estudo para delimitar a área de 
extensão de seu desenho; 
b) Não crie linhas duplicadas, ou seja, não é necessário redesenhar uma linha já 
exististe; 
c) Utilize as funções de precisão de vértices (osnap) para desenhar corretamente os 
vértices iniciais e finais de cada feição; 
d) Utilize o terceiro botão do mouse (botão de rolagem)

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