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NOÇÕES DE GEOPROCESSAMENTO Caro(a) aluno(a), A Universidade Candido Mendes (UCAM), tem o interesse contínuo em proporcionar um ensino de qualidade, com estratégias de acesso aos saberes que conduzem ao conhecimento. Todos os projetos são fortemente comprometidos com o progresso educacional para o desempenho do aluno-profissional permissivo à busca do crescimento intelectual. Através do conhecimento, homens e mulheres se comunicam, têm acesso à informação, expressam opiniões, constroem visão de mundo, produzem cultura, é desejo desta Instituição, garantir a todos os alunos, o direito às informações necessárias para o exercício de suas variadas funções. Expressamos nossa satisfação em apresentar o seu novo material de estudo, totalmente reformulado e empenhado na facilitação de um construto melhor para os respaldos teóricos e práticos exigidos ao longo do curso. Dispensem tempo específico para a leitura deste material, produzido com muita dedicação pelos Doutores, Mestres e Especialistas que compõem a equipe docente da Universidade Candido Mendes (UCAM). Leia com atenção os conteúdos aqui abordados, pois eles nortearão o princípio de suas ideias, que se iniciam com um intenso processo de reflexão, análise e síntese dos saberes. Desejamos sucesso nesta caminhada e esperamos, mais uma vez, alcançar o equilíbrio e contribuição profícua no processo de conhecimento de todos! Atenciosamente, Setor Pedagógico Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 3 SUMÁRIO INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................... 4 CONCEITOS E DEFINIÇÕES SOBRE O GEOPROCESSAMENTO ................................................ 8 CONCEITOS E DEFINIÇÕES ................................................................................................................ 8 ONDE E COMO UTILIZAR AS TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO ....................................... 9 ALGUMAS TÉCNICAS DO GEOPROCESSAMENTO ...................................................................... 12 TÉCNICAS PARA COLETA DE INFORMAÇÃO ESPACIAL ...................................................... 13 TÉCNICAS DE ARMAZENAMENTO DE INFORMAÇÃO ESPACIAL ....................................... 14 TÉCNICAS PARA TRATAMENTO E ANÁLISE DE INFORMAÇÃO ESPACIAL: .................... 15 TÉCNICAS PARA O USO INTEGRADO DE INFORMAÇÃO ESPACIAL .................................. 16 A TRAJETÓRIA HISTÓRICA DO GEOPROCESSAMENTO DE DADOS ....................................... 17 TRAJETÓRIA NO BRASIL .............................................................................................................. 18 PARADIGMA DE ORIENTAÇÃO A OBJETOS ................................................................................. 20 APLICAÇÕES DO GEOPROCESSAMENTO DAS INFORMAÇÕES EM URBANIZAÇÃO E PROBLEMAS SOCIAIS .......................................................................................................................... 23 DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E QUALIDADE DE VIDA ............................................... 24 URBANIZAÇÃO BRASILEIRA E OS PROBLEMAS SOCIAIS ........................................................ 26 GERENCIAMENTO DE ESPAÇO FÍSICO-TERRITORIAL .......................................................... 36 GEOPROCESSAMENTO E COMBATE À CRIMINALIDADE ......................................................... 38 COLOCANDO DADOS NO MAPA: A ESCOLHA DA UNIDADE ESPACIAL DE AGREGAÇÃO E INTEGRAÇÃO DE BASES DE DADOS EM SAÚDE E AMBIENTE ATRAVÉS DO GEOPROCESSAMENTO ....................................................................................................................... 43 ESCOLHA DA UNIDADE ESPACIAL MÍNIMA DE AGREGAÇÃO DE DADOS .......................... 44 BASES DE DADOS EM SAÚDE E AMBIENTE E SEU GEORREFERENCIAMENTO .................. 47 USO DO SIG NA INTEGRAÇÃO DE DADOS AMBIENTAIS E SANITÁRIOS .............................. 50 CONSIDERAÇÕES FINAIS.................................................................................................................. 52 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................................... 54 Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 4 INTRODUÇÃO De acordo com o Geógrafo Marcos Aurélio de Araújo Gomes1 (2014), professor e diretor da APROGEO-SP (Associação Profissional dos Geógrafos do Estado de São Paulo), Geoprocessamento representa um conjunto de tecnologias capazes de coletar e tratar informações georreferenciadas, que permitam o desenvolvimento constante de novas aplicações. Neste sentido, as tecnologias que são englobadas nesta concepção, fazem cada vez mais parte do nosso dia-a-dia. São elas: o Sensoriamento Remoto (SR), o Sistema de Informação Geográfica (SIG) e o Sistema de Posicionamento Global (GPS), este último mais conhecido pela sua sigla em inglês. Sob a ótica de Câmara et al. (2005), o entendimento da tecnologia de Geoprocessamento requer, preliminarmente, uma descrição de alguns conceitos básicos, os quais veremos ao longo deste módulo. Já conforme Rodrigues (1993), Geoprocessamento é um conjunto de tecnologias de coleta, tratamento, manipulação e apresentação de informações espaciais, voltado para um objetivo específico. E, por que é importante o geoprocessamento, na contemporaneidade? Devido às inúmeras modificações que o homem tem promovido na natureza e, consequentemente, no meio que nos cerca, modificando a paisagem e contribuindo para o surgimento de diversos problemas ambientais e socioeconômicos, em níveis importantes, faz-se imprescindível, o uso do geoprocessamento, em áreas urbanas e rurais. Isto porque, a urbanização modifica todos os elementos da paisagem, tais como, o solo, a geomorfologia, a vegetação, a fauna, a hidrografia, o ar e o clima, através de uma ocupação, muitas vezes, desordenada e indiscriminada, recorrentemente, nos centros urbanos, a partir da segunda metade do século XX, efetivamente. Este fator tem sido uma das principais fontes de problemas ambientais das cidades, devido à elevada desigualdade em termos de distribuição da renda, bem como, as precárias condições de moradias, somadas ao difícil acesso aos serviços 1 Disponível em: <http://www3.edu.br/pesquisa/publica%C3%A7%C3%B5es/artigos-cient%C3%ADficos/ professores/sequenciais/o-que-%C3%A9-e-para-que-serve-o>. Acesso em: 12 Jun. 2014. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 5 públicos, particularmente na parcela da população mais carente, residente nas periferias, das grandes cidades, completamente vulnerável em termos socioambientais. Nesse sentido, podemos afirmar, conforme Carvalho e Braga (2010), que os elevados níveis de pobreza urbana, exclusão social e degradação ambiental têm caracterizado a urbanização brasileira. Assim, sendo fato a modificação da paisagem natural, como podemos saber o local exato e as dimensões dessas modificações? Resposta: através do geoprocessamento 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, dentre outras. Ou seja: o geoprocessamento nada maisé que o uso automatizado de informação que, de alguma forma, está vinculada a um determinado lugar no espaço, seja por meio de um simples endereço ou por coordenadas (LAZZAROTTO, 2002). Entre os vários sistemas que fazem parte do Geoprocessamento, está o Sistema de Informações Geográficas (SIG) que reúne maior capacidade de processamento e análise de dados espaciais. A utilização destes sistemas produz informações que permitem tomar decisões para colocar em prática várias ações. Noutrossim, o SIG é erroneamente considerado, por muitos, um geoprocessamento. Geoprocessamento é um conceito muito mais abrangente, representando qualquer tipo de processamento de dados georreferenciados, enquanto o SIG processa dados gráficos (por exemplo, mapas) e alfanuméricos (por exemplo, tabelas) com a finalidade de desenvolver análises espaciais e modelagens da superfície. Comparativamente com o SR, existe um número bem maior de programas desenvolvidos para o SIG, como o Sistema de Análise Geo-Ambiental (SAGA), além do próprio SPRING. Assim, para que o SIG cumpra suas finalidades, há a necessidade de dados. A aquisição de dados em Geoprocessamento deve partir de uma definição clara dos parâmetros, indicadores e variáveis, que serão necessários ao projeto a ser implementado. Deve-se verificar a existência destes dados nos órgãos apropriados (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), Departamento de Sistema Geográfico do Exército Brasileiro (DSG), Prefeituras, concessionárias Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 6 e outros). A sua ausência implicará num esforço de geração que dependerá de custos, prazos e processos disponíveis para aquisição. O SR é a tecnologia capaz de obter imagens e outros tipos de dados através do monitoramento da superfície terrestre, através da captação e do registro da energia eletromagnética refletida ou emitida da superfície. Existem vários programas que executam atividades de processamento digital de imagens, entre eles o Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas (SPRING), desenvolvido pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Outro produto muito popular e que devido a sua gratuidade é amplamente utilizado, é o Google Earth, pois permite sobrevoar o planeta através das imagens de satélite. Estes sistemas se aplicam a qualquer tema que manipule dados ou informações vinculadas a um determinado lugar no espaço, e que seus elementos possam ser representados em um mapa, como casas, escolas, hospitais, etc. Quanto ao GPS, este é um sistema de posicionamento por satélites utilizado para a determinação da posição de um receptor na superfície terrestre. Este posicionamento é apresentado em coordenadas de longitude, latitude e altitude. Este sistema pertence aos EUA e possui inserção no mundo inteiro, mas já começa a sofrer a concorrência de sistemas similares como o europeu (GALILEO) e o russo (GLONASS). Nesse aspecto, o Brasil é um país com uma expressão fantástica no restrito mundo dos países que investem na pesquisa e desenvolvimento de produtos técnicos espaciais. A prova disso é que recentemente o nosso país, em parceria com a China, lançou em 1999 o primeiro satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres (CBERS), o CBERS-1, e em 2003 o CBERS-2. O sucesso desta parceria foi tamanho que os dois países renovaram seus interesses de produzirem e lançarem mais dois satélites. As imagens de satélite coletadas pelo CBERS podem ser adquiridas gratuitamente no site do INPE. Em janeiro de 2012, a revista britânica Nature indicou que os negócios relativos ao Geoprocessamento estavam entre os três mercados emergentes mais importantes da atualidade, junto com a nanotecnologia e a biotecnologia. Atualmente, as aplicações das tecnologias em Geoprocessamento ramificaram-se para várias áreas do conhecimento, como a Geografia, a Biologia, a História, a Engenharia, a Arquitetura, os Sistemas de Informação, entre outros, atendendo as mais variadas necessidades de nossa sociedade, como o desenvolvimento de bases Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 7 cartográficas, a análise de recursos naturais, a implantação de redes de infraestrutura (abastecimento de água, esgoto, drenagem, energia elétrica, e comunicações), os estudos em planejamento urbano-ambiental, os mapeamentos em segurança-pública e atividades militares, as análises de mercados para a prospecção de produtos e serviços, a otimização e segurança para o transporte de cargas e pessoas através monitoramento de veículos, entre outras aplicações. Assim, a cada ano que passa, as aplicações das tecnologias de Geoprocessamento tornam-se mais necessárias ao desenvolvimento das sociedades que necessitem planejar e implementar o seu desenvolvimento, o que torna este curso imprescindível. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 8 CONCEITOS E DEFINIÇÕES SOBRE O GEOPROCESSAMENTO De acordo com Xavier-da-Silva (1992 apud MOURA, 2003, p. 9), a obtenção de informações sobre a distribuição geográfica de fenômenos e objetos é parte importante das atividades de organização da sociedade. Antes contidas em mapas e documentos em papel impresso, o desenvolvimento da Informática na segunda metade do século XX possibilitou armazenar e representar tais informações em ambiente computacional, culminando no advento da prática do Geoprocessamento que pode ser tido, em conformidade com Xavier-da-Silva, como, um ramo do processamento de dados que opera transformações nos dados contidos em uma base de dados referenciada territorialmente (geocodificada), usando recursos analíticos, gráficos e lógicos, para a obtenção e apresentação das transformações desejadas. (XAVIER-DA-SILVA, 1992, p. 48). CONCEITOS E DEFINIÇÕES O entendimento da tecnologia de Geoprocessamento requer, preliminarmente, uma descrição de alguns conceitos básicos. Estes conceitos visam esclarecer as questões básicas do Geoprocessamento: Como representar, em computadores, os dados geográficos? Como as estruturas de dados geométricas e alfanuméricas se relacionam com os dados do mundo real? É fato que a coleta de informações sobre a distribuição geográfica de recursos minerais, propriedades, animais e plantas sempre foi uma parte importante das atividades das sociedades organizadas. Até recentemente, no entanto, isto era feito apenas em documentos e mapas em papel, o que impedia uma análise que combinasse diversos mapas e dados. Com o desenvolvimento simultâneo (na segunda metade do século XX) da tecnologia de informática, tornou-se possível armazenar e representar tais informações em ambiente computacional, abrindo espaço para o aparecimento do Geoprocessamento. Nesse contexto, 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. As ferramentas computacionais para Geoprocessamento, chamadas de Sistemas de Informação Geográfica Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivosautores. 9 (SIG), permitem realizar análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados georreferenciados. Tornam ainda possível automatizar a produção de documentos cartográficos (CÂMARA; DAVIS, 2005). Segundo Moura (2003), a palavra Geoprocessamento é o hibridismo do termo grego gew (Terra) com o termo latino processus (progresso, “andar avante”), significando implantar um processo que traga um progresso, um andar avante, na representação da superfície da Terra. Reúnem-se hardware, software, base de dados, metodologias e operador, que analogicamente correspondem às ferramentas materiais e virtuais de trabalho, à matéria-prima, às técnicas do ofício e ao trabalhador. Com os componentes técnicos de suporte material (hardware) e os programas de manipulação de dados no suporte lógico (software), trabalhar com Geoprocessamento significa utilizar computadores como instrumentos de manuseio de dados para representação digital do espaço geográfico. De forma genérica, podemos explicar assim: “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. Num país de dimensões continentais como o Brasil, com uma grande carência de informações adequadas para a tomada de decisões sobre os problemas urbanos, rurais e ambientais, o Geoprocessamento apresenta um enorme potencial, principalmente se baseado em tecnologias de custo relativamente baixo, em que o conhecimento seja adquirido localmente. ONDE E COMO UTILIZAR AS TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO Trabalhar com geoinformação significa, antes de qualquer coisa, 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. É costume dizer-se que Geoprocessamento é uma tecnologia interdisciplinar, que permite a convergência de diferentes disciplinas científicas para o estudo de fenômenos ambientais e urbanos. Ou ainda, que “o espaço é uma linguagem comum” para as diferentes disciplinas do conhecimento. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 10 Apesar de aplicáveis, estas noções escondem um problema conceitual: a pretensa interdisciplinaridade dos SIG’s é obtida pela redução dos conceitos de cada disciplina a algoritmos e estruturas de dados, utilizados para armazenamento e tratamento dos dados geográficos. Isto pode ser aplicado em diversas áreas, completamente diferentes e até divergentes, tais como, os exemplos a seguir, retratados por Câmara Monteiro (2005): um sociólogo deseja utilizar um SIG para entender e quantificar o fenômeno da exclusão social numa grande cidade brasileira; um ecólogo usa o SIG com o objetivo de compreender os remanescentes florestais da Mata Atlântica, através do conceito de fragmento típico de Ecologia da Paisagem; um geólogo pretende usar um SIG para determinar a distribuição de um mineral numa área de prospecção, a partir de um conjunto de amostras de campo. Como pudemos perceber, cada especialista lida com conceitos de sua disciplina (exclusão social, fragmentos, distribuição mineral). Para utilizar um SIG, é preciso que cada especialista transforme conceitos de sua disciplina em representações computacionais. Após esta tradução, torna-se viável compartilhar os dados de estudo com outros especialistas (eventualmente de disciplinas diferentes). Em outras palavras, e que fique bem claro: quando se fala que o espaço é uma linguagem comum no uso de SIG, a referência é ao espaço computacionalmente representado e não aos conceitos abstratos de espaço geográfico. Do ponto de vista da aplicação, utilizar um SIG implica em escolher as representações computacionais mais adequadas para capturar a semântica de seu domínio de aplicação. Do ponto de vista da tecnologia, desenvolver um SIG significa oferecer o conjunto mais amplo possível de estruturas de dados e algoritmos capazes de representar a grande diversidade de concepções do espaço. O conjunto de dados cujo significado contém associações ou relações de natureza espacial formam uma informação geográfica (TEXEIRA et al., 1992 apud ROCHA, 2000), dispostas em planilhas alfanuméricas, matrizes e representações gráficas vetoriais. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 11 Para que essas informações sejam submetidas ao processamento computacional, a cada tipo de informação é associado um valor numa escala de medida ou referência, o que insere a representação dos fenômenos geográficos na lógica dos sistemas de informação. Em sendo, podemos listar outros exemplos de usos do Geoprocessamento: a determinação de aptidão agrícola – com os mapas de solo, de declividade e de precipitação de determinada região submetidos a uma escala de medida de qualidade, o cálculo da média ponderada entre o tipo de solo, o valor da declividade e a quantidade de precipitação média mensal indica como boa, média ou ruim a aptidão agrícola das porções dessa região; a indicação de susceptibilidade à urbanização – a inclinação do relevo conjugada ao uso e à ocupação do solo permite a definição de áreas vulneráveis à expansão urbana, caracterizadas por relevo de baixa inclinação e próximas a áreas já ocupadas (FLORENZANO, 2002); a definição da taxa de expansão urbana – delimitação e cálculo do tamanho da mancha urbana identificada em imagens de uma mesma área datadas sucessivamente (FLORENZANO, 2002). Em vista de todo o quadro acima, podemos afirmar que várias são as Ciências que se beneficiam de seus resultados, como a Agronomia e o Urbanismo. Transpondo limites científicos disciplinares, através dos trabalhos de localização dos fenômenos e equacionamento e esclarecimento das condições espaciais, o Geoprocessamento é tido por Rocha (2000, p. 210), como, uma tecnologia transdisciplinar, que, através da axiomática da localização e do processamento de dados geográficos, integra várias disciplinas, equipamentos, programas, processos, entidades, dados, metodologias e pessoas para coleta, tratamento, análise e apresentação de informações associadas a mapas digitais georreferenciados (ROCHA, 2000, p. 210). Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 12 ALGUMAS TÉCNICAS DO GEOPROCESSAMENTO Coleta, armazenamento, tratamento e análise e uso integrado são, portanto, elementos participantes do conjunto de técnicas relacionadas ao tratamento da informação espacial. Geoprocessamento é uma tecnologia formada pela confluência de outras tecnologias, a saber: Sistema de Posicionamento Global (GPS); Sensoriamento Remoto; Processamento Digital de Imagens (PDI); Cartografia Digital; Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados (SGBD); Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Cada uma possui características que as singularizam, sendo, ainda, agrupadas entre as que permitem: a aquisição de dados (Sensoriamento Remoto, Cartografia Digital e GPS); as que permitem a organização, o gerenciamento e a apresentação dos dados (SGBD, Cartografia Digital e SIG); e, asque permitem o processamento dos dados (PDI, SGBD e SIG). Algumas se enquadram em mais de um grupo devido às várias possibilidades de trabalho que permitem. Porém, todas convergem no SIG (COUTO, 2009). Voltando às técnicas, Vieira (2002) cita pelo menos quatro categorias de técnicas relacionadas ao tratamento da informação espacial: 1. Técnicas para coleta de informação espacial. 2. Técnicas de armazenamento de informação espacial. 3. Técnicas para tratamento e análise de informação espacial. 4. Técnicas para o uso integrado de informação espacial. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 13 Informações georreferenciadas têm como característica principal a localização, ou seja, estão ligadas a uma posição específica do globo terrestre por meio de suas coordenadas. Vários sistemas fazem parte do Geoprocessamento, dentre os quais o SIG, como já dito, é o sistema que reúne maior capacidade de processamento e análise de dados espaciais, mas é importante frisar sempre, principalmente para aqueles que estão chegando à área. A utilização destes sistemas produz informações que permitem tomar decisões para colocar ações em prática. Estes sistemas se aplicam a qualquer tema que manipule dados ou informações vinculadas a um determinado lugar no espaço, e que seus elementos possam ser representados em um mapa, como casas, escolas ou hospitais. Segue abaixo uma breve explicação das principais técnicas relacionadas ao tratamento da informação espacial, com destaque para as técnicas de uso integrado de informação espacial (SIG). TÉCNICAS PARA COLETA DE INFORMAÇÃO ESPACIAL Aqui temos como principal representante a Cartografia! Segundo Timbó (2000, p. 1), Cartografia é a Ciência e Arte que se propõe a representar através de mapas, cartas e outras formas gráficas (computação gráfica) os diversos ramos do conhecimento do homem sobre a superfície e o ambiente terrestre. Ciência quando se utiliza do apoio científico da Astronomia, da Matemática, da Física, da Geodésica, da Estatística e de outras ciências para alcançar exatidão satisfatória. Arte quando recorre às leis estéticas da simplicidade e da clareza, buscando atingir o ideal artístico da beleza. A Cartografia, cuja função essencial é representar a realidade através de informações espaciais de uma forma organizada e padronizada incluindo acuracidade, precisão, recursos matemáticos de projeções cartográficas, datum para a determinação de coordenadas e ainda recursos gráficos de símbolos e textos, têm tido suas aplicações estendidas a todas as atividades que de alguma forma necessitem conhecer parte da superfície terrestre. São ferramentas fundamentais para a cartografia: a aquisição de dados a partir de plataformas espaciais, através de sensores montados em satélites artificiais; a restituição de imagens através de ortofotos digitais; Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 14 a representação, por uma projeção ortogonal cotada, de todos os detalhes da configuração do solo (topografia); a precisão dos dados de localização espacial fornecidos por sistemas de posicionamento global por satélites (GPS); e, a obtenção de medidas terrestres precisas através de fotografias especiais, obtidas com câmaras métricas e com recobrimento estereoscópico (fotogrametria). TÉCNICAS DE ARMAZENAMENTO DE INFORMAÇÃO ESPACIAL As informações espaciais são, via de regra, armazenadas em algum tipo de banco de dados. Banco de dados é uma coleção de registros ou conjunto de dados que contêm informações sobre um determinado assunto ou determinada organização. Sistema de Banco de Dados (SBD) são softwares projetados para gerir grandes volumes de informações. Esse gerenciamento implica na definição das estruturas de armazenamento das informações e na definição dos mecanismos para o tratamento dessas informações. Um sistema de banco de dados tem como principal objetivo permitir ao usuário a utilização, de forma produtiva, das informações contidas em cada banco e aquela resultante da interação entre eles. Destacam-se, entre as principais funções de um banco de dados: a seleção de dados; a manipulação de dados e o controle de acesso aos dados. A estrutura do banco de dados é definida através do processo de modelagem de dados. A integridade, eficiência e eficácia das informações processadas pelo sistema de banco de dados dependem exclusivamente da correta e adequada modelagem, onde serão definidos itens importantes para sua coleta e armazenamento. A modelagem ocorre através de ferramentas importantes, principalmente o modelo Entidade-Relacionamento, que se baseia na percepção do mundo real e a transferência dessa percepção para o sistema de banco de dados. Uma modelagem de dados bem feita evita repetições de dados, isto é, diminui o retrabalho. Antes da modelagem, há necessidade de uma correta definição de quais dados serão tratados pelo sistema. Os dados devem ser corretamente identificados e classificados. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 15 Uma das técnicas utilizadas para a análise dos dados é a normalização, uma técnica que visa diminuir dificuldades nas operações sobre os dados, reduzir sua inconsistência e facilitar sua manutenção, determinando a melhor estrutura do banco que os contêm. Utilizando a normalização, portanto, o responsável pela construção e manutenção de bancos de dados escolhe qual dado há em comum no conjunto deles, para fixá-lo como imutável. Esse procedimento é o que garante, em geoprocessamento, adaptações fáceis à troca de nomes de ruas, expansão de bairros, surgimento de novas codificações de crimes, etc. Neste caso, a denominação de ruas será feita por meio de códigos. Os números de RG e CPF; o CNPJ das empresas, e os números de placas e chassis de veículos são os exemplos mais conhecidos. Os bancos de dados relacionais são utilizados, com várias aplicações, em diversas empresas. Esses bancos contêm informações relacionadas a um determinado assunto, o que se considera tradicional. Além das aplicações tradicionais, como o controle de transações bancárias e controle de estoques, o banco de dados relacional pode ser utilizado em sistemas de suporte à decisão, banco de dados espaciais (trata de dados geográficos, relacionando-os aos demais dados de um determinado assunto), banco de dados multimídia, banco de dados móvel. TÉCNICAS PARA TRATAMENTO E ANÁLISE DE INFORMAÇÃO ESPACIAL: As principais técnicas para tratamento e análise de informação espacial são a modelagem de dados, a geoestatística e a análise de redes. A modelagem de dados é um conjunto de conceitos que podem ser usados para descrever a estrutura e as operações em um banco de dados. O modelo busca sistematizar o entendimento que é desenvolvido a respeito de objetos e fenômenos que serão representados em um sistema informatizado. Desta forma, 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 do banco de dados. A abstração de conceitos e entidades existentes no mundo real é uma parte importante da criação de sistemas de informação. Além disso, o sucesso de qualquer implementação em computador de um sistema de informação é dependente da qualidade da transposiçãode entidades do mundo real e suas interações para um banco de dados informatizado. A abstração Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 16 funciona como uma ferramenta que nos ajuda a compreender o sistema, dividindo-o em componentes separados. Cada um destes componentes pode ser visualizado em diferentes níveis de complexidade e detalhe, de acordo com a necessidade de compreensão e representação das diversas entidades de interesse do sistema de informação e suas interações. A Geoestatística está baseada na teoria de variáveis regionalizadas, entendendo como tal, variáveis cujos valores são relacionados de algum modo com a posição espacial que ocupam (variável aleatória georreferenciada) tendo uma função de covariância espacial associada. As variáveis regionalizadas são contínuas no espaço, pelo que não podem ser completamente aleatórias, não podendo, no entanto, ser modeladas por nenhuma função determinística (ou processo espacial). Têm, portanto, características intermediárias entre processos puramente determinísticos e aleatórios puros, sendo uma variável distribuída no espaço e não envolve qualquer interpretação probabilística. A análise espacial de dados via Geoestatística resume-se basicamente em duas fases na estimação do variograma (ou semivariograma) e krigagem que é predição (previsão) espacial. Redes são o conjunto formado pelo relacionamento entre entidades gráficas que permite a navegação entre estas entidades, permitindo realizar análises de conectividade, caminho mais curto, caminho ótimo e outras. TÉCNICAS PARA O USO INTEGRADO DE INFORMAÇÃO ESPACIAL Dentre as principais técnicas para o uso integrado de informação espacial, destacam-se: o Sistema de Informações Geográficas (SIG), também chamado de GIS (Geographic Information Systems); o AM/FM (Automated Mapping/Facilities Management) e o CADD (Computer Aided Design and Drafting), ou Projeto Assistido por Computador. Definindo mais uma vez o Sistema de Informações Geográficas (SIG), desta vez sob a ótica de Timbó (2001), o mesmo pode ser entendido como um, sistema composto por ferramentas de hardware, software, rotinas e métodos com o propósito de apoiar a aquisição, manipulação, análise, modelagem e exibição de dados do mundo real, visando a solução de problemas complexos de planejamento e gestão de recursos e/ou fenômenos geograficamente/espacialmente distribuídos. (TIMBÓ, 2001, p. 2). Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 17 SIG são sistemas automatizados usados para armazenar, analisar e manipular dados geográficos, ou seja, dados que representam objetos e fenômenos em que a localização geográfica é uma característica inerente à informação e indispensável para analisá-la. É um sistema computacional composto de softwares e hardwares, que permite a integração entre bancos de dados alfanuméricos (tabelas) e gráficos (mapas), para o processamento, análise e saída de dados georreferenciados. Os produtos criados são arquivos digitais contendo Mapas, Gráficos, Tabelas e Relatórios convencionais (COUTO, 2009). O SIG engloba em sua definição vários aspectos abordados na definição de Geoprocessamento, porém ao SIG, agregam-se ainda os aspectos institucionais, de recursos humanos (peopleware) e principalmente a aplicação específica a que se destina. A TRAJETÓRIA HISTÓRICA DO GEOPROCESSAMENTO DE DADOS As primeiras tentativas de automatizar parte do processamento de dados, com características espaciais, aconteceram na Inglaterra e nos Estados Unidos, nos anos 1950, com o objetivo principal de reduzir os custos de produção e manutenção de mapas. Dada a precariedade da informática na época e, a especificidade das aplicações desenvolvidas (pesquisa em botânica, na Inglaterra, e estudos de volume de tráfego, nos Estados Unidos), estes sistemas ainda não podem ser classificados como “sistemas de informação” (CÂMARA; DAVIS, 2005). Os primeiros Sistemas de Informação Geográfica surgiram na década de 1960, no Canadá, como parte de um programa, governamental, para criar um inventário de recursos naturais. Estes sistemas, no entanto, eram muito difíceis de usar: não existiam monitores gráficos de alta resolução, os computadores necessários eram excessivamente caros, e a mão de obra tinha que ser altamente especializada e caríssima. Não existiam soluções comerciais prontas para uso, e cada interessado precisava desenvolver seus próprios programas, o que demandava muito tempo e, naturalmente, muito dinheiro. Além disto, a capacidade de armazenamento e a velocidade de processamento eram muito baixas. Ao longo dos anos 1970 foram desenvolvidos novos e mais acessíveis recursos de hardware, tornando viável o desenvolvimento de sistemas comerciais. Foi então que a expressão Geographic Information System foi criada. Foi também nesta época que começaram a surgir os primeiros sistemas comerciais de CAD (Computer Aided Design, ou projeto assistido por Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 18 computador), que melhoraram em muito as condições para a produção de desenhos e plantas para engenharia, e serviram de base para os primeiros sistemas de cartografia automatizada. Também nos anos 1970 foram desenvolvidos alguns fundamentos matemáticos voltados para a cartografia, incluindo questões de geometria computacional. No entanto, devido aos custos e ao fato destes protossistemas ainda utilizarem exclusivamente computadores de grande porte, apenas grandes organizações tinham acesso à tecnologia. A década de 1980 representa o momento quando a tecnologia de sistemas, de informação geográfica, inicia um período de acelerado crescimento que dura até os dias de hoje. Até então limitados pelo alto custo do hardware e pela pouca quantidade de pesquisa específica sobre o tema, os SIGs se beneficiaram da massificação causada pelos avanços da microinformática e do estabelecimento de centros de estudos sobre o assunto. Nos EUA, a criação dos centros de pesquisa que formam o NCGIA - National Centre for Geographical Information and Analysis (NCGIA, 1989), marca o estabelecimento do Geoprocessamento como disciplina científica independente. No decorrer dos anos 1990, com a grande popularização e barateamento das estações de trabalho gráficos, além do surgimento e evolução dos computadores pessoais e dos sistemas gerenciadores de bancos de dados relacionais, ocorreu uma grande difusão do uso de SIG. A incorporação de muitas funções de análise espacial proporcionou também um alargamento do leque de aplicações de SIG. Neste século, observa-se um grande crescimento do ritmo de penetração do SIG nas organizações, sempre alavancado pelos custos decrescentes do hardware e do software, e também pelo surgimento de alternativas menos custosas para a construção de bases de dados geográficas. TRAJETÓRIA NO BRASIL Em se tratando do Brasil, a introdução do Geoprocessamento inicia-se a partir do esforço de divulgação e formação de pessoal feito pelo prof. Jorge Xavier da Silva (UFRJ), no início dos anos 1980. A vinda ao Brasil, em 1982, do Dr. Roger Tomlinson, responsável pela criação do primeiro SIG (o Canadian Geographical Information System), incentivou o Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 19 aparecimentode vários grupos interessados em desenvolver tecnologia, entre os quais podemos citar: UFRJ: o grupo do Laboratório de Geoprocessamento do Departamento de Geografia da UFRJ, sob a orientação do professor Jorge Xavier, desenvolveu o SAGA (Sistema de Análise GeoAmbiental). O SAGA tem seu forte na capacidade de análise geográfica e vem sendo utilizado com sucesso como veículo de estudos e pesquisas. MaxiDATA: os então responsáveis pelo setor de informática da empresa de aerolevantamento AeroSul criaram, em meados dos anos 1980, um sistema para automatização de processos cartográficos. Posteriormente, constituíram empresa MaxiDATA e lançaram o MaxiCAD, software largamente utilizado no Brasil, principalmente em aplicações de Mapeamento por Computador. Mais recentemente, o produto dbMapa permitiu a junção de bancos de dados relacionais a arquivos gráficos MaxiCAD, produzindo uma solução para “desktop mapping” para aplicações cadastrais. CPqD/TELEBRÁS: o Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da TELEBRÁS iniciou, em 1990, o desenvolvimento do SAGRE (Sistema Automatizado de Gerência da Rede Externa), uma extensiva aplicação de Geoprocessamento no setor de telefonia. Construído com base num ambiente de um SIG (VISION) com um banco de dados cliente-servidor (ORACLE), o SAGRE envolve um significativo desenvolvimento e personalização de software. INPE: em 1984, o INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) estabeleceu um grupo específico para o desenvolvimento de tecnologia de geoprocessamento e sensoriamento remoto (a Divisão de Processamento de Imagens - DPI). De 1984 a 1990, a DPI desenvolveu o SITIM (Sistema de Tratamento de Imagens) e o SGI (Sistema de Informações Geográficas) para ambiente PC/DOS, e, a partir de 1991, o SPRING (Sistema para Processamento de Informações Geográficas), para ambientes UNIX e MS/Windows. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 20 Sobre o SITIM/SGI, foi suporte de um conjunto significativo de projetos ambientais, podendo-se citar: a) O levantamento dos remanescentes da Mata Atlântica Brasileira (cerca de 100 cartas), desenvolvido pela IMAGEM Sensoriamento Remoto, sob contrato do SOS Mata Atlântica; b) A cartografia fito-ecológica de Fernando de Noronha, realizada pelo NMA/EMBRAPA; c) O mapeamento das áreas de risco para plantio para toda a Região Sul do Brasil, para as culturas de milho, trigo e soja, realizado pelo CPAC/EMBRAPA; d) O estudo das características geológicas da bacia do Recôncavo, através da integração de dados geofísicos, altimétricos e de sensoriamento remoto, conduzido pelo CENPES/Petrobrás (ASSAD; SANO, 1998). Enfim, na área agrícola temos um conjunto significativo de resultados do SITIM/SGI. Já o SPRING unifica o tratamento de imagens de Sensoriamento Remoto (ópticas e micro-ondas), mapas temáticos, mapas cadastrais, redes e modelos numéricos de terreno tanto que a partir de 1997, passou a ser distribuído via Internet e pode ser obtido através do website http://www.dpi.inpe.br/spring. PARADIGMA DE ORIENTAÇÃO A OBJETOS Segundo Medeiros (1999), o termo “orientação-a-objetos” denota um paradigma de trabalho que vem sendo utilizado de forma ampla para o projeto e implementação de sistemas computacionais. A ideia geral da abordagem de orientação-a-objetos para um problema é aplicar as técnicas de classificação por divisão ou agrupamento. Dentre os conceitos fundamentais em orientação-a-objetos destacam-se aqui, os conceitos de classe e objeto. Uma classe pode ser definida como um molde básico, uma espécie de “fôrma” na qual se reúnem os objetos com certas propriedades comuns, ou identificáveis no molde básico. Um objeto denota uma entidade capaz de ser individualizada, única, com atributos próprios, porém com pelo menos as mesmas propriedades da classe que lhe deu origem, ou Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 21 melhor, um objeto é uma “materialização” ou instanciação da classe. Por exemplo, em biologia, a classe dos Mamíferos “agrega” todos os animais com a propriedade de ter sangue quente e de ser amamentado. Neste caso, pode-se dizer do objeto “golfinho Flipper” que “golfinho Flipper” é um mamífero. Para uma análise mais completa, é muito útil reconhecer subclasses, derivadas de uma classe básica, que permitem uma análise mais detalhada. A este mecanismo dá-se o nome de especialização ou divisão. Assim, pode-se dizer que a classe “Primatas” é uma especialização da classe “Mamíferos”. Este processo pode continuar, e ainda poder-se-ia definir uma classe “Homens” como especialização da classe “Primatas”. No processo de especialização, as classes derivadas herdam as propriedades das classes básicas, acrescentando novos atributos que serão específicos destas novas classes. Em consequência, vale a afirmativa de que “todo homem é um mamífero, mas nem todo mamífero é um homem”. O outro mecanismo fundamental da teoria de orientação-a-objetos é a agregação ou composição. Um objeto composto ou objeto complexo é formado por agrupamento de objetos de tipos diferentes. Tome-se o caso de um computador, formado de CPU, memória, disco rígido, teclado, monitor e mouse. A modelagem orientada-a-objetos aplica-se de forma natural ao geoprocessamento, onde cada um dos tipos de objetos espaciais presentes será descrito através de classes, que podem obedecer a uma relação de hierarquia, onde subclasses derivadas herdam comportamento de classes mais gerais. Em Geoprocessamento, a ideia de especialização (também chamada de é-um ou is-a) é utilizada normalmente para definir subclasses de entidades geográficas. Por exemplo, no esquema abaixo ou mapa cadastral, a classe de objetos indicada por hospital pode ser especializada em hospital público e hospital privado. Os atributos da classe hospital são herdados pelas subclasses: hospital público e hospital privado, que podem ter atributos próprios. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 22 Especialização O relacionamento de agregação, também chamado de relacionamento “parte-de” ou part of, permite combinar vários objetos para formar um objeto de nível semântico maior, no qual cada parte tem funcionalidade própria. Como exemplo, uma rede elétrica pode ser definida a partir dos componentes postes, transformadores, chaves, subestações e linhas de transmissão, conforme pode ser visto no próximo esquema. Agregação Fonte: Medeiros (1999, p. 43). Em sendo, podemos concluir que o Geoprocessamento é uma poderosa ferramenta computacional, que processa dados, geograficamente, referenciados e pode ser bastante útil na abordagem integrada, essencial ao gerenciamento dos recursos naturais. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 23 APLICAÇÕES DO GEOPROCESSAMENTO DAS INFORMAÇÕES EM URBANIZAÇÃO E PROBLEMAS SOCIAIS O geoprocessamento tem sido muito empregado pelos órgãos governamentais, entidades privadas e não-governamentais, com o objetivo, principal, de integrar dados espaciais e não espaciais, em seus projetos e estudos relacionados ao meio ambiente. Diversos são os exemplos de aplicação do geoprocessamento, tais como: manejo e conservação derecursos naturais (estudos de impacto ambiental, modelagem das águas subterrâneas e do caminhamento dos contaminantes, estudos das migrações e dos habitats das faunas, pesquisa do potencial mineral, etc.); gestão das explorações agrícolas (cultivo de campo, manejo de irrigação, avaliação do potencial agrícola da terra, etc.); planejamento de área urbana (planejamento dos transportes, desenvolvimento de plano de evacuação, localização dos acidentes, seleção dos itinerários, etc.); gestão das instalações (localização dos cabos e tubulações, planejamento e manutenção das instalações, etc.); administração pública (gestão de cadastro, avaliação predial/territorial, gestão da qualidade das águas, conservação/manutenção das infraestruturas, planos de organização, etc.); comércio (análise da estrutura de mercado, planejamento de desenvolvimento, análise da concorrência e das tendências de mercado, etc.); e, saúde pública (epidemiologia, distribuição e evolução das doenças, distribuição dos serviços sociais sanitários, planos de emergência, etc.). Embora os exemplos citados acima tenham sido classificados nessas diferentes áreas, isso se deve ao enfoque principal dos mesmos, uma vez que a maioria das aplicações de geoprocessamento possui inerente caráter multidisciplinar (HAMADA; GONÇALVES, 2007). Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 24 Dentre as várias aplicações do geoprocessamento de informações, lançaremos neste módulo alguns excertos de trabalhos científicos que objetivaram mostrar a aplicação do geoprocessamento em áreas específicas, como por exemplo, segurança pública, combate as atividades ilícitas e controle da aplicação do policiamento ordinário, que proporcionam maior sensação de segurança para a população. Salientamos que outras aplicações como, preservação dos recursos hídricos, áreas da geologia, criação de zoneamento de potencial turístico em unidade de conservação e outras serão vistas ao longo do curso. DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E QUALIDADE DE VIDA Por um tempo, o homem que utilizava a natureza apenas para saciar a fome e a sede não tinha motivos para se preocupar com questões ambientais, embora ele respeitasse a mesma e as forças naturais que traziam tempestades e outras intempéries eram consideradas manifestações divinas, não cabendo a ele nenhuma maneira de controlar essas situações, apenas venerar e temer a natureza. Entretanto, a sua evolução, o aumento populacional e o desenvolvimento das sociedades acabaram por levá-lo a pensar com seriedade no modo como usava a natureza. Com o passar do tempo e a evolução da humanidade, foram surgindo diversas correntes de pensamento, discutindo a relação homem-natureza, principalmente, com respeito à utilização dos recursos naturais (conservação/preservação e escassez), frente ao crescimento populacional (HAMADA; GONÇALVES, 2007). Segundo Maurice Strong, Secretário-Geral da Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento (CNUMAD), no encontro global realizado no Rio de Janeiro, em 1992 concordou-se que “o desenvolvimento e o meio ambiente estão indissoluvelmente vinculados e devem ser tratados mediante a mudança de conteúdo, das modalidades e das utilizações do crescimento”. A Agenda 21, aprovada durante a CNUMAD, conclamou a todos para uma associação mundial em prol do desenvolvimento sustentável e apresentou um programa de ação para a sua implementação. Desenvolvimento sustentável é o processo de transformação no qual a exploração de recursos, direção dos investimentos, orientação do desenvolvimento tecnológico e mudanças Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 25 institucionais se harmonizam e reforçam o potencial presente e futuro, a fim de atender às necessidades e aspirações humanas (COMISSÃO MUNDIAL..., 1991). De uma forma mais ampla, define-se também como aquele que atende às necessidades do presente sem comprometer a possibilidade das gerações futuras atenderem às suas próprias necessidades. Segundo Sachs (1993), o desenvolvimento sustentável deve contemplar as seguintes dimensões: social, econômica, ecológica, espacial e cultural. Desta forma, o desenvolvimento sustentável é obtido pela obediência simultânea ou conciliação aos três critérios fundamentais: eficiência econômica, equidade social ou justiça social e prudência ecológica. No entendimento da FAO (2000), uma característica inerente à maioria das decisões sobre desenvolvimento sustentável é que elas são multidisciplinares ou interssetoriais, pois necessitam negociações entre objetivos conflitantes de diferentes setores; e que, no entanto, a maioria das agências de desenvolvimento de recursos naturais são orientadas por um único setor. A importância de uma abordagem integrada do desenvolvimento e gerenciamento dos recursos naturais é enfocada em muitos fóruns internacionais de desenvolvimento sustentável. A Agenda 21 (ABORDAGEM..., 1992), em seu Capítulo 10, também observa que: As crescentes necessidades humanas e a expansão das atividades econômicas estão exercendo uma pressão cada vez maior sobre os recursos terrestres, criando competição e conflitos e tendo como resultado um uso impróprio tanto da terra como dos recursos terrestres. Caso queiramos, no futuro, atender às necessidades humanas de maneira sustentável, é essencial resolver hoje esses conflitos e avançar para um uso mais eficaz e eficiente da terra e de seus recursos naturais. A abordagem integrada do planejamento e do gerenciamento físico e do uso da terra é uma maneira eminentemente prática de fazê- lo. Examinando todos os usos da terra de forma integrada é possível reduzir os conflitos ao mínimo, fazer as alternâncias mais eficientes e vincular o desenvolvimento social e econômico à proteção e melhoria do meio ambiente, contribuindo assim para atingir os objetivos do desenvolvimento sustentável. A essência dessa abordagem integrada se expressa na coordenação de planejamento setorial e atividades de gerenciamento relacionadas aos diversos aspectos do uso da terra e dos recursos terrestres. Neste sentido, o geoprocessamento pode ser bastante útil na abordagem integrada, por ser uma ferramenta computacional muito poderosa, integrando grandes bancos de dados, de diferentes setores, permitindo, entre outras, a análise matemática e estatística desses dados. No entanto, os usos potenciais do geoprocessamento devem ser entendidos em todos os aspectos na adoção dessa tecnologia. Desta forma, é importante possuir o entendimento geral da Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 26 tecnologia do geoprocessamento, de forma que os gerentes, especialistas técnicos e potenciais usuários possam adequar essa ferramenta à sua aplicação específica. Este início de 2014 tem sido um grande alerta para dirigentes governamentais, pesquisadores, empresários e população de maneira geral, principalmente em virtude das mudanças do clima do planeta e todos os problemas que vem formando uma cadeia de tempestades, secas, geadas, frio e calor excessivo colocando-nos a todos em situações de perigo. Pensando somente em termos de Brasil e mesmo de região sudeste, estamos vendo os reservatórios de água com níveis jamais esperados, problemas se agravando no setor elétrico, enfim, uma verdadeira cascata de problemas que afetam a vida do ser humano e sem soluçãoimediata pela ação do homem. Não estamos falando apenas e amenizadamente em qualidade de vida, estamos falando em sobrevivência mesmo. Pensem nisso! URBANIZAÇÃO BRASILEIRA E OS PROBLEMAS SOCIAIS O processo de urbanização brasileira que em um primeiro momento remonta do século XVI até o início do século XX está vinculado às transformações sociais que começaram efetivamente e num segundo momento a partir da década de 1930 com a expansão das atividades industriais nos grandes centros atraindo os trabalhadores das áreas rurais, tendo em vista uma possibilidade de maiores rendimentos, porém o país deixou de ser essencialmente agrícola somente a partir da década de 1960. A mecanização do campo foi um fator importante, pois “expulsou” enormes contingentes de trabalhadores rurais (DANNA, 2011). Até então, conforme Santos (2005), o Brasil foi durante muitos séculos um grande arquipélago, formado por subespaços que evoluíam segundo lógicas próprias, ditadas em grande parte por suas relações com o mundo exterior. Estes “arquipélagos regionais” estavam polarizados nas capitais regionais e metrópoles. Não havia ainda uma integração entre as diferentes atividades econômicas que eram responsáveis por impulsionar o processo da urbanização brasileira. A partir da década de 1940, a infraestrutura de transportes e comunicações expandiu-se pelo país unificando o mercado e acelerando a concentração urbano-industrial saindo da escala regional e atingindo o Brasil como um todo. Cidades como São Paulo e Rio de Janeiro, começaram a atrair um contingente de mão de obra de outras regiões que não acompanharam o Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 27 ritmo de crescimento econômico da região sudeste e, tornaram-se assim metrópoles nacionais. A falta de infraestrutura urbana necessária para atender à nova e crescente demanda decorrente desse aumento populacional contribuiu para torná-las regiões caóticas. Após o processo de aceleração na industrialização brasileira que teve seu pico durante o governo de Getúlio Vargas e foi até meados da década de 1970, o governo federal concentrou seus investimentos em infraestrutura na região Sudeste, que, consequentemente se tornou o centro de maior atração populacional no país. A migração populacional foi composta de uma maioria esmagadora de trabalhadores desqualificados, sem escolaridade e que em decorrência disso eram obrigados e aceitar empregos que ofereciam uma remuneração baixa, o que impulsionou a concentração dessa classe trabalhadora nas regiões periféricas como loteamentos irregulares e em favelas que eram lugares mais baratos, porém desprovidos de vários serviços básicos e de infraestrutura urbana. George (1983; p.127) analisa e descreve esses loteamentos caracterizando-os como “um amontoado de moradias rudimentares” quando diz que “não possuem vias de acesso, adutoras de água, nenhum dispositivo de evacuação ou coleta de lixo e detritos, a miséria nas construções feitas com materiais obtidos ao acaso”. A má distribuição de renda ampliou ainda mais o número de favelas e de loteamentos clandestinos ainda dos cortiços nos centros destas grandes metrópoles. Hoje podemos expandir essa miséria para o entorno de todas as capitais brasileiras e outras cidades sem esquecer sequer uma delas. Milton Santos (2005) define essa urbanização como “territorialmente seletiva”. A rápida urbanização (se comparada ao modelo europeu) fez com que as cidades vizinhas aumentassem seu tamanho e consequentemente formassem um só conjunto, processo esse que é denominado conurbação. Esse fenômeno eclodiu no Brasil na década de 1980 prolongando-se até meados da década de 1990 em várias regiões. Na década de 1970, foram instituídas as primeiras regiões metropolitanas com a intenção de desenvolver economicamente e socialmente determinadas regiões, além de integrar e desafogar as grandes cidades brasileiras, porém tiveram muitos problemas devido à falta de serviços básicos, como saúde, transporte público e habitação para atender o crescimento populacional deste novo conjunto de cidades. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 28 De acordo com estudos de Danna (2011), estas regiões metropolitanas receberam os nomes das principais cidades de cada localidade sendo elas: Belém (PA), Belo Horizonte (MG), Curitiba (PR), Fortaleza (CE), Porto Alegre (RS), Recife (PE), Rio de Janeiro (RJ), Salvador (BA) e São Paulo (SP), este processo se estendeu depois a outras localidades e atualmente o Brasil possui 31 regiões metropolitanas. O processo de urbanização em geral não é uniforme, visto que sempre houve contrastes marcantes na distribuição espacial da população brasileira entre o meio rural e urbano e entre as suas regiões políticas além de ter sido um processo extremamente concentrador, e com isso acaba por apresentar também um abismo na distribuição de renda, o que vai contribuir de forma acelerada na criminalidade em si. É importante ressaltar que a pobreza não é sinônimo de marginalidade, mas a distribuição de renda desigual é um fator que acaba por aflorar ainda mais as práticas delituosas, algumas vezes por necessidade e outras por ganância (DANNA, 2011). Eis que chegamos a um dos pontos que queríamos atenção: a questão da criminalidade x geografia x geoprocessamento. Os fenômenos de criminalidade tem sido objeto de apreciação de diversos estudiosos, seja na área da antropologia, sociologia entre outras ciências. A geografia busca compreender a relação entre os homens e suas interferências na formação e transformação do espaço, e neste contexto, a violência urbana e a criminalidade são objetos de discussão por estar relacionado ao homem e ao espaço criado ou transformado por ele. O estudo da criminalidade pela Geografia se dá principalmente a partir da década de 1970 com diversas teorias e análises associadas a outros campos científicos na tentativa de elucidar os processos que culminaram no problema. [...] A análise geográfica pode levar a interessantes e relevantes hipóteses da espacialização da criminalidade, já que além da lei, do ofensor e do alvo, a localização das ofensas é uma importante dimensão que caracteriza o evento criminal [...] (FELIX, 2002). Quando o geógrafo discute o espaço, é preciso tentar encontrar uma interpretação ou compreensão deste e o que o cerca. Sendo assim, pode-se analisar a criminalidade como um fenômeno que está distribuído no espaço, onde há agentes ativos e passivos. “O espaço é a condição de possibilidade dos fenômenos” (SANTOS, 2002), e sendo esse espaço uma “condição” ele será dotado de paradigmas que uma vez quebrados, implicam em mudanças Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 29 complexas, que neste caso, vem a ser a legislação vigente, tornando o agente ativo um alvo das sanções penais, onde este é o que pratica a ação criminosa, não permitido em lei e reprovado pela sociedade, e os paradigmas são o conjunto de leis estabelecidas. Ao estabelecer a análise do espaço, o geógrafo a faz também por meio de mapas que representam modelos simplificados da realidade espacial e por meio desta estabelece deduções. Nos modelos dinâmicos é possível realizar comparações com os padrões observados em diferentes períodos. Haesbeart (2002, p. 99 apud DANNA, 2011) afirma que a Geografia procura estabelecer “padrões formais e tipologias” para os objetos deseu estudo, na busca destes padrões espaciais tem-se explicação e a localização dos fenômenos. O estudo da violência pela Geografia não tende a resolução do problema, mas sim contribuir com o estudo das causas analisando as relações sociais que interferem na vida do homem, e, para desenvolver estratégias eficientes no combate à criminalidade, é necessário um trabalho integrado entre profissionais de diversas áreas. Onde entra então o geoprocessamento? O avanço da tecnologia ocorrido nos últimos anos, em especial a geotecnologia, é traduzida nesse contexto em ferramentas como o GPS (Global Positioning System), o Sensoriamento Remoto, o SIG (Sistemas de Informação Geográfica) entre outras que realizam o tratamento de dados espaciais e outras informações para serem aplicadas em diferentes organizações públicas e privadas com a finalidade de otimizar gastos, tempo e direcionar com mais precisão os recursos laborais. A partir da utilização de tecnologia de análise espacial, entra em cena uma poderosa alternativa integradora para as autoridades policiais e nas políticas de combate à criminalidade, o geoprocessamento é então uma ferramenta de grande valor na aplicação de questões de segurança pública. Esta ferramenta pode ser entendida segundo Burrough (1986 apud DANNA, 2011), como um poderoso conjunto de ferramentas para a coleta, armazenamento, recuperação e exibição de dados do mundo real para determinados propósitos. Os Sistemas de Informação Geográfica correspondem às ferramentas computacionais de Geoprocessamento, que permitem a realização de análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados georreferenciados (CÂMARA et al., 2005). Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 30 Apesar do sistema manual e tradicional de mapeamento da criminalidade ser um material utilizado pelas autoridades policiais já há algumas décadas, este se mostra deficiente quando se trabalha com grandes áreas, devido ao grande número de delitos que ocorrem e por diversos fatores. A dinâmica destes eventos requer que os dados sejam sempre atuais e as informações sejam eficientes e rápidas para atender as necessidades nas áreas de sua implementação que neste caso vem a ser a segurança pública. Estas exigências fazem com que a utilização do geoprocessamento aumente cada vez mais, já que a sua eficiência possibilita direcionar corretamente os recursos disponíveis. Reuland (s.d.) citado por Beato Filho (2001, p. 7) aponta que “a utilização intensiva de tecnologias de informação espacial tem promovido uma verdadeira revolução silenciosa nas polícias de todo o mundo”. O surgimento de sistemas de análises da criminalidade além de auxiliar as operações policiais na segurança pública, se apresenta como um facilitador na prestação de contas à sociedade na medida em que estas são solicitadas. O mesmo autor ressalta que nas atividades de investigação, a montagem de bases de dados sobre suspeitos e seu modus operandi tem contribuído para incrementar a qualidade das investigações com informações oriundas de organizações não-policiais. A ideia de mapear o crime não é nova. Na França, no início do século XVIII, Adriano Balbi e André-Michael Guerry foram os criadores dos primeiros mapas de crime, onde combinavam as técnicas cartográficas, estatísticas criminais e dados demográficos do censo francês (WEISBURG e MCEWEN, 1998 apud DANNA, 2011). O sistema de mapeamento digital exerce um papel importante no processo de investigação, pois possui múltiplas capacidades na geração de informação e muitas informações podem ser acompanhadas praticamente em tempo real, porém para isto é necessário a eficiência na elaboração do mapa por parte dos responsáveis como inclusão e georreferenciamento de toda a área presente de jurisdição por uma unidade policial, e a referência espacial das localidades mais problemáticas. A análise técnico-científica destes mapas e do andamento da criminalidade é feita por profissionais como o sociólogo, geógrafo, antropólogo e estudiosos da segurança pública para que além do trabalho policial, seja feito também uma análise das raízes sociais que influenciaram a criminalidade em cada região. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 31 A violência no Brasil não é um fenômeno exclusivo de metrópoles como São Paulo e Rio de Janeiro, nem mesmo um problema nacional, mas sim mundial, e afeta em maior escala os países de terceiro mundo, o que faz alguns estudos proporem a utilização de ferramentas computacionais inteligentes para trabalhar em prol da segurança pública, substituindo uma metodologia obsoleta e atuando com precisão, quantificando e relacionando os delitos com algumas variáveis que formam a complexa dinâmica urbana. Diante dessa situação, Beato Filho (2001, p. 6) considera que [...] formas ortodoxas de atuação policial tem sido ineficaz no controle da criminalidade. Mais relevante ainda [...] é a centralidade que sistemas de informação passam a ter neste caso, pois a identificação de problemas criminais específicos depende das análises efetuadas. A complexidade deste fenômeno exige um mecanismo complementar para a construção de indicadores de segurança e georreferenciamento de informações, como ferramenta que auxilia no aumento da eficácia da ação policial e consequentemente na redução da criminalidade. A análise criminal passa então a ser um processo sistemático direcionado a informações sobre características e padrão de crimes a fim de apoiar o setor operacional preventivo das polícias militares, que vai desde a distribuição de patrulhamento, operações especiais com unidades táticas até a prevenção criminal. Sobre a aplicação do SIG na análise geocriminal, há muitos anos o mapeamento e monitoramento da violência já faz parte do trabalho de análise das instituições policiais. Esse trabalho consistia em uma representação das localidades de ocorrência dos delitos marcados nos mapas por alfinetes em que ocorriam os delitos. As limitações neste trabalho de análise são significativas, pois os mapas produzidos são estáticos, sua leitura é difícil. Alia-se isto a dificuldade de armazenamento de dados, demora na confecção dos mapas e a falta de atualização sistemática. Considerando o processo veloz de crescimento de muitas cidades os dados rapidamente ficam obsoletos. Nos estudos realizados por Danna (2011), no Estado do Paraná, onde essa tecnologia foi implantada de forma inicial no ano de 2004, tem-se acrescido um avanço na segurança pública em algumas regiões em que é utilizada como na cidade de Londrina, pois auxilia no direcionamento do policiamento dos locais onde ele é mais necessitado. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 32 Com a introdução do SIG na área de segurança pública, os procedimentos operacionais das instituições policiais (militar, civil e científica) para prevenção e investigação, que anteriormente eram limitados ou impossíveis, podem passar a ser mais rápidos e com oportunidades de exploração muito maiores, sendo praticamente ilimitadas, podendo, por exemplo, realizar estudos delimitando áreas por: intensidade; espécie de delito; abrangência de delitos; planejamento de barreiras policiais; localização instantânea de viaturas; mapeamento do tempo (local, hora, dia, mês, ano do delito); mapeamento do espaço (visualizaçãode todos os delitos por região); mapeamento por características registradas (vítima, suspeito e modus operandi). Considerando que as instituições policiais dependem também de informações para realizar seu trabalho tendo a população através de denúncias e relatos, além de investigações como uma das principais fontes de informações para a produção do serviço de inteligência como destaca Manning (2003, p. 378) sobre o uso do SIG: As formas como a polícia obtêm, processa, codifica, decodifica e usa a informação são críticas para a compreensão de seu mandato e função. A polícia junta diversos tipos de informações e as usa para diferentes fins, orientando-se por suposições, baseadas no senso comum, a respeito de seu trabalho, de sua atuação principal, e nas expectativas de seu público. A polícia junta informações primárias, [...] para resolver crimes ou encerrar eventos, se transformando em informações secundárias. Quando processadas duas vezes, juntadas e formatadas, elas podem avançar na organização e tornar-se informações terciárias [...] essas formas de informação e inteligência [...] são percebidas e interagem com as estratégias operacionais da polícia. (MANNING, 2003, p. 378). Sendo assim, as informações são processadas em um contexto organizacional e de cultura profissional para definir uma melhor maneira de se fazer o uso desta ferramenta, visando uma melhora significativa na prestação de serviços de segurança por parte da administração pública. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 33 Uma vez mapeada a ação criminal, o SIG pode se tornar uma ferramenta também para o poder público, que pode ainda utilizá-lo para orientar um melhor planejamento para a segurança pública da cidade quando utilizado também pela guarda municipal. Como justifica Danna (2011), aliar a experiência empírica das ruas, processar com muito mais agilidade os dados criminais e propor as suas possíveis relações e ainda utilizar as imagens levam a maior mobilidade e agilidade no planejamento operacional. Nesse sentido, o geoprocessamento da criminalidade permite ainda identificar tendências e padrões da ação, e permitem ainda a construção de mapas que auxiliam na visualização dos dados o que facilita a interpretação dos mesmos, além de, através das imagens geradas e guardadas, permitirem a visualização e estudo das transformações espaciais decorrentes da aplicação do policiamento, apontando de forma clara e rápida se o planejamento operacional apresenta resultados, diferentemente da forma tradicional, onde os relatórios se tornam objetos obsoletos e não se mostra com tanta eficiência quanto o SIG. Sendo assim, a eficácia do SIG se torna uma arma tão eficiente quanto as que os policiais portam, por se tratar de uma ferramenta preventiva com abrangência em diversos tipos de ações criminosas e principalmente por não possuir um alto valor financeiro de investimento. Outro benefício que esta ferramenta pode fornecer é a identificação mais precisa de determinadas ocorrências e assim o operador pode facilmente deslocar a viatura ou guarnição mais próxima do local, uma vez que há os dados das coordenadas do local do crime, facilitando as decisões operacionais e estabelecendo assim as prioridades de deslocamento de acordo com a espécie de ação criminosa (DANNA, 2011). Outro exemplo da aplicação do geoprocessamento de informações é encontrado no trabalho de Vieira (2002) que também considerou a área de segurança pública. Podemos dizer que o marco da utilização do geoprocessamento está, mesmo que indiretamente na Lei Complementar nº 101, de 05/05/2000, também conhecida por Lei de Responsabilidade Fiscal (LRF). Esta lei aumentou a necessidade municipal de investir em tecnologias da informação como forma de otimizar a administração de recursos e ampliar a arrecadação. A nova lei obriga os municípios a administrar melhor sua receita, contendo gastos e evitando endividamento. A Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 34 legislação define ainda que o município que não cumprir às determinações dentro do prazo estará sujeito às sanções penais, como prevê a Lei Federal nº 10.028 de 19/10/2000. Lembremos que o geoprocessamento pode ser definido, sucintamente, como o tratamento da informação relacionada ao espaço geográfico, seja através de coordenadas, seja através de endereço, com o uso de recursos computacionais. Envolve, portanto, qualquer forma de manipulação da informação de caráter geográfico. Segundo Assumpção (2001, p. 41), [...] cerca de 85% de todas as informações da administração de uma prefeitura estão de alguma forma relacionadas à localização geográfica, e que uma parcela expressiva de seus recursos financeiros são provenientes de elementos sobre a sua geografia [...], não fica difícil perceber o papel do geoprocessamento na municipalidade. Nesta nova mentalidade de Gestão Municipal que veio sendo proposta, a variável locacional aparece para aumentar a eficiência dos tradicionais sistemas de automação. O uso das geotecnologias não se aplica apenas à melhora na arrecadação tributária, através do cadastro imobiliário atualizado, como pode-se pensar em primeira instância. Se considerarmos que as ações da administração municipal acontecem em algum lugar e que os problemas a serem resolvidos possuem uma localização, percebemos que o conhecimento do espaço territorial pode levar a decisões mais acertadas em todos os setores do município. Entretanto, faz-se necessário observar que para obter eficiência operacional neste sentido, é necessário que os dados geográficos estejam integrados aos Sistemas de Gestão Municipal, e não a simples bancos de dados. O uso de um Sistema de Informações Geográficas (SIG) tem aparecido como uma ferramenta de apoio à gestão urbana, permitindo o conhecimento quantitativo e qualitativo da cidade, fornecendo vínculos entre dados de diversas fontes. A otimização da arrecadação e a construção de um novo conceito gerencial baseado na informação espacial são os principais benefícios obtidos pela implantação do SIG associado ao Cadastro Técnico Municipal. Além disso, é notável a redução dos custos operacionais, redução dos prazos, otimização do trabalho de pessoal e aumento da produtividade. O trabalho de Vieira (2002) realizado em Belo Horizonte, intitulado “Orientações para implantação de um SIG municipal, considerando aplicações na área de segurança pública” é de interesse para ilustrar o assunto em tela, como veremos no excerto abaixo. Este módulo deverá ser utilizado apenas como base para estudos. Os créditos da autoria dos conteúdos aqui apresentados são dados aos seus respectivos autores. 35 A crescente apreensão da sociedade quanto à questão da segurança pública, causado pelo incremento da criminalidade, principalmente pelas ações do crime organizado, tem atraído a atenção dos administradores públicos na busca de soluções efetivas e eficazes para este problema. A implantação do projeto de geoprocessamento da criminalidade, pela PMMG, em Belo Horizonte, possibilitou um tratamento mais científico dos problemas de segurança pública, favorecendo o desenvolvimento mais eficaz de suas atividades. A repercussão positiva dos resultados alcançados motivou várias prefeituras do interior a solicitarem ao Estado-Maior a ampliação do projeto até a respectiva região. Contudo, o principal obstáculo para a implantação do projeto costuma ser a inexistência de dados atualizados
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