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Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) O Uso de SIG em Estudos Ambientais Aula 1 Prof. Me. Augusto dos Santos Pereira Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 1 Conversa Inicial Prezados alunos do curso de Gestão Ambiental, estamos começando a nossa disciplina de Uso de SIG em Estudos Ambientais. Ao longo das aulas, nos qualificaremos para utilizar as ferramentas de Sistemas de Informação Geográfica no nosso cotidiano profissional. Para tanto, nesta aula vamos tratar de alguns conceitos básicos, tais como Geoprocessamento, Cartografia, Sensoriamento Remoto, Sistemas de Informação Geográficas (SIG) e Análise Espacial. Bons estudos! Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 2 Contextualizando Nós da Gestão Ambiental trabalhamos com rios, vales inundáveis, áreas de depósitos de rejeitos, unidades de conservação, áreas verdes urbanas e tantos outros elementos que apresentam uma característica fundamental, a sua expressão espacial. O fato de estarem em um lugar e não em outro, altera significativamente as características desses elementos. Um exemplo que podemos dar é um cemitério. Se, como gestores ambientais municipais, damos aval para a localização de um cemitério em uma área em que o solo não é capaz de conter contaminantes, estaremos comprometendo a qualidade dos aquíferos do município. Para uma gestão ambiental adequada, portanto, precisamos nos ater ao Geoprocessamento, às bases cartográficas, aos sistemas de informações geográficas e à análise espacial. Para melhor compreendermos os conceitos desta aula, que trata sobre Geoprocessamento, Sensoriamento Remoto, Sistemas de Informações Geográficas, precisamos ter uma base sobre o que é ciência e o que é tecnologia. Portanto, pesquise sobre o assunto! Um bom começo é ler a opinião de Herton Escobar na matéria do Estadão, A Diferença Entre Ciência e Tecnologia, publicada em 24 de janeiro de 2011. http://ciencia.estadao.com.br/blogs/herton-escobar/a-diferenca-entre- ciencia-e-tecnologia/ Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 3 Pesquise Geoprocessamento Para começarmos nosso entendimento sobre as geotecnologias e as técnicas de análise espacial, que são interessantes para o nosso trabalho como gestores ambientais, devemos compreender o que é o geoprocessamento. É muito comum vermos diferentes textos tentando colocar o geoprocessamento em dada posição diante de diversas disciplinas tecnológicas e científicas. Por vezes, leremos textos tratando-o como uma técnica, outros como um conjunto de técnicas. Certos autores consideram-no como uma ciência, outros como uma tecnologia. Essas discussões não são apenas formalismos. Trata-se da busca por dar (ou retirar) evidência e prestígio para um campo de conhecimento. Há ainda casos em que veremos o geoprocessamento sendo assumido como campo de eminente interesse de determinada disciplina científica ou tecnológica. Essas definições geralmente têm por trás um interesse de assumir o campo para um grupo, a fim de que uma categoria tenha a predileção ou a exclusividade em certos trabalhos. De maneira geral, no entanto, as definições que conseguem apreender o caráter mais adequado do Geoprocessamento partem da sua contribuição por várias disciplinas, do seu caráter tecnológico, da sua base teórica voltada para o processamento de informações sobre a Terra, e do componente computacional. Assim temos alguns apontamentos sobre o Geoprocessamento: • é um campo transdisciplinar, com contribuição de várias disciplinas científicas e tecnológicas (Engenharia Cartográfica, Geografia, Informática, Geoestatística, Ciências Físicas e Biológicas diversas etc.). • trata-se de um campo tecnológico, ou seja, de conhecimento para o qual a aplicação técnica imediata é um fator de motivação dos estudos. Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 4 • o campo é voltado para a coleta, análise e divulgação de informações sobre a superfície e o subsolo do planeta. • é uma disciplina voltada para o processamento de informações em ambiente computacional. Nesse ínterim, para Cesar Henrique Barra Rocha, o Geoprocessamento é a tecnologia que trata da “localização e do processamento de dados geográficos, 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). Essa é uma definição suficientemente abrangente para esse domínio transdisciplinar. A ela podemos adicionar as considerações do professor Eduardo Vedor de Paula: Separando o termo Geoprocessamento em duas partes, se obtém GEO (Terra) e processamento. O que significa que esta tecnologia é utilizada para processar os elementos que formam o Planeta Terra, sendo estes elementos divididos em aspectos físicos, aspectos biológicos e aspectos humanos (PAULA, 2015). Essa tecnologia de tecnologias, ou seja, tecnologia formado diversos subcampos tecnológicos, portanto, serve para o processamento dos dados geográficos (físicos, bióticos e socioeconômicos), desde o levantamento, passando pela análise, até a elaboração dos produtos cartográficos finais. Acesse o material on-line e conheça um pouco mais sobre a posição do geoprocessamento frente às demais disciplinas. Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 5 Conceito de Cartografia Outro conceito básico e importante para nós da Gestão Ambiental é o conceito de Cartografia, tendo em vista que, em nossos trabalhos quotidianos, retiramos inúmeros conceitos e métodos desse campo do conhecimento. Precisamos nos lembrar que a Cartografia está intimamente ligada à elaboração de representações sobre a Terra. Isso não é nada novo. Inúmeras pinturas rupestres em paredes de cavernas habitadas há milhares de anos, várias inscrições pré-históricas em pedras, esculturas em barro, papiros e documentos diversos da Antiguidade têm em comum o fato de representarem uma porção geográfica, constituírem, portanto, formas rudimentares ou mais elaboradas de produção de mapas. Na atualidade, temos, no entanto, a Cartografia como um campo muito mais estruturado e moderno do conhecimento. A esse respeito, podemos observar o que indica o IBGE: A despeito de seu significado etimológico, a sua concepção inicial continha a ideia do traçado de mapas. No primeiro estágio da evolução o vocábulo passou a significar a arte do traçado de mapas, para em seguida, conter a ciência, a técnica e a arte de representar a superfície terrestre (IBGE, 1998, p. 9). Atualmente, a Associação Cartográfica Internacional traz a seguinte definição para a Cartografia: Ciência que trata da organização, apresentação, comunicação e utilização da geoinformação, sob uma forma que pode ser visual, numérica ou tátil, incluindo todos os processos de elaboração, após a preparação dos dados, bem como o estudo e utilização dos mapas ou meios de representação em todas as suas formas (IBGE, 2016) Assim sendo, a cartografia nos dá as bases conceituais e técnicas sobre representações cartográficas, projeções cartográficas, escala, convenções cartográficas, mapeamento sistemático, ou de base e mapeamento temático, bem Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 6 como a linguagem cartográfica para uso em todo o domínio do Geoprocessamento e para efeito sobre o no nosso trabalho quotidiano como gestores ambientais Por hora, devemos dar enfoque à ideia de linguagem cartográfica. O domínio dessa linguagem específica é indicador de elevada capacitação profissional no campo da Gestão Ambiental e nos demais campos de conhecimentoe profissionais a ele relacionados. Assim como produzir um bom texto é fundamental para que um relatório por nós produzido surta os efeitos esperados, ou, ainda, assim como a capacidade de oratória é fundamental para que possamos ser persuasivos em reuniões e comunicações públicas, a adequada elaboração de um mapa, com clareza, elegância, simplicidade e intuitividade, é fundamental para que possamos comunicar nossas considerações acerca de diversos elementos geográficos afeitos ao nosso trabalho. Acerca disso, podemos observar o que diz Jackobson sobre a comunicação: [...] O REMETENTE envia uma MENSAGEM ao DESTINATÁRIO. Para ser eficaz, a mensagem requer um CONTEXTO a que se refere (ou "referente", em outra nomenclatura algo ambígua), apreensível pelo destinatário, e que seja verbal ou suscetível de verbalização; um CÓDIGO total ou parcialmente comum ao remetente e ao destinatário (ou, em outras palavras, ao codificador e ao decodificador da mensagem); e, finalmente, um CONTACTO, um canal físico e uma conexão psicológica entre o remetente e o destinatário, que os capacite a ambos a entrarem e permanecerem em comunicação. (JAKOBSON, 2007, p. 122) Nesse contexto, precisamos entender que a comunicação cartográfica apresenta contexto (elementos físicos, bióticos e socioeconômicos distribuídos na superfície terrestre), código (convenções, ou símbolos, cartográficos) e contacto, ou melhor dizendo, meio (representações cartográficas, geralmente planas, impressas ou em monitores de computador) próprios. Conheça um pouco mais sobre o conceito de cartografia assistindo à videoaula disponível no material on-line. Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 7 Sensoriamento Remoto Uma vez que já tratamos de Cartografia (que nos dá conceitos e técnicas importantes, além da linguagem cartográfica) e do Geoprocessamento (campo tecnológico transdisciplinar que trabalha com o levantamento, análise e publicação de dados sobre a Terra), passemos para considerações sobre o Sensoriamento Remoto. Para tanto, vejamos o que dizem Novo e Ponzoni: O termo sensoriamento remoto apareceu pela primeira vez na literatura científica em 1960 e significava simplesmente a aquisição de informações sem contato físico com os objetos. Desde então esse termo tem abrigado tecnologia e conhecimentos extremamente complexos derivados de diferentes campos que vão desde a física até a botânica e desde a engenharia eletrônica até a cartografia. (NOVO; PONZONI, 2001, p. 4). Assim, o sensoriamento remoto é conjunto de técnicas de levantamento de dados sobre a superfície terrestre com o uso de sensores remotos (de campo, levantados por torres, aerolevantados ou orbitais, como os satélites), que captam propriedades físicas, como as diferenças de reflectância espectral dos objetos, para sua caracterização na superfície do planeta. A apostila de Introdução ao Sensoriamento Remoto do INPE pode nos auxiliar a compreender esse conceito. http://www.inpe.br/unidades/cep/atividadescep/educasere/apostila.htm Ante o exposto, entendemos que o Sensoriamento Remoto é hoje um subcampo interdisciplinar do conhecimento cartográfico e do Geoprocessamento. Antes de haver geoprocessamento e a capacidade de “processarmos” por computação a superfície da Terra, a Cartografia já se utilizava de Sensoriamento Remoto para o mapeamento. Podemos citar como exemplo o fato de balões e aviões terem sido utilizados nas grandes guerras do início do Século XX para aquisição de fotografias que eram Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 8 utilizadas para mapeamento de áreas inimigas antes de ataques (NOVO; PONZONI, 2001). Atualmente, o predomínio dos estudos sobre operações computacionais e de avançadas tecnologias de captação de satélite parece indicar como adequada essa concepção de Rocha (2000), que aloca o Sensoriamento Remoto como subcampo tecnológico e transdisciplinar do Geoprocessamento. A capacidade de levantamento do Sensoriamento Remoto atual é notável. Na figura a seguir, podemos imaginar a elevada quantidade de sensores orbitais, de diferentes agências espaciais, necessária para compor o mosaico de imagens que representam a Terra no software Google Earth. Figura 1 — Interface do software Google Earth Assista à videoaula, disponível no material on-line, e compreenda o sensoriamento remoto. Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 9 Sistema de Informações Geográficas Sistema de Informações Geográficas (SIG) é, muitas vezes, confundido com o Geoprocessamento. Ledo engano, pois o SIG é um dos instrumentos do Geoprocessamento. Para encerramos a questão da estrutura do Geoprocessamento, devemos observar que Rocha (2000) considera que esse é formado pelos levantamentos geodésicos, pelo sensoriamento remoto, pela cartografia digital e pelo SIG. A Geodésia e o Sensoriamento Remoto são os campos voltados para aquisição de dados, a cartografia digital, para a representação computacional dos dados geográficos e o SIG, principalmente, para o suporte computacional à análise espacial. Para entendermos o papel do SIG no Geoprocessamento, observemos a Figura 1 seguir. Figura 1 — Fontes e funções do SIG (ROCHA, 2000, p. 21). Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 10 Na Figura 1 a digitalização de mapas, o processamento de imagens do Sensoriamento Remoto, os dados topográficos levantados pela Cartografia, as fotografias aéreas e os dados alfanuméricos de bancos de dados oficiais, como do IBGE, compõem a fonte de dados do SIG. Resumindo o esquema da figura podemos dizer que, com essas informações em bancos de dados georreferenciados, o SIG é uma ferramenta do Geoprocessamento. Uma ferramenta computacional por meio da qual podemos agregar diversos dados cartográficos, imagens de satélite, dados socioeconômicos, entre mais, utilizar rotinas de análise para gerar relatórios, mapeamentos, zoneamentos, elaborar representações para serem plotadas ou visualizadas em computador, com a agregação de conhecimento aos dados. Assim sendo, podemos definir o SIG da seguinte forma: 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. (CÂMARA; QUEIROZ, 2016, p. 3-1). Notamos que o SIG é um sistema composto por um conjunto amplo de recursos computacionais destinados ao armazenamento, recuperação, edição, análise de dados geográficos, bem como de interface para visualização e plotagem de produtos cartográficos nele elaborados. Na acepção que tomamos aqui, portanto, o SIG é um dos subcampos do conhecimento tecnológico que chamamos de Geoprocessamento, bem como um sistema, formado por um conjunto de ferramentas computacionais voltados, em Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 11 especial, para a análise de dados geográficos. De forma análoga, podemos pensar que o Sensoriamento Remoto é um campo e o conjunto de ferramentas do Geoprocessamento voltado para a aquisição de dados da superfície terrestre, assim como o SIG é o subcampo e o conjunto de ferramentas (sistema), voltados para análise dos fenômenosem sua expressão espacial na superfície. Assista à videoaula, disponível no material on-line, e acompanhe agora as explicações do professor Augusto sobre a concepção de rocha sobre geoprocessamento, em que enquadra! Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 12 Conceito de Análise Espacial O Geoprocessamento, com a participação de seus diferentes subcampos (geodesia, GNSS, Cartografia Digital, Sensoriamento Remoto e SIG), parte da produção de conhecimento de diversas ciências e tecnologias, entre elas a Cartografia, que mencionamos anteriormente, para trazer sua contribuição para as ciências e tecnologias, para o conhecimento sistematizado e para a gestão das questões humanas relacionadas ao espaço geográfico. Em seu processamento dos dados geográficos (levantamento, edição, armazenamento, análise e divulgação), o Geoprocessamento tem como ferramentas os Sistemas de Informações Geográficas, que contribuem com elevado potencial de análise dos dados. Nesse contexto, podemos chamar de análise espacial a operação realizada com SIG. Por meio do SIG, podemos usar recursos que demonstrem se existe correlação espacial, se elementos estão afastados, se há processo de aproximação, entre outros. Com ferramentas de geoestatística instaladas em ambientes SIG, podemos, por exemplo, fazer gráficos de correlação, de maneira que verifiquemos se um elemento, digamos analfabetismo, está ligado espacialmente a outro, como o nível de renda. Caso haja a correlação, ou seja, o sistema apresente um forte indicador estatístico de que o analfabetismo é maior em bairros em que a renda média é mais baixa, temos um dado importante para a análise. Frisemos isso: um dado importante para a análise, não a análise. Por que não? Simplesmente por que, nesse caso e com esse dado, não há como dizer o que se passa na realidade dos bairros. Não podemos concluir nada, além da correlação, nesse caso específico. Não temos dados históricos indicando que um precede o outro no tempo, por exemplo. O que nos falta, ainda mais, é uma base de pensamento para a interpretação do fenômeno, do contrário, não conseguimos verificar se o analfabetismo causa a pobreza, ou se a pobreza causa o analfabetismo nos bairros em estudo. Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 13 Cabe ressaltar isso, por que, como gestores ambientais, precisamos nos apropriar dos conhecimentos de diversas ciências, da Geografia, da Ecologia, da Geologia, Hidrologia, Geomorfologia, Biologia, entre outras para que possamos emitir o comando aos softwares, bem como para interpretarmos seus resultados. Assim, somos parte fundamental para que haja análise. Os geólogos mostram que, em lugares onde há predomínio de calcários, há mais chance de contaminação do lençol freático por produtos químicos, dada a velocidade de percolação em rochas carbonáticas. Os epidemiologistas sabem que áreas quentes e chuvosas são mais propensas para a propagação do Eedes Aegipty. Os biólogos sabem que as formações florestais variam sua fisionomia e características ecológicas de acordo com a altitude, de maneira que, em topos de áreas elevadas, são comuns o endemismo e a maior vulnerabilidade de espécies. Não somos epidemiólogos, geólogos, ou biólogos, mas, como gestores ambientais, podemos indicar a necessidade de cruzamento de dados de rochas, aquíferos, vegetação, relevo, entre outros, em ambiente SIG para realizarmos a gestão de determinado área, como uma unidade de conservação. Nesse intuito, precisamos desmistificar o SIG, que parece uma coisa uma coisa muito complexa ou a solução final de todos os problemas. Podemos, em fato, dizer que a análise espacial prescinde do SIG. Ela pode ser realizada com recursos bastante rudimentares, mas com engenhosidade, criatividade, base metodológica e teórica. No entanto, é evidente que, com recursos computacionais avançados e integração de inúmeras fontes de dados georreferenciados, ela ganha maior potencial. O SIG, por sua vez, sem base teórico-metodológica, não pode muito. Dessa forma, precisamos nos capacitar, observando os avanços de diversas ciências e tecnologias que têm enfoque espacial para que possamos analisar e criar soluções para as questões ambientais, eminentemente espaciais. Para finalizar, portanto, podemos dizer que a análise espacial é aquela que leva em conta a disposição geográfica dos elementos como fator que pode alterar Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 14 os fenômenos quantitativamente e qualitativamente, sendo potencializada por ferramentas computacionais, como o SIG. Acompanhe a videoaula, disponível no material on-line, para saber mais sobre Jhon Snow e como ele usou a análise espacial para descobrir quais poços estavam contaminados com cólera, ainda no século XVIII! Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 15 Trocando ideias Leia o texto Geoprocessamento Ciência ou Técnica e verifique qual é o seu posicionamento a respeito dessa temática! https://geotecnologias.wordpress.com/2012/03/15/geoprocessamento- ciencia-ou-tecnica/ Aproveite para acessar o fórum, disponível no Ambiente Virtual de Aprendizagem, postar a sua resposta e trocar ideias com seus colegas de curso! Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 16 Na Prática O Projeto de Lei nº 2.644/2011, no qual se busca a regulamentação da profissão de Gestor Ambiental, prevê diversas atribuições para a profissão. Liste algumas dessas atribuições, apresentadas no art. 4º do PL, e indique de que maneira o uso do SIG pode auxiliar no seu cumprimento. Indique, ainda, quais as implicações para a profissão do gestor ambiental se o geoprocessamento for considerado campo de domínio de alguma outra área do conhecimento, comparando com os efeitos sobre a noção de Geoprocessamento como domínio transdisciplinar. http://www.camara.gov.br/proposicoesWeb/prop_mostrarintegra?codteor=9 37279&filename=PL+2664/2011 Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 17 Os geólogos mostram que, em lugares onde há predomínio de calcários, há mais chance de contaminação do lençol freático por produtos químicos, dada a velocidade de percolação dos líquidos em rochas carbonáticas. Os epidemiologistas sabem que áreas quentes e chuvosas são mais propensas para a propagação do Eedes Aegipty. Os biólogos sabem que as formações florestais variam sua fisionomia e características ecológicas de acordo com a altitude, de maneira que, em topos de áreas elevadas, são comuns o endemismo e a maior vulnerabilidade de espécies. Diante dessa situação, qual o papel de um gestor ambiental, capacitado para trabalhar com Sistemas de Informações Geográficas (SIG), para a gestão de uma unidade de conservação com elevada variedade altimétrica, diversidade rochosa e variabilidade climática? Como gestores ambientais, podemos indicar a necessidade de cruzamento de dados de rochas, aquíferos, vegetação, relevo, entre outros, em ambiente SIG para realizarmos a gestão de determinado área, como uma unidade de conservação. Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 18 Síntese Chegamos ao fim da nossa aula! Ao longo dela vimos os conceitos de Geoprocessamento, Cartografia, Sensoriamento Remoto, Sistemas de Informação Geográficas (SIG) e Análise Espacial. Umas ou outras dúvidas devem restar, mas no decorrer do curso esses temas serão revistos diversas vezes, de maneira que os conceitos logo estarão bem claros em nosso entendimento. Bons estudos! Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico (CCDD) 19 Referências CÂMARA, G.; QUEIROZ, G. R. Arquitetura de sistemas de informação geográfica. In: CÂMARA, G. et al. Introdução à Ciênciada Geoinformação. São José dos Campos: INPE, 2016. Disponível em: <http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/cap3-arquitetura.pdf>. Acesso em 28 fev. 2016. IBGE — INSTITO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Guia das Atividade de Geociências. Disponível em: <http://saladeimprensa.ibge.gov.br/sala-de-imprensa-publicacoes/guia-das- atividades-de-geociencias/sobre-cartografia.html>. Acesso em 06 jul. 2016. IBGE — INSTITO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Noções básicas de cartografia. Rio de Janeiro: Diretoria de Geociências, 1998. JAKOBSON, R. Linguística e Comunicação. 24. ed. São Paulo: Cultrix, 2007. NOVO, E. M. L. M; PONZONI, F. J. Introdução ao Sensoriamento Remoto. São José dos Campos: INPE, 2001 PAULA, E. V. Geoprocessamento Aplicado à Análise Ambiental (Palestra). In: II Segunda Semana Ambiental. Maringá: Unicesumar, 2015. ROCHA, C. H. B. Geoprocessamento: tecnologia transdisciplinar. 3. ed. Petrópolis: Sermograf, 2000.
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