1 - Aula de Geoprocessamento e SIG - Prof. Me. José Yure Gomes

Prévia do material em texto

GEOPROCESSAMENTO E SIG 
Prof. José Yure Gomes dos Santos 
Geógrafo 
Mestre em Eng. Urbana e Ambiental 
Doutorando em Engenharia Civil 
joseyure.santos@ufob.edu.br 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DA BAHIA 
CENTRO DAS HUMANIDADES 
 
Geoprocessamento (IAD 281) 
INTRODUÇÃO 
INTRODUÇÃO 
 
A necessidade de se conhecer a localização dos objetos é antiga. 
 
• Onde está a fonte de água mais próxima? 
 
• Onde está a melhor região de caça? 
 
• Onde está o inimigo? 
 
• A arte de desenhar mapas é mais antiga 
que a arte de escrever. 
 
• Um dos primeiros mapas (2.400 – 2.200 a.c) 
babilônico em tablete de argila cozida. 
INTRODUÇÃO 
 
Coleta de informações sobre 
a distribuição geográfica 
 
• Recursos minerais; 
• Propriedades; 
• Plantas e Animais; 
• Estradas, ruas; 
• Cidades, Estados, Países... 
INTRODUÇÃO 
 
Informações em documentos e mapas em papel impedem uma 
análise que combine diversos mapas e dados. 
INTRODUÇÃO 
 
GEOPROCESSAMENTO 
 
 O que é geoprocessamento 
• O termo Geoprocessamento denota a disciplina do conhecimento 
que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o 
tratamento da informação geográfica (CÂMARA, et al. 2001). 
 
• Geoprocessamento é um conjunto de técnicas de processamento 
de dados, destinado a extrair informação ambiental a partir de 
uma base de dados georreferenciada. (XAVIER-DA-SILVA, 2000); 
 
• Geoprocessamento é um conjunto de tecnologias de coleta, 
tratamento, manipulação e apresentação de informações 
espaciais voltado para um objetivo específico (RODRIGUES, 
1993). 
GEOPROCESSAMENTO 
 
 Objetivos do Geoprocessamento 
• Produzir mapas de maneira muito mais rápida; 
 
• Diminuir o custo da produção de mapas; 
 
• Facilitar a utilização de mapas e o acesso digital; 
 
• Produzir mapas mais elaborados; 
 
• Possibilitar a automação da atualização e revisão; 
 
• Revolucionar a análise quali-quantitativa de dados espaciais. 
GEOPROCESSAMENTO 
 
De acordo com Câmara et al. (2001), pode-se dizer, de forma 
genérica, “Se onde é importante para seu negócio, então o 
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. 
HISTÓRICO 
 
HISTÓRICO 
DESENVOLVIMENTO 
GEOPROCESSAMENTO 
DESENVOLVIMENTO 
INFORMÁTICA 
= 
 
 Anos 50 
• Primeira tentativa de automatizar parte do processamento de 
dados com características espaciais (Inglaterra e Estados Unidos). 
 
 
• Objetivo: Reduzir os custos de produção e manutenção de 
mapas. 
 
 
• Problema: precariedade da informática da época. 
HISTÓRICO 
 
 Anos 60 
• Primeiro SIG (Canadá) 
 
• Objetivo: Programa governamental para inventário de recursos 
naturais. 
 
• Problema: Sistema de difícil uso, não existiam monitores gráficos 
de alta resolução, computadores excessivamente caros, mão de 
obra altamente especializada, capacidade de armazenamento e 
processamento baixas, programas específicos para cada projeto 
(alto custo e tempo). 
HISTÓRICO 
 
 Anos 70 
• Desenvolvimento de recursos de Hardware (tornando viável 
desenvolvimento de sistemas comerciais). 
 
• “Expressão: Geographic Information System ” 
 
• Primeiros sistemas comerciais de CAD (Computer Aided Desing). 
 
• Desenvolvimento de fundamentos matemáticos e questões de 
geometria computacional voltados a Cartografia. 
 
• Problema: altos custos dos sistemas, computares de grande 
porte (restrição do uso a grandes organizações). 
HISTÓRICO 
 
 Anos 80 
• Tecnologia do SIG – acelerado processo de crescimento até os 
dias de atuais! 
 
• Avanços na Microinformática e estabelecimento de centros de 
estudo sobre o assunto. 
 
• EUA (1989): (NCGIA – National Centre for Geographical 
Information and Analysis) “ 
 
• Disciplina científica de “Geoprocessamento” 
 
• Evolução dos computadores pessoais e sistemas gerenciadores 
de bancos de dados. 
HISTÓRICO 
 
 Anos 90 
• Grande crescimento do ritmo de penetração do SIG nas 
organizações, alavancado pelos custos decrescentes do 
hardware e do software. 
 Anos 2000 
• Maior capacidade para armazenamento e interação de dados 
tabulares. Aplicativos em ambiente WEB. 
http://www2.snirh.gov.br/home/ 
HISTÓRICO 
 
HISTÓRICO 
http://www2.snirh.gov.br/home/ 
 
HISTÓRICO 
http://www2.snirh.gov.br/home/ 
 
HISTÓRICO 
http://www2.snirh.gov.br/home/ 
 
 UFRJ 
• No início dos anos 80, 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 Geo-Ambiental). 
 
 
• SAGA: tem seu forte na capacidade de análise geográfica e vem 
sendo utilizado com sucesso como veículo de estudos e 
pesquisas. 
DESENVOLVIMENTOS NO BRASIL 
 
 SAGA 
DESENVOLVIMENTOS NO BRASIL 
Disponível em: http://www.viconsaga.com.br/lageop/downloads.php 
 
 AeroSul 
• Responsáveis pelo setor de informática da empresa de 
aerolevantamento AeroSul criaram, em meados dos anos 80, um 
sistema para automatização de processos cartográficos, o Maxi 
CAD. 
 
• 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. 
DESENVOLVIMENTOS NO BRASIL 
 
 MaxiCAD 
DESENVOLVIMENTOS NO BRASIL 
http://www.maxidata.com.br/index.html 
 
 CPqD/TELEBRÁS 
• O Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da TELEBRÁS iniciou, 
em 1990, o desenvolvimento do SAGRE (Sistema Automatizado 
de Gerência da Rede Externa) 
 
 
• SAGRE: 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. 
DESENVOLVIMENTOS NO BRASIL 
 
 SAGRE 
DESENVOLVIMENTOS NO BRASIL 
http://www.geoproj.com.br/sagre.asp 
 
 INPE 
• 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). 
 
• 1984 a 1991: a DPI desenvolveu o SITIM (Sistema de Tratamento 
de Imagens) e o SGI (Sistema de Informações Geográficas), para 
ambiente PC/DOS. 
 
• 1991: o SPRING (Sistema para Processamento de Informações 
Geográficas), para ambientes UNIX e MS/Windows. 
DESENVOLVIMENTOS NO BRASIL 
 
 SITIM/SGI 
• (a) levantamento dos remanescentes da Mata Atlântica Brasileira (cerca 
de 100 cartas) desenvolvido pela IMAGEM Sensoriamento Remoto, sob 
contrato 
• do SOS Mata Atlântica; 
 
• (b) cartografia fito-ecológica de Fernando de Noronha, realizada pelo 
NMA/EMBRAPA; 
 
• (c) 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) estudo das características geológicas da bacia do Recôncavo, através 
da integração de dados geofísicos, altimétricos e de sensoriamento 
remoto, conduzido pelo CENPES/Petrobrás. 
DESENVOLVIMENTOS NO BRASIL 
 
 SPRING 
DESENVOLVIMENTOS NO BRASIL 
• O SPRING unifica o tratamento de imagens de Sensoriamento 
Remoto (ópticas e microondas), mapas temáticos, mapas 
cadastrais, redes e modelos numéricos de terreno. 
 
• A partir de 1997, o SPRINGpassou a ser distribuído via Internet e 
pode ser obtido através do website 
http://www.dpi.inpe.br/spring. 
 
 SPRING 
DESENVOLVIMENTOS NO BRASIL 
Disponível em: http://www.dpi.inpe.br/spring/ 
 
EVOLUÇÃO DA TECNOLOGIA 
1ª. Geração de SIG (~1983-1990) 
• Ambientes centralizados (UNIX): grande número de 
funções, complexidade e necessidade de suporte; 
• Ambientes PC (DOS): facilidade de uso, capacidade 
limitada 
 
 
2ª. Geração de SIG (~1990-2000) 
• Ambientes Distribuídos (Windows): interfaces amigáveis, 
funções simplificadas 
 
 
3ª. Geração de SIG (~2000) 
• Uso da Internet 
 
EVOLUÇÃO DA TECNOLOGIA 
CAD, Cartografia 
 
Desenho de Mapas 
 
Projetos isolados 
 
Pacotes separados 
Tecnologia 
 
Uso principal 
 
Ambiente 
 
Sistemas 
 
 
B. Dados, Imagens 
 
Análise Espacial 
 
Cliente-servidor 
 
Software integrado 
Sistemas Distribuídos 
 
Centro Dados 
 
Multi-servid., WWW 
 
Interoperabilidade 
1a. geração 2a. geração 3a. geração 
(1983-1990) (1990-2000) (2000-?) 
EVOLUÇÃO DA TECNOLOGIA 
SIG 
Individual 
BD Geográfico 
Institucional 
Centro de Dados 
Global 
GEOPROCESSAMENTO 
E SIG 
GEOPROCESSAMENTO 
 
O termo geoprocessamento surgiu com a introdução dos conceitos de 
manipulação de dados espaciais georreferenciados dentro de sistemas 
computadorizados, através das ferramentas denominadas Sistemas de 
Informações Geográficas - SIG's. 
SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA 
 
Sistema de Informação Geográfica – SIG (ou Geographic Information 
System – GIS) 
 
• Conjunto de ferramentas para colecionar, armazenar, recuperar, 
transformar e exibir dados espaciais do mundo real para um conjunto 
particular de propósitos (BURROUGH, 1986). 
 
• Um sistema de base de dados no qual a maioria dos dados está 
indexada espacialmente, e sobre os quais um elenco de 
procedimentos é desencadeado com a finalidade de responder a 
perguntas sobre entidades espaciais (SMITH et al., 1987). 
 
• Um conjunto manual ou computacional de procedimentos utilizados 
para armazenar e manipular dados georreferenciados (ARONOFF, 
1989). 
SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA 
 
• União entre um sistema de banco de dados projetados para trabalhar com 
dados georreferenciados e um conjunto de operações que fornece 
capacidade analítica para trabalhar com tais dados (Star & Estes,1990). 
 
• O termo Sistema de Informação Geográfica – SIG é aplicado para sistemas 
que realizam o tratamento computacional de dados geográficos e 
armazenam a geometria e os atributos dos dados que estão 
georreferenciados (CÂMARA et al., 2001; DRUCK et al., 2004). 
 
• GIS é um conjunto de ferramentas computacionais composto de 
equipamentos e programas que, por meio de técnicas, integra dados, 
pessoas e instituições de forma a tornar possível a coleta, o 
armazenamento, o processamento, a análise e a disponibilização, a partir 
de dados georreferenciados, de informação produzida por meio das 
aplicações disponíveis, visando maior facilidade, segurança e agilidade nas 
atividades humanas referentes ao monitoramento, planejamento e tomada 
de decisão relativas ao espaço geográfico (ROSA, 2009). 
GEOPROCESSAMENTO X SIG 
 • O termo SIG é bastante utilizado e em muitos casos é confundido com 
Geoprocessamento. 
 
 
• O Geoprocessamento é um conceito mais abrangente e representa 
qualquer tipo de processamento de dados georreferenciados, 
enquanto um SIG processa dados gráficos e não gráficos 
(alfanuméricos) com ênfase em análises espaciais e modelagens de 
superfícies (ROSA, 2009). 
 
 
• As ferramentas computacionais para Geoprocessamento, chamadas 
de SIG, permitem realizar análises complexas, ao integrar dados de 
diversas fontes e ao criar bancos de dados georeferenciados. Tornam 
ainda possível automatizar a produção de documentos cartográficos 
(CÂMARA, et al. 2001). 
GEOPROCESSAMENTO X SIG 
 
 Geoprocessamento x SIG 
Geoprocessamento 
Processamento de dados georreferenciados 
SIG 
Ferramentas computacionais para o Geoprocessamento 
GEOPROCESSAMENTO 
 
 Porque utilizar o Geoprocessamento? 
• Na perspectiva moderna de gestão do território, toda ação de 
planejamento, ordenação ou monitoramento do espaço deve incluir a 
análise dos diferentes componentes do ambiente, incluindo o meio 
físico-biótico, a ocupação humana e seu inter-relacionamento. 
 
• O objetivo principal do Geoprocessamento é fornecer ferramentas 
computacionais para que os diferentes analistas determinem as 
evoluções espacial e temporal de um fenômeno geográfico e as 
interações entre diferentes fenômenos (Assad e Sano, 2002). 
 
• O Geoprocessamento vem influenciando de maneira crescente as 
áreas de Cartografia, Análise de Recursos Naturais, Transportes, 
Comunicações, Energia e Planejamento Urbano e Regional. 
GEOPROCESSAMENTO 
 
 Porque utilizar o Geoprocessamento? 
Tecnologias de Geoprocessamento fornecem ferramentas para: 
 
• Criar; 
 
• Gerenciar; 
 
• Analisar; e 
 
• Visualizar dados. 
GEOPROCESSAMENTO 
 
 Pensar o Espaço 
• Localização - “Onde está ...” 
“Quais as áreas com declividade acima de 20%? 
 
 
• Condição - “O que está ..” 
“Qual a população desta cidade?” 
 
 
• Tendência - “O que mudou...” 
“Esta terra era produtiva há 5 anos atrás? “ 
GEOPROCESSAMENTO 
 
 Pensar o Espaço 
• Roteamento - “Qual o melhor caminho...” 
“Qual o melhor caminho para o metrô ?” 
 
 
• Padrões - “Qual o padrão....?” 
“Qual a distribuição da dengue em Fortaleza ?” 
 
 
• Modelos - “O que acontece se ...?” 
“Qual o impacto no clima se desmatarmos a Amazônia ?” 
GEOPROCESSAMENTO 
 
 O que há de especial com dados espaciais? 
• Dados geográficos - representação dual 
- Localização e atributos. 
 
• Localização 
- Representar a superfície terrestre; 
- Relação espacial com outros dados. 
 
• Atributos 
- Descrevem o fenômeno; 
- Representados em um banco de dados. 
GEOPROCESSAMENTO 
 
 O que há de especial com dados espaciais? 
• Correlação espacial 
- Vizinhança - esperamos encontrar semelhantes. 
 
• Correlação entre variáveis 
- Processos de formação e ocupação do espaço. 
 
• Correlação temporal 
- Evolução dos dados espaciais. 
 
• Correlação topológica 
- Relações espaciais entre dados. 
GEOPROCESSAMENTO 
 
 Recursos Hídricos 
• Gestão dos recursos hídricos: 
cadastros de outorgas, reservatórios, 
postos... 
 
• Pré-processamento de dados de 
entrada em modelos hidrológicos; 
 
• Cálculos de áreas de bacias, volumes 
de reservatórios... 
 
• Drenagem urbana 
 
GEOPROCESSAMENTO 
 
 Meio Ambiente 
• Avaliação de Impacto Ambiental 
 
 
• Monitoramento de poluição 
 
 
• Gestão de resíduos sólidos 
 
 
• Gestão de resíduo líquido 
GEOPROCESSAMENTO 
 
 Transportes 
• Informação para definição de rotas 
 
 
• Planejamento 
 
 
• Projeto 
 
 
• Manutenção 
 
SETOR DE GEOPROCESSAMENTO NO BRASIL 
• Cadastral: aplicações de cadastro urbano e rural, realizadas 
tipicamente por Prefeituras, em escalas que usualmente variam de 
1:1.000 a 1:20.000. 
 
• Cartografia Automatizada: realizada por instituições produtoras de 
mapeamento básico e temático. 
 
• Ambiental: instituições ligadas às áreas de Agricultura, Meio-
Ambiente, Ecologia e Planejamento Regional, que lidam com 
escalas típicas de 1:10.000 a 1:500.000. 
 
• Concessionárias/Redes: neste segmento, estão as concessionárias 
de serviços (Água, Energia Elétrica, Telefonia). As escalas de 
trabalho típicas variam entre 1:1.000 a 1:5.000. Cada aplicação de 
redetem características próprias e com alta dependência de cada 
usuário. 
 
SETOR DE GEOPROCESSAMENTO NO BRASIL 
• Planejamento Rural: neste segmento, estão as empresas 
agropecuárias que necessitam planejar a produção e distribuição de 
seus produtos. As escalas de trabalho típicas variam entre 1:1.000 a 
1:50.000. Cada aplicação tem características próprias e com alta 
dependência de cada usuário. 
 
 
• Business Geographic: neste segmento, estão as empresas que 
necessitam distribuir equipes de vendas e promoção ou localizar 
novos nichos de mercado. As escalas de trabalho típicas variam 
entre 1:1.000 a 1:10.000. Cada aplicação tem características 
próprias e com alta dependência de cada usuário. 
 
CLASSES DE USUÁRIOS DA INFORMAÇÃO ESPACIAL 
1 - Usuários nas áreas de mapeamento cadastral, mapeamento automático, 
gerenciamento de serviços. Áreas de aplicação bem definidas. 
Grupo chamado de gerenciadores de objetos definidos. 
 
2 - Planejadores e gerenciadores de recursos para planejamento espacial. 
Introdução de tradição e métodos de conceitualização do mundo espacial 
em SIG. 
Usuários que usam não só ferramentas de SIG, mas também uma filosofia 
de planejamento. 
 
3 - Cientistas ambientais encarregados com processos de monitoramento 
físico, modelagem e inventário de recursos naturais. 
Em lugar de criar base de dados que são modelos completos do mundo, 
eles fazem isto com amostras e aproximações, interpolando e 
extrapolando, trabalhando com métodos probabilísticos em lugar de 
determinísticos. Este grupo é chamado de modeladores do espaço-tempo. 
 
CLASSES DE USUÁRIOS DA INFORMAÇÃO ESPACIAL 
4 - Grupo que toma decisões políticas e empresariais, decidindo 
onde instalar e como serão desenvolvidas as atividades 
econômicas. 
Usam dados e informações geradas pelos grupos anteriores e 
fazem uso da saída dos SIG para combinar com outras 
informações e serem avaliadas. 
 
 
5 - Usuário informal, que toma decisões em tempo real 
(navegador, viajante, turista, etc). 
GEOPROCESSAMENTO (IAD 281) 
Grato pela atenção! 
Prof. Me. José Yure Gomes dos Santos 
joseyure.santos@ufob.edu.br