Aula 01 Introducao a Ciencia da GeoInformacao

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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Informações
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da GeoInformação
Prof. Anderson Donizete Meira
Ms. Engenharia Civil
SIG/Geotecnia Ambiental
Agosto de 2008.
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Introdução à Ciência da Geoinformação
• OBJETIVOS
‰ Apresentar o histórico resumido e os conceitos fundamentais 
acerca de:
‰ Informações geográficas
‰ Geomática
‰ Geoprocessamento
‰ Geotecnologias
• METODOLOGIA A SER ADOTADA
» Apresentação de Slides
» Leitura e análise de textos de referência
» Debates
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Geografia e Computação
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Coleta de Dados Geográficos
Exemplos Notáveis
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Coleta de Dados Geográficos
Exemplos Notáveis
A coleta de dados sobre a 
distribuição geográfica
de recursos minerais, 
propriedades, animais e 
plantas sempre foi uma 
parte importante das 
atividades das 
sociedades 
organizadas. 
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Descoberta do mapa mais antigo do Ocidente pode mudar 
história da Cartografia moderna
24/11/2005
• Segredo
– O mapa foi encontrado há dois anos durante uma 
escavação dirigida pelo arqueólogo belga Thierry
van Compernolle, da Universidade de Montpellier, 
mas a sua existência foi mantida em segredo até
que mais pesquisas acerca de sua origem e data 
fossem realizadas.
– Os nomes gravados são indicados por pontos -
como nos mapas atuais - e estão escritos em 
grego antigo.
– O mar do lado ocidental, Taras (Taranto), 
atualmente o Golfo de Taranto, está escrito em 
grego. O resto do mapa está em mesápico, um 
antigo idioma das tribos locais, mas as letras 
usadas são gregas. Os mares do outro lado da 
península, o Jônico e o Adriático, estão 
representados por traços paralelos em zig-zag.
– Várias das 13 cidades assinaladas, como Otranto, 
Soleto, Ugento e Leuca (agora Santa Maria de 
Leuca) ainda existem.
• O mapa mais antigo de uma área do mundo ocidental, feito em 
aproximadamente 500 a. C., foi encontrado por arqueólogos no 
sul da Itália. 
• Conhecido como Mapa di Soleto, o registro mostra a região hoje 
conhecida como Puglia - o salto da "bota" da Itália. O desenho foi 
esculpido num fragmento de vaso de terracota do tamanho de um 
selo de cartas.
Valor histórico
– Além de ser o mapa geográfico mais antigo já encontrado, 
é a primeira prova material de que os antigos gregos 
desenhavam mapas antes que os romanos. A literatura 
antiga grega conta que seu povo tinha um conceito próprio 
de mapa e que alguns já tinham sido desenhados, embora 
nenhum tivesse sido achado. 
– Os antigos chineses tinham um sistema bem definido do 
mapeamento, mas a moderna Cartografia vem das 
técnicas estabelecidas pelos gregos. Muitos mapas 
clássicos existentes são romanos e datam do período 
posterior à era cristã.
– O mapa de Soleto é contemporâneo ao matemático grego 
Pitágoras, que estabeleceu uma escola filosófica em 
Crotona (hoje Calábria), do outro lado do Golfo de Taranto. 
Sua hipótese de que a Terra era redonda, desenvolvida a 
partir da observação de que a altura das estrelas era 
diferente quando observada de diferentes pontos, 
formaram a base da Cartografia moderna.
– Especialistas sugerem que esta descoberta não apenas 
exige reconsiderar os primórdios da Cartografia antiga, 
mas também os da história daquela região.
– O Mapa di Soleto está sendo exibido ao público pela 
primeira vez esta semana no Museu Arqueológico 
Nacional de Tarento.
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Coleta de Dados Geográficos
Exemplos Notáveis
• O Mapa das Trilhas do Grande Yü, 
descrito como “o mais remarcado”
trabalho cartográfico da sua época, 
talhado na pedra por volta do ano 1100 
ac. 
• A linha de costa é firme e a precisão da 
rede hidrográfica extraordinária. 
• O original, que agora está no Museu Pei
Lin em Xi’an, tem cerca de 1 metro 
quadrado.”
– (Citado por Needham, “Science and
Civilization in China” apud CÂMARA, 
1998). Reproduzido de Tufte (1983).
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Coleta de Dados Geográficos
Exemplos Notáveis
Marechal Rondon
• O militar, sertanista e geógrafo Cândido Mariano da Silva 
Rondon (1865-1958) dedicou a vida a promover a 
colonização do interior brasileiro. 
• Por onde passava, Rondon pacificava e tratava a minoria 
selvagem. Descendente por parte de mãe dos índios terenos, 
o marechal descobriu montanhas, rios, corrigiu mapas e 
construiu linhas telegráficas Brasil afora, rompendo até o 
isolamento da Bolívia e do Paraguai. 
• A tribo bororo ficou tão reconhecida ao militar que lhe 
reservou um inusitado presente: a mais linda e mais jovem 
donzela. Rondon nunca a viu. Era um tímido. 
• O marechal Cândido Rondon ficou conhecido pelo lema 
indigenista "Morrer se for preciso, matar nunca". 
• Em 1910, criou o antigo Serviço de Proteção aos Índios (SPI), 
que foi substituído pela Funai (Fundação Nacional do Índio), 
em 1967. 
• Foi o líder da expedição Roncador-Xingu, patrocinada pelo 
governo Vargas em 1943, com o objetivo de desbravar o 
Centro-Oeste brasileiro.
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Análise de Dados Geográficos
Exemplos Notáveis
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Análise de Informações Geográficas
Exemplos Notáveis
• Em 1854 na cidade de Londres, a 
população estava sofrendo uma 
grave epidemia de cólera, doença 
sobre a qual na época não se 
conhecia a forma de contaminação.
• Numa situação aonde já haviam 
ocorrido mais de 500 mortes, o Dr. 
John Snow teve um "estalo": 
– colocar no mapa da cidade a 
localização dos doentes de cólera e 
os poços de água (naquele tempo, a 
fonte principal de água dos habitantes 
da cidade). 
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Análise de Informações Geográficas
Exemplos Notáveis
Figura - Mapa de Londres com casos de cólera (pontos) e poços de água (cruzes) (adaptado de E. Tufte, 1983). 
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Análise de Informações Geográficas
Exemplos Notáveis
• Com a espacialização dos dados, o Dr. Snow percebeu que 
a maioria dos casos estava concentrada em torno do poço 
da "Broad Street" e ordenou a sua lacração, o que 
contribuiu em muito para debelar a epidemia. 
• Este caso forneceu evidência empírica para a hipótese 
(depois comprovada) de que o cólera é transmitido por 
ingestão de água contaminada. 
• Esta é uma situação típica aonde a relação espacial entre 
os dados muito dificilmente seria inferida pela simples 
listagem dos casos de cólera e dos poços. 
• O mapa do Dr. Snow passou para a História como um dos 
primeiros exemplos queilustra bem o poder explicativo da 
análise espacial
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Dados analógicos
Dificuldades de processamento e análise
• Até recentemente, no entanto, 
a coleta e o registro de dados 
geográficos eram feitos 
apenas em documentos e 
mapas em papel;
• Estas formas de 
armazenamento dificultavam e 
até impediam análises mais 
complexas que combinassem 
mapas e dados diversos. 
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Desenvolvimento da Cartografia 
e da Computação
• Com o desenvolvimento 
simultâneo, na segunda metade 
deste século, da Cartografia e 
das tecnologias de Informática, 
tornou-se possível armazenar e 
representar tais informações em 
ambiente computacional, 
abrindo espaço para o 
aparecimento da Ciência 
Geomática.
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Desenvolvimento da Cartografia 
e da Computação
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Desenvolvimento da Cartografia 
e da Computação
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
O surgimento da ciência Geomática
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
O surgimento da ciência 
Geomática
O intenso desenvolvimento que as 
chamadas Geotecnologias*
vêm sofrendo ao longo dos 
anos proporcionou o impulso 
necessário para o 
desenvolvimento de uma 
ciência específica, voltada a 
estudos vinculados à
Geoinformação. 
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
O surgimento da ciência 
Geomática
O termo Geomática nasceu originariamente 
no Canadá, onde essa ciência foi 
desenvolvida para descrever o campo de 
tecnologias relacionadas à informática e 
comunicação de dados. 
Os objetos de estudo da Geomática passam 
pela captura, armazenagem, análise, 
apresentação, distribuição e gerenciamento
de informações espaciais com vistas à
tomada de decisões nos campos científico, 
administrativo, legal e operacional.
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
"... o campo de atividades que
usando uma abordagem
sistemática, integra todos os
meios disponíveis para
adquirir e gerenciar dados 
referenciados espacialmente,
requeridos como parte de 
operações técnicas, 
científicas, legais e 
administrativas envolvidas no 
processo de produção e 
gerenciamento de informação
espacial. "
Geomática: Conceito Formal
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
GeomGeomááticatica
Sensoriamento Sensoriamento 
remotoremoto
InformInformááticaticaGeoCiências
EngenhariasEngenharias
Geografia
Cartografia
HardwaresHardwares
SoftwaresSoftwares
Geoprocessamento
Sistemas de 
Informações 
Geográficas
GEOMÁTICA: Áreas correlatas
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Geoprocessamento
Geoprocessamento é
definido como o 
resultado da integração 
de tecnologias de 
informática, 
mapeamento e 
sensoriamento remoto.
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Geoprocessamento
“relaciona-se às 
atividades de 
mapeamento, 
sensoriamento remoto, 
cadastros e outros tipos 
de pesquisa e 
investigações de campo 
para capturar dados e ao 
conjunto de ferramentas 
para manipulação e 
análise de informações 
geográficas.”
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Geoprocessamento
“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, 
– Recursos Naturais, 
– Transportes, Comunicações, 
– Energia e 
– Planejamento Urbano e 
Regional, etc...”
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Informações 
Geográficas
• As ferramentas computacionais
para Geoprocessamento, 
chamadas de Sistemas de 
Informação Geográfica (SIG’s 
ou GIS), permitem realizar 
análises complexas, ao integrar 
dados de diversas fontes e ao 
criar bancos de dados geo-
referenciados. 
• Tornam possível ainda a 
automatização da produção de 
documentos cartográficos e o 
armazenamento de grandes 
volumes de dados
geograficamente referenciados.
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Ferramenta de trabalho
• Pode-se dizer, de forma 
genérica, “Se onde é
importante para seu 
negócio, então 
Geoprocessamento é sua 
ferramenta de trabalho”. 
• Sempre que o “onde”
aparece, entre as questões 
e problemas que precisam 
ser resolvidos por um 
sistema informatizado, 
haverá uma oportunidade 
para considerar a adoção de 
um SIG.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Potencial no Brasil
• Num país de dimensão 
continental 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.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
GEOMÁTICA
Potencial de aplicação
Ciências Exatas, Humanas e Biológicas
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Potencial de Aplicação da 
Ciência Geomática
O potencial de aplicação dos 
conhecimentos 
concentrados pela Ciência 
Geomática limita-se apenas 
pela disponibilidade e 
acessibilidade a dados 
geograficamente 
referenciados. 
Várias são as áreas onde, 
direta ou indiretamente, 
podemos utilizar conceitos 
ou ferramentas relacionadas 
à Geomática ou ao 
Geoprocessamento.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Potencial de Aplicação da 
Ciência Geomática
As áreas de aplicação da Ciência Geomática
(Geoprocessamento e SIG’s-Sistemas de 
Informações Geográficas), são as mais 
diversas, destacando-se:
• Gerenciamento de Recursos Hídricos
• Planejamento urbano e regional
• Avaliação de impacto ambiental
• Gerenciamento de redes de infra-estrutura
• Monitoramento e controle de pragas
• Simulação de plantio e colheita
• Avaliação de aptidão agrícola
• Mapeamento de solos
• Mapeamento geotécnico e geológico
• Gerência de pavimentos e controle de tráfego
• Planejamento de sistemas de transporte 
coletivo
• Planejamento turístico
• …
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
“Knowing where things
are and why is essential
to rational decision
making.”
Conhecimento sobre onde ascoisas estão e por que, é essencial
para produzir decisões racionais.
Jack Dangermond
President, ESRI
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[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
“Aprender SIG envolve 
aprender a pensar, 
aprender a pensar sobre 
os padrões, sobre o 
espaço e sobre os 
processos que nele 
atuam”
EASTMAN, 1997.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
“The application of GIS 
is only limited by the
imagination of those
who use it."
“As aplicações de um SIG são limitadas apenas pela 
imaginação de quem o usa.”
Jack Dangermond
President, ESRI
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Breve Histórico do Geoprocessamento
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Breve Histórico do Geoprocessamento
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
EVOLUÇÃO INTERNACIONAL
• As primeiras tentativas de 
automatizar parte do 
processamento de dados 
com características 
espaciais aconteceram na 
Inglaterra e nos Estados 
Unidos, nos anos 50, com 
o objetivo principal de 
reduzir os custos de 
produção e manutenção 
de mapas. 
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
EVOLUÇÃO INTERNACIONAL
• Dada a precariedade da 
informática na época, e a 
especificidade das aplicações 
desenvolvidas:
– pesquisa em botânica, na 
Inglaterra, e 
– estudos de volume de tráfego e 
estudos censitários, nos 
Estados Unidos), 
• estes sistemas ainda não 
podem ser classificados como 
“sistemas de informação”.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
EVOLUÇÃO INTERNACIONAL
• O UNIVAC I, entregue ao U.S. 
Census Bureau, foi o primeiro 
computador comercial que 
atraiu a atenção pública.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
EVOLUÇÃO INTERNACIONAL
• Os primeiros Sistemas de 
Informação Geográfica surgiram 
na década de 60, 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. 
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
EVOLUÇÃO INTERNACIONAL
• 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. 
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
EVOLUÇÃO INTERNACIONAL
• Ao longo dos anos 70 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 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. 
User at an early DEC computer-aided 
design system, c. 1970 
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
EVOLUÇÃO INTERNACIONAL
• Também nos anos 70 foram 
desenvolvidos alguns 
fundamentos matemáticos 
voltados para a cartografia, 
incluindo questões de 
geometria computacional. 
• No entanto, devido aos custos e 
ao fato destes proto-sistemas 
ainda utilizarem exclusivamente 
computadores de grande porte, 
apenas grandes organizações 
tinham acesso à tecnologia.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
EVOLUÇÃO INTERNACIONAL
• A década de 80 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 GIS 
se beneficiaram grandemente 
da massificação causada pelos 
avanços da microinformática e 
do estabelecimento de centros 
de estudos sobre o assunto. 
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
EVOLUÇÃO INTERNACIONAL
• No decorrer dos anos 80, com a 
grande popularização e 
barateamento das estações de 
trabalho gráficas, além do 
surgimento e evolução dos 
computadores pessoais e dos 
sistemas gerenciadores de 
bancos de dados relacionais, 
ocorreu uma grande difusão do 
uso de GIS. 
• A incorporação de muitas 
funções de análise espacial 
proporcionou também um 
alargamento do leque de 
aplicações de GIS.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
EVOLUÇÃO INTERNACIONAL
• A partir da década de 90, 
observa-se um grande 
crescimento do ritmo de 
penetração do GIS 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.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Resumo das etapas de 
desenvolvimento
Período de 1960 
a meados de 
1973
Caracterizado pela 
iniciativa individual 
de profissionais 
ligados à área de 
computação, 
mapeamento e 
meio-ambiente; 
Período de 1973 
até o início da 
década de 1980
Desenvolvimento e 
utilização dos SIG’s 
em trabalhos ligados 
a agências 
governamentais;
Período de 1982 
ao final da 
década de 80
Predomínio do uso 
comercial do SIG, 
como apoio a 
grandes 
empreendimentos 
(principalmente nas 
fases de estudo de 
viabilidades); 
Período atual
•Domínio do usuário;
•Facilitada pela 
competição entre 
fornecedores de 
sistemas e 
equipamentos;
•Divulgação da 
tecnologia 
(conscientização dos 
usuários sobre o 
poder das 
ferramentas);
•Processo de 
padronização de 
sistemas e dados 
(projeto OPENGIS);
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Indivíduos Precursores
• O desenvolvimento dos 
SIG’s teve início na década 
de 60, nos EUA e no 
Canadá, por iniciativa de 
alguns pesquisadores, entre 
os quais se destacam :
– Howard Fisher
– Roger Tomlinson
– Jack DangermondA design studio in the '60s. From laft: Carl Steinitz, 
Peter Rogers, and Jack Dangermond
This photo is from The ESRI Timeline
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Indivíduos Precursores
• Howard Fisher
– 1963 - Início dos trabalhos 
com mapeamentocomputadorizado;
– 1965 - Fundação do 
Laboratório de Computação 
Gráfica da Universidade de 
Harvard;
– Desenvolvimento do 
SYMAP (Synagraphic
Mapping Sytem): primeiro 
pacote de mapeamento 
computadorizado 
largamente distribuído para 
manipulação de dados 
geográficos.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Indivíduos Precursores
• Roger Tomlinson
– 1960 - Pesquisa florestal no 
leste da África junto a 
Spartan Air Service;
– 1966 - Desenvolvimento do 
CGIS (Canadian
Geographic Information
System), considerado o 
primeiro SIG, dando ao 
pesquisador o título de “Pai 
do SIG”;
– 1970 e 1972 - Promoção 
das duas primeiras 
conferências internacionais 
sobre SIG em Ottawa.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Indivíduos Precursores
• Jack Dangermond
– 1969 - Fundação da ESRI 
(Environmental Systems
Research Institute) - única 
empresa que entrou para a 
área de SIG sem derivação 
das áreas de CAD/CAM 
(Intergraph; 
ComputerVision, etc);
– 1982 - Lançamento do 
ARC/INFO.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Instituição de Referência Mundial
Nos EUA, a criação dos centros de 
pesquisa que formam o NATIONAL 
CENTER FOR GEOGRAPHIC 
INFORMATION AND ANALYSIS 
(NCGIA, 1989) marca o 
estabelecimento do 
Geoprocessamento como disciplina 
científica independente.
O NCGIA
foi criado pela 
NACIONAL SCIENCE FOUNDATION
com a cooperação das Universidades 
da Califórnia, Maine e New 
York.
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
DESENVOLVIMENTO NO BRASIL
• A introdução do Geoprocessamento 
no Brasil inicia-se a partir do 
esforço de divulgação e formação 
de pessoal feito pelo prof. Jorge 
Xavier da Silva (UFRJ), no início 
dos anos 80. 
• A vinda ao Brasil, em 1982, do Dr. 
Roger Tomlinson, responsável pela 
criação do primeiro SIG (o 
Canadian Geographical Information
System), incentivou o aparecimento 
de vários grupos interessados em 
desenvolver tecnologia, entre os 
quais podemos citar:
– UFRJ
– MaxiDATA
– CPqD/TELEBRÁS
– INPE
55
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
DESENVOLVIMENTO NO BRASIL
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 Geo-Ambiental). 
• O SAGA tem seu forte na 
capacidade de análise geográfica e 
vem sendo utilizado com sucesso 
como veículo de estudos e 
pesquisas.
Laboratorio de Geoprocessamento UFRJ 
56
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
DESENVOLVIMENTO NO BRASIL
MaxiDATA: 
• Os então responsáveis pelo setor de 
informática da empresa de 
aerolevantamento AeroSul criaram, em 
meados dos anos 80, um sistema para 
automatização de processos 
cartográficos. 
• Posteriormente, constituíram a 
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.
57
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
DESENVOLVIMENTO NO BRASIL
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.
58
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
DESENVOLVIMENTO NO BRASIL
INPE:
• Em 1974, o INPE (Instituto Nacional 
de Pesquisas Espacias) comprou, 
por US$ 1 milhão, um sistema de 
processamento de imagens da GE, 
chamado "IMAGE-100". Tecnologia 
no estado-da-arte da época, era 
controlado por um PDP/11-45 (com 
128 KB de memória) e possuía 
memória de vídeo de 512 x 512 
"pixels" (usando "shift registers" de 
1KB). 
• Por muito tempo, foi o único 
sistema de processamento digital 
de imagens de satélite em 
operação no País.
59
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
DESENVOLVIMENTO NO BRASIL
INPE:
• Em 1984, 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.
60
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
DESENVOLVIMENTO NO BRASIL
INPE: 
• 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; 
61
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
DESENVOLVIMENTO NO BRASIL
INPE: 
• O SITIM/SGI foi suporte de um 
conjunto significativo de projetos 
ambientais, podendo-se citar: 
– (c) o mapeamento das áreas de 
risco de plantio em 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. 
62
9/25/2008 3:53 PM 62
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
DESENVOLVIMENTO NO BRASIL
INPE:
• 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 SPRING passou 
a ser distribuido via Internet e pode 
ser obtido através do website
http://www.dpi.inpe.br/spring.
• O desenvolvimento do SPRING e 
do TERRALIB/TERRAVIEW tiverem 
contribuições significativas do Prof. 
Gilberto Câmara (Chefe do DPI 
entre 1993 – 1995)
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9/25/2008 3:53 PM 63
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Geotecnologias
64
9/25/2008 3:53 PM 64
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Geotecnologias
• São todas as tecnologias relacionadas à
Geoinformação. 
• Esse conceito abrange a aquisição, 
processamento, interpretação (ou 
análise) de dados ou informações 
espacialmente referenciadas. 
• O termo Geotecnologia refere-se a um 
grupo de tecnologias de informaçãogeograficamente referenciada, onde 
podemos situar o GPS, GIS, 
fotogrametria, levantamentos aéreos ou 
orbitais, topologia, cartografia, geodésia e 
outros.
65
9/25/2008 3:53 PM 65
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Fatores que promovem o 
desenvolvimento das Geotecnologias
A visão globalizada das questões 
ambientais tem contribuído para 
uma crescente demanda por
informações cartográficas e 
descritivas, 
obtidas em ritmo cada vez mais 
intenso graças 
às técnicas apoiadas por 
computadores 
e aos processos de imageamento
por sensores remotos.
66
9/25/2008 3:53 PM 66
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sensoriamento Remoto
67
9/25/2008 3:53 PM 67
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sensoriamento Remoto
Imagens obtidas por sensores orbitais tornaram-se ferramentas 
indispensáveis na análise e monitoramento (multitemáticos e 
multitemporais) de fenômenos naturais, devido a suas características 
de repetitividade e periodicidade.
68
9/25/2008 3:53 PM 68
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Introdução
Capítulo 2
Capítulo 3
Escala de 
Trabalho
Produtos/Satélites mais indicados
1:1.000.000 Resurs-1; Cbers Wfi; SPOT 4 Vegetation
1:500.000 -
1.1.000.000
Landsat (Termal); Resurs-1; Cbers Wfi; 
Radar
1:500.000 -
1:250.000
Landsat 5 e 7; Resurs-1; Cbers; Radar 
SAR
1:250.000 -
1:100.000
Landsat 5 e 7; Cbers; Radar SAR; SPOT
1:100.000 -
1:50.000
Landsat 5 e 7; Cbers; Radar SAR; SPOT
1:50.000 -
1.25.000
Landsat 5 e 7; Cbers; Radar SAR; SPOT; 
IRS
1:25.000 -
1.10.000
IRS; EROS; IKONOS Multiespectral; 
Fotogrametria
1:10.000 -
1:5.000
EROS; IKONOS; Fotogrametria
1:5.000 -
1:2.000
IKONOS; QUICK BIRD; Fotogrametria
< 1:2.000 Fotogrametria
Sensoriamento Remoto
Tipos de Sensores Orbitais
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9/25/2008 3:53 PM 69
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sensoriamento Remoto
Tipos de Sensores Orbitais
70
9/25/2008 3:53 PM 70
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sensoriamento Remoto
Espectro Eletromagnético
71
9/25/2008 3:53 PM 71
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
72
9/25/2008 3:53 PM 72
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
LANDSAT 5
7 bandas espectrais
Composição bandas 321 sobre 
RGB
Chamada comumente de 
composição "cores verdadeiras".
73
9/25/2008 3:53 PM 73
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
IKONOS
• . 
Brasília DF. Área residencial ao Norte do Lago Paranoá. Brasília também é capital das piscinas! 
IKONOS PSM de 2001-04-29 13:24. © Copyright SPACE IMAGING 2001 
74
9/25/2008 3:53 PM 74
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
QUICKBIRD
Fernando de Noronha - PE
Imagem Quickbird Color - 23 de Setembro de 2002 © Copyright SPACE IMAGING 2001 
75
9/25/2008 3:53 PM 75
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
IRS-6
• Este tipo de imagem é a única de 
5m de resolução original gerada no 
sensor do satélite, 
em oposição a outras imagens 
comercialmente disponíveis 
geradas por fusão de imagens de 5 
m de resolução 
PANCROMÁTICAS com imagens 
multiespectrais de 10, 20 ou 30 m 
para resultar finalmente numa 
imagem de 5 m colorida por 
processamento. 
76
9/25/2008 3:53 PM 76
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Combinação de imagens com 
resoluções diferenciadas
=
+
77
9/25/2008 3:53 PM 77
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Classificação de Imagens de Satélite
• Objetivo da Classificação:
– Identificar fenômenos ou 
objetos através do estudo 
de seu comportamento 
spectral;
78
9/25/2008 3:53 PM 78
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Classificação de Imagens de Satélite
79
9/25/2008 3:53 PM 79
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Classificação de Imagens de Satélite
• Tipos de classificação:
– Supervisionada:
• Com observação de 
campo das “signatures”
(assinaturas digitais dos 
objetos e fenômenos)
– Não supervisionada:
• Classificação 
automática sem 
observações de campo; 
pressupõe experiência 
do analista/operador do 
sistema e o uso de 
assinaturas mais 
comuns
80
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Avanço das técnicas de levantamento de dados
Bandas TM e Intervalos Espectrais e suas aplicações
Apresenta sensibilidade à morfologia do terreno, permitindo obter informações sobre Geomorfologia, Solos e Geologia. Esta banda
serve para identificar minerais com íons hidroxilas. Potencialmente favorável à discriminação de produtos de alteração
hidrotermal.
(2,08 - 2,35)7
Apresenta sensibilidade aos fenômenos relativos aos contrastes térmicos, servindo para detectar propriedades termais de rochas, 
solos, vegetação e água.(10,4 - 12,5)6
Apresenta sensibilidade ao teor de umidade das plantas, servindo para observar estresse na vegetação, causado por desequilíbrio
hídrico. Esta banda sofre perturbações em caso de ocorrer excesso de chuva antes da obtenção da cena pelo satélite.(1,55 - 1,75)5
Os corpos de água absorvem muita energia nesta banda e ficam escuros, permitindo o mapeamento da rede de drenagem e 
delineamento de corpos de água. A vegetação verde, densa e uniforme, reflete muita energia nesta banda, aparecendo bem
clara nas imagens. Apresenta sensibilidade à rugosidade da copa das florestas (dossel florestal). Apresenta sensibilidade à
morfologia do terreno, permitindo a obtenção de informações sobre Geomorfologia, Solos e Geologia. Serve para análise e 
mapeamento de feições geológicas e estruturais. Serve para separar e mapear áreas ocupadas com pinus e eucalipto. Serve 
para mapear áreas ocupadas com vegetação que foram queimadas. Permite a visualização de áreas ocupadas com macrófitas
aquáticas (ex.: aguapé). Permite a identificação de áreas agrícolas.
(0,76 - 0,90)4
A vegetação verde, densa e uniforme, apresenta grande absorção, ficando escura, permitindo bom contraste entre as áreas ocupadas
com vegetação (ex.: solo exposto, estradas e áreas urbanas). Apresenta bom contraste entre diferentes tipos de cobertura
vegetal (ex.: campo, cerrado e floresta). Permite análise da vanação litológica em regiões com pouca cobertura vegetal. 
Permite o mapeamento da drenagem através da visualização da mata galeria e entalhe dos cursos dos rios em regiões com 
pouca cobertura vegetal. É a banda mais utilizada para delimitar a mancha urbana, incluindo identificação de novos
loteamentos. Permite a identificação de áreas agrícolas.
(0,63 - 0,69)3
Apresenta grande sensibilidade à presença de sedimentos em suspensão, possibilitando sua análise em termos de quantidade e 
qualidade. Boa penetração em corpos de água.(0,52 - 0,60)2
Apresenta grande penetração em corpos de água, com elevada transparência, permitindo estudos batimétricos. Sofre absorção pela
clorofila e pigmentos fotossintéticos auxiliares (carotenóides). Apresenta sensibilidade a plumas de fumaça oriundas de 
queimadas ou atividade industrial. Pode apresentar atenuação pela atmosfera.
(0,45 - 0,52)1Principais características e aplicações das bandas TM (Thematic Mapper)
do satélite LANDSAT-5
Intervalo
espectral (µm)Banda
81
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• Landsat 7 images of Lake Pontchartrain and New Orleans, pre-Katrina on Apr. 26, 2000 and post-Katrina
on Aug. 30, 2005. Large JPEGs (800 KB) 2000, 2005.
82
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DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• This natural color Landsat 7 image shows volcanic activity at the Pu'u O'o crater on the southeastern portion of the big island of
Hawaii on May 23, 2001. 
83
9/25/2008 3:53 PM 83
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• The long track of the Nov. 6, 2005 F3 tornado can be seen from the lower left to middle right of this image, 
just south of the city of Evansville. The tornado directly hit the Ellis Park racetrack. 
84
9/25/2008 3:53 PM 84
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• Northwestern Sumatra on Dec. 13, 2004 (left) and on Dec. 29, 2004 (right) three days after the devastating tsunami. The
brownish-red shades on the right image indicate areas of denuded shoreline. Large JPEGs (700 KB): Dec. 13, Dec. 29. 
85
9/25/2008 3:53 PM 85
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• LANDSAT-Szene vom 22.08.1999. Aufnahme des Mt. St. Helens, USA. Darstellung in Echtfarben (Kanäle
3-2-1) 
86
9/25/2008 3:53 PM 86
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• The Millard Complex Fire in the San Bernardino National Forest and the Sawtooth Complex Fire
encroaching on the National Forest. Landsat 7 image acquired on July 14, 2006. 
87
9/25/2008 3:53 PM 87
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
88
9/25/2008 3:53 PM 88
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• Single-band, black-and-white image of southern Saskatchewan, Canada. Field of view about 150 km across. Short-infrared band
depicts active vegetation in light gray tones; bare/fallow ground is dark gray; water bodies are black. Landsat MSS band 7, 
acquired 5/78; image from EROS Data Center. 
89
9/25/2008 3:53 PM 89
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• Metropolitan Kansas City region. This image is a "natural color" composite that simulates normal color appearance of the scene. The urban
area is depicted in white (highways, buildings, railroads), muddy water is brown, and vegetated areas are shown in dark green. Compare with
the standard false-color version (below) of this same scene. Landsat TM bands 1,2,3; acquired 3/83; image from NASA GSFC. 
90
9/25/2008 3:53 PM 90
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• Kansas City metropolitan region. Standard false-color composite image formed from green, red, and short-infrared bands, color coded as blue, green, and red. 
Active vegetation appears red and pink, and water bodies are black. Urban structures appear in white to light blue shades. Compare with the natural-color
version (above) of this same scene. Landsat TM bands 2,3,4; acquired 3/83; image from NASA GSFC. 
91
9/25/2008 3:53 PM 91
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• Special composite of visible and mid-infrared bands. The visible bands penetrate water and show suspended sediment in surface
water. Volcanic mountains are visible around the lake. Landsat TM bands 1,2,7; acquired 9/84; image from NASA GSFC. 
92
9/25/2008 3:53 PM 92
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• The edge of the Andes Mountains is seen flanked by extensive alluvial fans that form relatively flat surfaces. Straight lines and geometric designs (left center) 
are the archeologic "Nazca lines" of prehistoric origin. This special composite employs visible and mid-infrared bands. Landsat TM bands 2,3,5; image from
NASA GSFC. 
93
9/25/2008 3:53 PM 93
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• Special false-color composite of Paris, France. Field of view is about 40 km across. Active vegetation appears brown/orange; suburban area is 
green/yellow; urban core is blue. Landsat TM bands 3,7,5; acquired 6/84; image from NASA GSFC. 
94
9/25/2008 3:53 PM 94
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Landsat-7
• Infrared false-color composite of White Sands, New Mexico. The White Sands are dunes composed of gypsum sand blown from a nearby dry lake bed. In this
image the gypsum dunes appear light blue, and the sand source area is dark blue. Landsat TM bands 4,5,7; image from NASA GSFC. 
95
9/25/2008 3:53 PM 95
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Merging Landsat data with DEM 
• Mt. McKinley, Alaska portrayed with Landsat image draped over a block model of landscape topography. The oblique view is created from a 
digital elevation model (DEM), and color coding comes from the Landsat image. Large valley glaciers with medial moraines are visible in 
foreground. Landsat TM bands 2,3,4 + DEM; image from NASA GSFC. 
96
9/25/2008 3:53 PM 96
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Estações de Controle Terrestre
• Tão importantes quanto os 
satélites, são as estações 
instaladas no solo e 
denominadas, genericamente, 
segmento solo ou segmento 
terrestre do sistema. Essas 
estações são equipadas para 
exercerem funções de controle 
ou funções operacionais.
• As estações de controle, ou de 
serviço, rastreiam satélites, 
recebem dados de seu 
funcionamento, via telemetria, e 
transmitem comandos para sua 
adequada operação
Antena de rastreio – Cuiabá (INPE)
97
9/25/2008 3:53 PM 97
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Estações de Controle Terrestre
• É através dessas estações que 
são corrigidas, quando 
necessário, a atitude e a órbita, 
é executada a manutenção 
remota e são programadas as 
funções operacionais dos 
satélites.
• As estações operacionais são 
responsáveis pela parte 
operacional propriamente dita. 
São, por exemplo, as estações 
de transmissão e recepção de 
sinais de telecomunicações e 
estações de recepção de dados 
de observação da Terra.
Estação Terrena de Tanguá (Embratel) 
98
9/25/2008 3:53 PM 98
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite (GNSS)
99
9/25/2008 3:53 PM 99
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite
O desenvolvimento dos Sistemas de Navegação Global por Satélite
(GNSS - Global navigation satellite system) vem tornando mais barata 
e precisa a obtenção de dados georeferenciados (com referência 
geográfica). 
100
9/25/2008 3:53 PM 100
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação 
Global por Satélite
• GNSS, sigla para o termo genérico padrão Global Navigation 
Satellite Systems (Sistemaglobal de navegação por sátelite), 
que engloba os sistemas GPS (USA), junto com os demais
sistemas do mesmo gênero como o GLONASS (Rússia), o 
GALILEO (União Européia), Beidou (China) e o IRNSS (Índia). 
– Até 2007, o sistema de posicionamento global dos Estados Unidos
NAVSTAR (GPS) era o único GNSS inteiramente operacional. 
– O GLONASS russo é um GNSS em processo de restauração.
– O sistema GALILEO da União Européia é um GNSS da nova 
geração na fase inicial da distribuição, programado para ser 
totalmente operacional em 2010. 
– A China indicou que pode expandir seu sistema de navegação
BEIDOU, ainda regional, em um sistema global. 
– O IRNSS da Índia, também regional, é programado para ser 
operacional em 2012. 
http://geodesia.ufsc.br/wikidesia/index.php/GNSS
101
9/25/2008 3:53 PM 101
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
1. Todos os satélites tem relógios que 
marcam exatamente o mesmo tempo 
(relógios atômicos extremamente 
precisos)...
2. Todos os satélites conhecem sua posição 
exata a partir de dados enviados por seus 
sistemas controladores (almanaques)...
3. Cada satélite transmite um sinal de rádio 
com sua posição e o tempo (hora exata 
da transmissão);
4. Os sinais “viajam” até o receptor com um 
determinado “atraso” em função da 
distância percorrida;
5. As diferenças nas distâncias percorridas
fazem com que cada satélite seja
registrado no receptor com um horário
diferente de transmissão; 
6. O receptor recebe os sinal dos satélites e 
calcula a distância até os mesmos
• estes cálculos se fundamentam no 
sincronismo de clock (constantemente 
corrigido) entre o receptor e o satélite. 
7. O receptor calcula a distância para cada
satélite e pode então calcular a sua
própria posição.
Como funcionam os sistemas GNSS?
102
9/25/2008 3:53 PM 102
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Um GNSS por dentro
103
9/25/2008 3:53 PM 103
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Determinando a posição do receptor
• Quatro satélites são
requeridos para determinar a 
posição do receptor.
• Os sinais de rádio de 
quaisquer quatro satélites de 
um dos sistemas é usado
para determinar quatro
variáveis desconhecidas, 
que são as três coordenadas
espaciais de um local, e a 
hora (tempo) de recepção
dos sinais;
104
9/25/2008 3:53 PM 104
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Precisão das coordenadas obtidas
• A precisão da determinação das
coordenadas espaciais
depende muito da configuração
geométrica dos quatro satélites
específicos usados na
determinação. 
1. Exemplo de uma boa 
constelação: 
• os satélites estão bem
espaçados gerando melhores
condições para cálculo das
coordenadas. 
2. Exemplo de uma constelação
“pobre”: 
• os satélites estão pouco
espaçados tendo uma uma má
posição para cálculo;
105
9/25/2008 3:53 PM 105
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Fontes de erros
• A atmosfera (A) e o 
multicaminho são 
duas das principais 
fontes de erros em 
sistemas GNSS
106
9/25/2008 3:53 PM 106
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Medindo os erros
• Um parâmetro chamado
diluição geométrica da 
precisão (GDOP) é definido
e reflete a dependência na
configuração dos satélites. 
• Este parâmetro (GDOP) age 
como um multiplicador para
medir os efeitos de todas
outras fontes de erro na
determinação das posições. 
107
9/25/2008 3:53 PM 107
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Disponibilidade seletiva
GPS with Selective Availability (1997)
A disponibilidade seletiva (SA -
Selective Availability) no âmbito do sistema GPS 
significa uma intencional degradação do nível 
precisão liberado ao público inicialmente de 100 m 
(2dRMS).
– Fig. 1: Error evaluation by NAVGEN of 83,976 position fixes 
recorded at a rate of 1 s in Bremen on 27/28 August 1979. The 
black contour is the 95 % error ellipse and the blue contour the 
CEP95 error circle. 
dRMS = 27.58 m, 2dRMS = 55.69, CEP95 = 49.13 m.
GPS after cancellation of Selective Availability 
(2001)
A SA foi cancelada por um anúncio do presidente
do Estados Unidos, Bill Clinton, em Maio de 2000.
– Fig. 2: Error evaluation by NAVGEN of 86,223 position fixes 
recorded at a rate of 1 s, recorded in Bremen on 23/24 February 
2001. The black contour is the 95 % error ellipse and the blue 
contour the CEP95 error circle. 
dRMS = 3.39 m, 2dRMS = 6.78, CEP95 = 6.01 m.
http://www.mar-it.de/NavGen/navgen_r.htm
108
9/25/2008 3:53 PM 108
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
NAVSTAR GPS, GLONASS e GALILEO
109
9/25/2008 3:53 PM 109
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
NAVSTAR GPS
• O GPS (Sistema de 
Posicionamento Global) é uma 
tecnologia que determina a 
localização do usuário em qualquer 
ponto do mundo, 24 horas por dia, 
em quaisquer condições de tempo.
• Projetado pelo Departamento de 
Defesa dos Estados Unidos, 
inicialmente para uso militar, o 
sistema GPS tornou-se disponível 
para uso civil em aviação, 
levantamentos marítimos e para o 
mercado geral de recreação ao ar 
livre.
110
9/25/2008 3:53 PM 110
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
NAVSTAR GPS (Global Positioning System)
• O GPS consiste em uma constelação de 24 satélites orbitando a cerca de 20.000 
km acima da superfície da Terra.
• Estes satélites transmitem sinais contendo dados de tempo e de órbita para que 
se possa calcular as suas posições.
111
9/25/2008 3:53 PM 111
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
NAVSTAR GPS
• Por sua vez, os receptores em 
terra, mar e ar procuram pelos 
satélites no céu. 
• A unidade GPS necessita 
sincronizar bons sinais de pelo 
menos três satélites para 
determinar a posição do usuário 
sobre a superfície da Terra.
• Um quarto sinal é necessário para 
obter-se uma posição 
tridimensional, com a determinação 
da elevação ou altitude.
112
9/25/2008 3:53 PM 112
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
NAVSTAR GPS
• Hoje em dia, milhões de 
pessoas utilizam a exatidão 
e a conveniência desta 
tecnologia para mapear, 
caçar, pescar, passear, voar 
e navegar.
113
9/25/2008 3:53 PM 113
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistema de posicionamento por Satélite
GPS de Navegação e Cadastral
114
9/25/2008 3:53 PM 114
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
GPS de Navegação e Cadastral
115
9/25/2008 3:53 PM 115
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
GPS Topográfico, Geodésico e Total Station
116
9/25/2008 3:53 PM 116
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
GPS Topográfico e Geodésico com correção diferencial
117
9/25/20083:53 PM 117
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
GPS e Robotic Total Station
118
9/25/2008 3:53 PM 118
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
119
9/25/2008 3:53 PM 119
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
GLONASS
• GLONASS é um sistema russo, 
equivalente ao NAVSTAR GPS
americano, de navegação por 
satélite. 
• O sistema GLONASS foi 
desenhado para uma cobertura 
global usando três níveis 
orbitais com oito satélites em 
cada nível. 
120
9/25/2008 3:53 PM 120
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
GLONASS
• Os satélites GLONASS tem um 
índice maior de falhas do que o 
GPS o que torna o sistema 
menos atrativo para os 
usuários. 
121
9/25/2008 3:53 PM 121
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
GALILEO
• O GALILEO é um sistema de satélites e 
estações terrestres planejado para 
produzir informações relacionadas ao 
posicionamento global dos usuários e 
aberto ao uso civil. 
• O projeto encontra-se em implementação 
pelo European Commission (EC) e
European Space Agency (ESA) e prevê 
que entre 2005 e 2008 sejam lançados 
30 satélites em órbita terrestre com o 
objetivo de capacitar a comunidade 
européia na aquisição independente de 
dados relacionados ao posicionamento 
global. 
Fonte: ESA - European Space Agency [http://www.esa.int/]
122
9/25/2008 3:53 PM 122
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
GALILEO
• O sistema GALILEO poderá ser 
operado de forma integrada com o 
GPS e GLONASS, outros dois 
satélites de posicionamento global 
existentes. 
Fonte: ESA - European Space Agency [http://www.esa.int/]
123
9/25/2008 3:53 PM 123
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas de Navegação Global por Satélite 
GALILEO
Fonte: ESA - European Space Agency [http://www.esa.int/]
124
9/25/2008 3:53 PM 124
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas GNSS integrados
• Se várias constelações de satélites estão disponíveis para observação e uso ao 
mesmo tempo as vantagens são significativas: 
– Redução do tempo de aquisição;
– Maior precisão na obtenção de coordenadas
– Redução de valores de Pdop e Gdop
– Aumento da produtividade em casos que obstáculos naturais limitam a “abertura de 
céu” e a recepção de sinais.
125
9/25/2008 3:53 PM 125
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Aerofotogrametria
126
9/25/2008 3:53 PM 126
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Aerofotogrametria
O surgimento de imagens orbitais de alta resolução e levantamentos 
aerofotográficos e aerofotogramétricos a custos mais acessíveis, 
vem ampliando o uso destes produtos como ferramentas de apoio ao
planejamento físico-territorial.
127
9/25/2008 3:53 PM 127
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Fotografias panorâmicas X 
Fotografias ortogonais
128
9/25/2008 3:53 PM 128
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Levantamento Aerofotogramétrico
Método de levantamento fotográfico que utiliza como 
sensor uma câmera fotogramétrica instalada em 
aeronaves, para fotografar a área de interesse de 
forma sistemática compondo faixas de fotos aéreas 
com especificações que permitam a construção de 
modelos estereoscópicos.
129
9/25/2008 3:53 PM 129
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
130
9/25/2008 3:53 PM 130
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Resolução espacial
5 m
131
9/25/2008 3:53 PM 131
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Resolução espacial
2 m
132
9/25/2008 3:53 PM 132
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Resolução espacial
1 m
133
9/25/2008 3:53 PM 133
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Resolução espacial
50 cm
134
9/25/2008 3:53 PM 134
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Resolução espacial
25 cm
135
9/25/2008 3:53 PM 135
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Resolução espacial
12,5 cm
136
9/25/2008 3:53 PM 136
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Resolução espacial
10 cm
137
9/25/2008 3:53 PM 137
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Mosaicagem
138
9/25/2008 3:53 PM 138
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Aerofotogrametria
Estereoscopia
139
9/25/2008 3:53 PM 139
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Estereoscopia
• A Estereoscopia é um 
fenômeno natural que ocorre
quando uma pessoa olha
simultaneamente duas imagens
que foram obtidas de um 
mesmo local ou objeto, mas de 
pontos diferentes, fazendo com 
que cada imagem seja vista 
com um olho. 
• O resultado é a percepção da 
profundidade, ou terceira
dimensão.
• Esta percepção permite a 
extração de informações
planimétricas e altimétricas (de 
relevo) das áreas fotografadas. 
140
9/25/2008 3:53 PM 140
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Stereo Models
Anaglifos
141
9/25/2008 3:53 PM 141
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
142
9/25/2008 3:53 PM 142
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
143
9/25/2008 3:53 PM 143
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
144
9/25/2008 3:53 PM 144
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Introdução
Capítulo 1
Capítulo 2
Capítulo 3
Capítulo 3.1
Sem correção, as distorções escondem características como interseções entre ruas, polos de utilidade pública, 
dentre outros, como mostra a figura 1.
Métodos de ortocorreção (True Ortho) corrigem as distorções de edifícios e outras estruturas e fornece muito mais 
informação para o usuário (figura 2).
11 22
Aerofografia X Aerofotogrametria
Ortocorreção
145
9/25/2008 3:53 PM 145
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Restituição aerofotogramétrica
146
9/25/2008 3:53 PM 146
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Mapeamento Digital a Laser
Outra técnica interessante é o mapeamento 
digital a laser que consiste em uma 
tecnologia para aquisição de dados 
topográficos a partir de um laser scanner 
instalado em aeronave. 
Modelos 3D são gerados através de um processo 
rápido, preciso e automático.147
9/25/2008 3:53 PM 147
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Mapeamento Digital a Laser
O sistema de mapeamento a laser é
formado por um laser scanner, GPS 
e uma unidade de navegação 
inercial – IMU (medidores independentes 
de sensores externos – acelerômetros e 
giroscópios).
A cada segundo, o laser scanner emite 
milhares de feixes laser em direção 
a superfície da Terra e mede a 
distância da aeronave ao solo. 
Essas distâncias são combinadas aos 
dados de GPS e do IMU através de 
pós-processamento automático, 
obtendo-se as coordenadas X, Y, Z 
dos pontos da área levantada. 
148
9/25/2008 3:53 PM 148
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Topografia Digital
149
9/25/2008 3:53 PM 149
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Topografia Digital
Conceitos
• Topografia (do idioma grego
topos, lugar, região, e graphein, 
descrever: "descrição de um 
lugar") é a ciência que estuda
todos os acidentes geográficos
definindo a situação e a 
localização deles numa área
qualquer. 
• Tem a importância de 
determinar analiticamente as 
medidas de área e perímetro, 
localização, orientação, 
variações no relevo, etc e ainda
representá-las graficamente em
cartas (ou plantas) 
topográficas.[1]
http://pt.wikipedia.org/wiki/Topografia
150
9/25/2008 3:53 PM 150
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
151
9/25/2008 3:53 PM 151
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Topografia Digital
Aplicabilidade
• A topografia é também
instrumento fundamental 
para a implantação
(chamadas locações) e 
acompanhamentos de obras
como: 
– projeto viário, 
– edificações, 
– urbanizações(loteamentos), 
– movimento de 
terra(cubagem de terra), 
– etc.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Topografia
152
9/25/2008 3:53 PM 152
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Topografia Digital
Aplicabilidade
• O termo só se aplica a áreas
relativamente pequenas, 
sendo utilizado o termo
geodésia quando se fala de 
áreas maiores. 
• Para isso são usadas
coordenadas que podem
ser duas distâncias e uma
elevação, ou uma distância, 
uma elevação e uma
direção.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Topografia
153
9/25/2008 3:53 PM 153
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Topografia Digital
Aplicabilidade
• Aplicação crítica:
– Locação de túneis...
154
9/25/2008 3:53 PM 154
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Topografia Digital 
Equipamentos
(Robotic Total Station)
155
9/25/2008 3:53 PM 155
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
156
9/25/2008 3:53 PM 156
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
157
9/25/2008 3:53 PM 157
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Rede de referência cadastral
158
9/25/2008 3:53 PM 158
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Processamento digital de pontos 
coletados
159
9/25/2008 3:53 PM 159
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Sistemas Topográficos a Laser
160
9/25/2008 3:53 PM 160
DET-478 – Sistemas de Informações Geográficas
[01] Introdução à Ciência da Geoinformação
Obrigado pela atenção!
Prof. Anderson Donizete Meira
contato@iplanus.com.br
meira@fdvmg.edu.br