resumo GEOPROCESSAMENTO E TECNOLOGIAS APLICADAS AO ENSINO DE GEOGRAFIA

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GEOPROCESSAMENTO E TECNOLOGIAS APLICADAS AO ENSINO DE GEOGRAFIA 
AULA 1 Fundamentos teóricos do Geoprocessamento
Tema 01 - O conjunto das Geotecnologias
As Geotecnologias são conjuntos de métodos científicos e de técnicas como hardwares (satélites, câmeras, GPS, computadores) e softwares de manipulação de dados geográficos. Usamos essencialmente esse conjunto para análise, exploração, e conservação dos recursos naturais. Consideramos aqui que as Geotecnologias são: a Cartografia Digital, o Sensoriamento Remoto, os Sistemas de Informações Geográficas e o GNSS (Sistema de Navegação por Satélite). Vale ressaltar que não existe um conceito único para definir as Geotecnologias, cada pesquisador ou cientista a descreve da sua maneira. Podem estar incluídas também as áreas de Topografia, Fotogrametria, Modelo Digital do Terreno, Geoestatística, Webmapping , Banco de Dados Geográficos, Geodésia, entre outros. Para finalizar, separamos as Geotecnologias de maneira didática: Coleta; Armazenamento; Uso integrado e Tratamento e análise.
Tema 02 - Conhecendo as Geotecnologias
 Vamos aqui tratar detalhadamente das quatro Geotecnologias principais: Cartografia Digital, GNSS (Global Navigation Satellite System ou Sistema de Navegação por satélites), Sensoriamento Remoto e Sistemas de Informações Geográficas (SIGs). Pretendemos que o aluno entenda como cada uma funciona, quais produtos cada uma gera e qual a principal finalidade. Discutiremos aqui a integração das tecnologias no suporte para a aplicação do Geoprocessamento, possibilitando a análise espacial, com a transformação dos dados em informação, com ganho de conhecimento. O intuito é demonstrar a aplicação desse conjunto de técnicas e ferramentas na análise do espaço geográfico, para que posteriormente possa se pensar nas aplicações nas aulas de Geografia.
Tema 03 – Introdução ao Geoprocessamento
Para Câmara (2001), ʺo termo Geoprocessamento denota a disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica". Outro conceito muito utilizado é: ʺGeoprocessamento é um conjunto de técnicas computacionais que opera sobre bases de dados georreferenciados, para transformá-los em informação relevanteʺ (SILVA, 2001, p.12-13 ). Assim, de maneira clara, o Geoprocessamento abrange o uso de ferramentas computacionais para tratamento e análise (em diversos níveis) de dados geográficos, permitindo analisar e cruzar dados oriundos de diversas fontes (GNSS, topografia, Sensoriamento Remoto, entre outros), facilitando a extração de informação e a tomada de decisão. Tratamos aqui do conceito que dá o nome à disciplina, conceito esse de grande importância ao professor de Geografia no momento de tratar sobre a maioria dos temas pertinentes à disciplina.
Tema 04 - Surgimento e evolução
"A maior parte das geotecnologias surgiu na década de 1950, com os primeiros satélites artificiais. Os avanços da geotecnologia acompanharam a modernização dos hardwares e softwares. Com a crescente demanda por satélites e pelo aperfeiçoamento de softwares, aumenta-se a oferta e acaba reduzindo os custos dos mesmos, tornando-os cada vez mais acessíveis a população".. (FOGAÇA et al, 2016). Na década de 1950, teve início o uso de computadores para elaboração de mapas e análise espaciais. Durante a história, confunde-se muitas vezes o desenvolvimento do Geoprocessamento com o desenvolvimento da ciência da computação e desenvolvimento de softwares e hardwares. Cabe ressaltar a importância do fato da criação do primeiro Sistema de Informação Geográfica (SIG), na década de 1960, pelo Departamento de Agricultura do Canadá.
Tema 05 - Interdisciplinaridade
"É costume dizer-se que Geoprocessamento é uma tecnologia interdisciplinar, que permite a convergência de diferentes disciplinas científicas para o estudo de fenômenos ambientais e urbanos. Ou ainda, que: espaço é uma linguagem comum para as diferentes disciplinas do conhecimento" (CÂMARA et al., 2001). Mas quem são as pessoas que utilizam as Geotecnologias? "A sociedade como um todo as utiliza, desde instituições de pesquisa nacionais como a EMBRAPA, o IBGE, o IBAMA, por exemplo; instituições de ensino como as Universidades; e organizações púbicas como prefeituras, secretarias de planejamento e órgãos governamentais. Já o setor privado como um todo é usuário dessas tecnologias.’’ (SILVA, 2001). A facilidade com que obtemos dados e informações geográficas faz com que nos tornemos cada vez mais dependentes dessas tecnologias.
AULA 2 Sistemas de Informações Geográficas
Tema 01 – Introdução aos SIGs
Destacamos que o SIG é um sistema computacional que permite armazenar, integrar, analisar, visualizar informações de diferentes tipos e representá-las em forma de mapas. (Florenzano; Lima; Moraes, 2011). “É um exemplo de geotecnologia e representa a união de hardware e de software capazes de armazenar, analisar e processar dados georreferenciados” (Tôsto et al., 2014, p. 33).
Os Sistemas de Informações Geográficas têm como produtos: mapas, gráficos, tabelas e relatórios, provenientes da análise dos dados e que representam digitalmente o mundo real. Todos esses produtos analisados nos fornecem conhecimento estratégico sobre o ambiente. Cada dado espacial está associado com coordenadas e se refere a determinada localização no globo terrestre.
Qual a diferença existente entre um sistema de informações geográficas e um sistema de informações não geográficas? Qual a diferença entre os softwares ditos de SIG e os outros softwares utilizados em cartografia?
Tema 02 – Aplicações dos SIGs
“O mercado de Geotecnologias está em crescente expansão. Nas últimas duas décadas, houve a entrada dos SIGs na rotina de estudantes, empresas e órgãos ambientais. Ela ocorreu devido ao barateamento de hardwares e softwares. Além disso, os softwares estão cada vez mais simples e com interfaces intuitivas, e a acurácia das informações cresceu com essa expansão.” (Fogaça et al., 2016)
As aplicações mais conhecidas estão relacionadas à agricultura, geomarketing, mercado imobiliário, turismo e diagnóstico ambiental. Há outras aplicações que valem a pena mencionar, como mitigação e respostas a desastres, saúde pública, análise de criminalidade, monitoramento de desmatamento, gestão de uso e cobertura da terra, entre tantos outros usos.
Entretanto, cabe a nós nos lembrarmos do uso das geotecnologias especificamente para a Educação. Quem utiliza os SIGs? Qual é o mercado de trabalho profissional especialista em Sistemas de Informações Geográficas?
Tema 03 – Estrutura de um SIG
Vamos tratar agora da estrutura de um Sistema de Informação Geográfica. Podemos dividi-lo em:
Interface com usuário
Entrada e integração de dados
Funções de processamento gráfico e de imagens
Visualização
Armazenamento e recuperação de dados (banco de dados geográficos)
Os SIGs lidam com interfaces de usuário, ferramentas e gerenciamento de dados. A interface dos softwares de SIG incluem, entre outros, um conjunto de ferramentas para visualização, consulta e edição, sendo capazes de visualizar os tipos de arquivos mais comuns em formatos matriciais e vetoriais. As ferramentas definem os recursos que o SIG possui para o processamento dos dados geográficos.
Os dados são armazenados em forma de arquivos, bancos de dados ou serviços web, e são organizados por programas de gerenciamento de dados.
Tema 04 – Análise espacial
Processos de análise espacial tratam dados geográficos que possuem uma localização geográfica e atributos descritivos. Em SIG, costumamos fazer perguntas como: O que está...?; Onde está...?; O que mudou...?; Por onde ir...?; Qual o padrão...?; O que acontece se...? Onde estão ou onde acontecem as coisas? Como elas se relacionam? O que elas significam? E, enfim, a tomada de decisão.
“Os SIG são bases de dados geográficos, e têm condições de responder a perguntas complexas e de fazer análises preditivas. A ênfase da análise espacial é mensurar propriedades e relacionamentos, levando em conta a localização
espacial do fenômeno em estudo de forma explicita. Ou seja, a ideia central é incorporar o espaço à análise que se deseja fazer.” (Câmara et. al, 2004)
Tema 05 – Manipulação e análise de mapas
As ferramentas computacionais para geoprocessamento, conhecidas como Sistemas de Informação Geográfica (SIGs) permitem realizar análises complexas. Nesse contexto, os planos temáticos são selecionados e armazenados, e, por meio de cruzamentos de dados, geram novas informações, as quais, interpretadas convenientemente, servirão de base para o planejamento e para recomendações de uso e manejo do ambiente.
Dentre os assuntos estão álgebra de mapas, cruzamento de mapas e modelagem de dados espaciais. Diferenciaremos, aqui, ferramentas e possibilidades de um SIG.
AULA 3 Base de dados georreferenciados
Tema 01 – Estrutura dos dados em Geoprocessamento
Um modelo de dados fornece um conjunto de regras para converter variações geográficas no mundo real em objetos discretos armazenados de forma digital. Existem duas abordagens principais de representação dos componentes espaciais associados às informações geográficas: o modelo raster (ou matricial) e o modelo vetorial.
No modelo raster ou matricial, a área é dividida em uma grade regular de células, normalmente quadradas ou retangulares. A posição da célula é definida com a linha e a coluna onde está localizada e cada célula contém um valor que corresponde ao tipo de entidade que é encontrada naquela posição.
Já no modelo vetorial, as entidades do mundo real são representadas como pontos, linhas e polígonos. A posição de cada objeto é definida por sua localização no espaço de acordo com o sistema de coordenadas escolhido. Vamos também abordar exemplos de cada modelo, suas características, além das principais vantagens e desvantagens.
Tema 02 – Aquisição e obtenção dos dados
O segundo tema aborda os diversos tipos de dados manipulados em SIG e a aquisição desses dados. Abordamos aqui os dados adquiridos diretamente pelas Geotecnologias, como dados de Sensoriamento Remoto, dados de Sistema de Navegação por Satélite (GNSS), dados de topografia, dados de laser scanning, entre outros. E também a maneira inversa de se digitalizar e vetorizar dados analógicos para o meio digital.
A obtenção de dados é tida, normalmente, como a etapa mais cara e demorada dentro dos SIGs. Vamos aqui relembrar o conceito de Geotecnologia visto nas aulas anteriores e comentar sobre sites e portais de dados geográficos confiáveis. Não podemos deixar de mencionar a Especificação Técnica para a Aquisição de Dados Geoespaciais Vetoriais (ET- ADGV).
Tema 03 – Base de dados em SIG
Um banco de dados é todo local, físico ou virtual, onde estão armazenados dados. O conceito especial de banco ou base de dados relacional é um banco onde dados são armazenados na forma de tabelas relacionáveis entre si através de campos chaves. Já um banco de dados geográfico é semelhante ao descrito acima, com a importante diferença de suportar feições geométricas em suas tabelas.
Um banco de dados geográfico é uma coleção de dados referenciados espacialmente, que funciona como um modelo da realidade por representar um conjunto selecionado de fenômenos, que podem estar associados a diferentes períodos de tempo. A grande vantagem de se utilizar um banco de dados em ambiente SIG está em possibilitar operações de análise espacial. Temos, aqui, que entender que um banco de dados geográfico é muito similar a um banco de dados comum, mas o que o diferencia é o objeto geográfico e suas características.
Tema 04 – Formas de entrada de dados
Em Geoprocessamento é comum trabalharmos com dados de diferentes fontes. Se dois sistemas são capazes de se comunicar, suportando dados um do outro (leitura e escrita), eles são considerados interoperáveis. A maneira como se dá a entrada de dados em SIG é muito importante, porque é a partir dos dados que as análises serão executadas e as decisões serão tomadas.
O formato mais comum em Geoprocessamento e Sistemas de Informações Geográficas é o Shapefile. Ele pode armazenar geometrias dos tipos ponto, linha ou polígono. Além disso, ele guarda também os registros alfanuméricos relacionados com essas feições espaciais. Três arquivos individuais são obrigatórios para armazenar os dados: ".shp”, ".shx” e ".dbf”. Vamos abordar, aqui, os formatos mais populares no mundo das Geociências e explicar brevemente as diferenças entre eles.
Tema 05 – Softwares de SIG
Na quinta parte da nossa aula, vamos tratar dos softwares de Sistemas de Informações Geográficas. A prioridade aqui é tratar dos softwares gratuitos e de código fonte aberto, sem deixar de mencionar os softwares mais usados no mercado, com destaque também para softwares criados em território brasileiro.
E não somente falar de cada um, mas fazer com que o aluno reflita sobre qual é o mais adequado para seu projeto e saiba pensar criticamente sobre o Geoprocessamento.
AULA 4 Estudos Ambientais utilizando Geotecnologias
Tema 01 - Estudo de caso 1
No primeiro momento da nossa aula, discutiremos sobre o texto Sistemas de informação geográfica para aplicações ambientais e cadastrais: uma visão geral, de autoria de Gilberto Câmara. O texto é de 1998, e, mesmo com muitas mudanças ocorridas no mundo das tecnologias nesses últimos 20 anos, a leitura é essencial.
Vale relembrarmos a importância de uma base teórica sólida, e não apenas a busca por aprender a usar softwares e equipamentos, sendo esse o grande diferencial do bom profissional. A intenção de discutirmos esse texto é de retomarmos o assunto dos SIGs para então iniciarmos a nossa conversa sobre suas aplicações, principalmente na área ambiental e da educação, tema desta e da próxima aula. Para que o aluno participe efetivamente desta aula, pedimos que leia o texto previamente ou logo após a aula.
Tema 02 - Estudo de caso 2
Vamos, na segunda parte da nossa aula, explorar alguns artigos científicos que tratam a temática das Geotecnologias em estudos do Meio Ambiente. Escolhemos aqui a revista RA'E GA - O Espaço Geográfico em Análise do Departamento de Geografia e o Programa de Pós-graduação em Geografia, ambos da Universidade Federal do Paraná.
A revista contou, em 2018, com uma edição temática de Geotecnologias: 14 artigos recentes sobre o uso de Geotecnologias aplicadas a estudos em Geografia. Da mesma maneira que a revista RA'EGA , contamos em nosso país com dezenas de revistas da área de Geografia, de acesso gratuito e livre, ótima qualidade de artigos, e sem fins lucrativos. Essa aula também tem o intuito de mostrar um pouco da pesquisa científica feita no Brasil aos futuros licenciados em Geografia, e assim incentivá-los a buscar boas leituras e adquirir novos conhecimentos. 
Tema 03 – Estudo de caso 3
Na terceira parte da aula vamos explorar alguns conteúdos online da Embrapa. A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária é uma empresa pública de pesquisa vinculada ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento do Brasil. Começaremos indicando ao aluno explorar o tema das Geotecnologias dentro do site da Embrapa.
Na continuação, vamos falar também de um material riquíssimo com a temática das Geotecnologias e Geoprocessamento. Esse material se chama Geotecnologias e Geoinformação: o produtor pergunta, a Embrapa responde, de Sérgio Gomes Tôsto et al. Faz parte de um material chamado 500 perguntas e 500 respostas, muito pertinente para nossa temática. Separamos aqui algumas perguntas importantes que são destaques na área ambiental.
Tema 04 - Estudo de caso 4
Escolhemos aqui os Anais do Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto – SBSR. O Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto ocorre a cada dois anos, e tem como objetivo congregar a comunidade técnico-científica e o usuário empresarial das áreas de Sensoriamento Remoto, Geotecnologias e de suas aplicações para a apresentação de trabalhos e debates sobre as pesquisas, desenvolvimento tecnológico, ensino e a política científica realizados no país.
 O simpósio abrange uma grande diversidade de temas
que vão além do Sensoriamento Remoto, de suma importância na nossa temática em estudo. Ele é um reflexo de pesquisas não apenas científicas, mas que extrapolam para as empresas que trabalham com Geoprocessamento. O principal objetivo de discutirmos os anais é entendermos em que áreas as Geotecnologias e o Geoprocessamento estão sendo usadas.
Tema 05 - Estudo de caso 5
Escolhemos, para a quinta parte da nossa aula, um artigo que apresenta exemplos da utilização de Geotecnologias na avaliação de impacto ambiental em uma indústria química, visando a obtenção de licenciamento junto ao órgão ambiental.
O artigo Aplicação de técnicas de Geoprocessamento na avaliação de impactos ambientais  apresenta como o Geoprocessamento está sendo aplicado em todas as fases de avaliação, desde o estudo preliminar de investigação, análise confirmatória, e, inclusive, na fase de monitoramento/remediação. O intuito é mostrar exemplos da utilização dos SIGs na indústria e na área de Análise de Impacto Ambiental. Para que o aluno participe efetivamente da aula, pedimos que leia o texto previamente ou logo após a aula.
AULA 5 Geotecnologias em sala de aula
Tema 01 – Tecnologia da Informação e Comunicação (TICs)
A primeira parte desta aula trata das Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs). Escolhemos esse tema para dar início à discussão das tecnologias usadas em sala de aula, particularmente nas aulas de Geografia. É necessário entender que as TICs têm se tornado um recurso de amplo uso didático, sendo capazes de proporcionar grandes mudanças no modo de se ensinar Geografia, entre outras disciplinas.
Sugerimos a leitura do artigo “O uso das tecnologias da Informação e Comunicação no Ensino de Geografia”, monografia apresentada pelos alunos Camila S. Canholato e Fernando Marcos C. da Silva ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense, no ano de 2015.
O aluno pode aprofundar-se e pesquisar mais materiais a respeito, não se esquecendo de procurar artigos em revistas científicas com boas notas, e também monografias, dissertações e teses de boa qualidade.
Tema 02 – Ferramentas para a educação: exemplo 1
O Google Earth Engine é uma plataforma de análise geoespacial baseada na nuvem, que permite aos usuários visualizar e analisar imagens de satélite. É um recurso indicado para mostrar e quantificar as mudanças nas paisagens em uma escala temporal, e detectar mudanças e tendências. A ferramenta timelapse é um visualizador interativo que apresenta mudanças globais dos últimos 32 anos em imagens sem nuvens de todo o globo.
O Google Earth Engine Timelapse combina um catálogo de imagens de satélite e conjuntos de dados geoespaciais com recursos de análise em escala planetária e os disponibiliza ao usuário. Indicamos a leitura do artigo científico “Prática de ensino sobre o desmatamento da Amazônia utilizando o Google Earth Engine”, da autora Betânia Bonada Caña, publicado nos Anais do XVII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto (SBSR), em 2015.
Tema 03 – Ferramentas para a educação: exemplo 2
Nesta terceira parte da aula focamos no uso das imagens de satélite como ferramenta para o aprendizado. As imagens provenientes do sensoriamento remoto são capazes de permitir uma melhor compreensão do espaço geográfico vivido e as alterações nas paisagens. O sensoriamento remoto é uma ferramenta multidisciplinar, e pode ser utilizada na Matemática e na Física, como também na Geografia, Ciências e Biologia.
Sugerimos a leitura do artigo “Expansão urbana do município de Camaçari-BA: uso de imagens de satélites como ferramenta didática para o ensino médio”, que está disponível nos anais do XVIII SBSR de 2017. Além disso, indicamos o artigo “Uso de imagens de satélites como linguagem não verbal no ensino de Geografia do ensino médio paulista”, que está disponível nos anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto (SBSR) de 2011.
Tema 04 – Ferramentas para a educação: exemplo 3
Pretendemos expor as possibilidades dos jogos cartográficos como recurso didático potencializador do ensino da Geografia em sala de aula. Por meio dos jogos é possível oferecer aos alunos atividades práticas que estimulem o desenvolvimento de competências e habilidades para a interpretação do mundo, um dos principais objetivos da Geografia Escolar.
Sugerimos a leitura do artigo “Aplicação de imagens de satélite em jogos cartográficos para o ensino de Geografia Física,” publicado pela revista Geonorte: Edição Especial. Também indicamos uma segunda leitura, intitulada “O ensino de Cartografia a partir dos jogos de tabuleiro: experiências com as imagens de satélites e os mapas temáticos”, disponível nos anais do XXVII Congresso Brasileiro de Cartografia e XXVI Exposicarta, 2017.
Tema 05 – Ferramentas para a educação: exemplo 4
O exemplo mais popular de tecnologia utilizada em sala de aula é o software Google Earth, utilizado para exibir dados geográficos com base em uma ampla variedade de fontes espaciais. Trata-se de um “modelo” tridimensional do globo terrestre. Entre essas fontes de dados espaciais estão incluídas imagens de satélite e fotos aéreas do mundo todo.
As principais vantagens de se utilizar o Google Earth são a possibilidade de baixá-lo gratuitamente e a facilidade de instalação e utilização. Trata-se de uma ferramenta com grande potencial educacional, e ao ser utilizado em sala de aula como recurso didático possibilita a compreensão do espaço geográfico em escala local ou global. Deixamos a critério do aluno a busca por artigos e exemplos de uso dessa ferramenta em sala de aula.
AULA 6 Aplicações: criando seu próprio mapa
Tema 01 – Download dos softwares
Nesta etapa, vamos abordar de maneira breve como baixar e como instalar os dois principais softwares sugeridos para se trabalhar em sala de aula: Google Earth Pro e QGIS.
Tema 02 – Tutoriais
Como já mencionado anteriormente, seria necessário um curso inteiro com 40, 60 ou mais horas para aprender as funções básicas do software QGIS, por exemplo. Por isso, vamos ver como buscar conhecimento e aprender a trabalhar com essa ferramenta de Sistema de Informação Geográfica, sem deixar de mencionar tutoriais e outros materiais para aprender a trabalhar com o Google Earth Pro.
Lembrando que uma boa maneira de aprender é praticar exercícios ensinados em tutoriais. Cada um tem seu ritmo de aprendizagem para trabalhar com as tecnologias, não se preocupe com o tempo, com erros e em ter que repetir até aprender o caminho certo. O melhor software de SIG é aquele que você mais gosta e que é mais fácil para você trabalhar!
Tema 03 – Conhecendo o QGIS
Vamos falar brevemente sobre o software QGIS. É um software livre com código-fonte aberto, multiplataforma de SIG que permite a visualização, edição e análise de dados georreferenciados. Já vimos em aulas anteriores o porquê da indicação desse software, mas para quem ainda terá o primeiro contato com ele, ou com qualquer outro software de SIG, falaremos sobre suas principais funções e veremos sua interface.
Tema 04 – Relembrando: características de um SIG
Na quarta parte da aula, vamos retomar o tema: Sistemas de Informações Geográficas. Agora que você já sabe como funciona um software de SIG, vamos relembrar suas principais características e propósitos. Voltamos a tratar rapidamente da teoria, pois, como bem frisado em nossas aulas, apenas a prática das tecnologias sem teoria nos leva, nesse caso, a criar mapas com erros cartográficos e conceituais.
Tema 05 – Criando seu mapa web
Os mapas da WEB são mapas interativos e digitais, publicados via internet. A partir do instante em que os dados e as informações geográficas são disponibilizados na web, o usuário escolhe o que pode ser visto, interagindo com o mapa na busca pela compreensão das diversas possibilidades, a depender das camadas/layers expostos.
Mapas online são muito indicados para visualização, edição e manipulação na escola, por serem mais leves, terem interface amigável e terem fácil acesso. Sendo assim, uma ferramenta importantíssima para as aulas
de Geografia.
Na Prática
Google Maps. Ele pode ser proposto para qualquer ano do Ensino Fundamental ou Médio. Sugestões:
 Mapear a rota entre a escola e sua residência;
 Mapear a rota entre sua residência e a de um colega;
 Mapear os pontos comerciais mais próximos à sua residência;
 Mapear os pontos comerciais mais próximos à escola;
 Visualizar pontos turísticos conhecidos com o Street View;
 Visualizar locais tratados em aulas anteriores com o Street View;
 Calcular distâncias, áreas e até mesmo a escala do mapa.
Finalizando
 Procure aprender e dominar as ferramentas que você está utilizando. Pergunte-se:
 Como cheguei nesse resultado?
 Aonde esse resultado vai me levar?
 Usei a melhor técnica ou metodologia?
 Posso melhorar?