1. HISTÓRICO DO SURGIMENTO DAS GEOTECNOLOGIAS

A primeira “geoctecnologia” conhecida foi o mapa, segundo Mattos “O mais

antigo vestígio de um mapa data de 3.800 a.C., uma placa de argila mesopotâmica

representando montanhas, cursos de água e outros objectos possíveis de representação

cartográfica” (2008, p. 05 apud Hodgkiss, 1981). Para Joly (2009), a preocupação em

representar lugares, paisagens, caminhos, conhecer o mundo através de representações

cartográficas vem de muito tempo.

Os homens sempre procuraram conservar a memória dos lugares

e dos caminhos úteis ás suas ocupações. Aprenderam a gravar

seus detalhes em placas de argila, madeira ou metal, ou a

desenhá-las nos tecidos, nos papiros e nos pergaminhos. Assim,

apareceram no Egito, na Assíria, na Fenícia e na China os

primeiros esboços cartográficos. (JOLY, 2009, p. 25)

Outro importante instrumento de auxilio de localização é a bússola, muito usada

principalmente pela navegação. Com a expansão da navegação constrói-se uma rica

gama de novos mapas com a representação das terras “descobertas” e das novas rotas.

Hoje em dia é possível encontrar bússolas com agulhas eletrônicas,

possibilitando a conexão com outros aparelhos de bordo como o piloto automático,

assim como existem mapas digitais, a exemplo do Google Maps. A bússola manual, e os

mapas impressos foram durante séculos os principais instrumentos de localização e

orientação. Entretanto as necessidades humanas vão mudando e com isso vão surgindo

novas tecnologias na tentativa de supri-las.

Uma das dificuldades encontradas com os mapas não digitalizados era a

combinação de dados, eram necessários vários mapas do mesmo local com dados

distintos para se fazer uma análise, a sobreposição de muitos dados em um mesmo mapa

poderia dificultar a interpretação. Com o surgimento do computador e sequencialmente

da internet passou a se desenvolver programas de armazenamento de dados. O Sistema

de Informação Geográfica é um exemplo disso, “permitem realizar análises complexas,

ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados geo-referenciados.

Tornam ainda possível automatizar a produção de documentos cartográficos

(CAMARA e DAVIS, 2001, p. 01)”.

Antes mesmo do desenvolvimento dos computadores o Sistema de Informações

Geográficas já existia. Segundo Miranda (2005) os SIGs evoluíram a partir de

produções de mapas e da compilação de registros geográficos computacionais.

O primeiro exemplo de aplicação do Geoprocessamento surge fora do sistema

computacional, bem antes da criação do primeiro computador e da internet, em Londres

durante uma grave epidemia de cólera.

Famílias inteiras foram mortas e suas residências lacradas.

Desconhecia-se a forma de disseminação e contágio da doença.

No entanto, um médico, de nome Jonh Snow, realizou o

seguinte procedimento: sobre o mapa das ruas e residências da

cidade, marcou com “x” os poços de água e com “ponto” as

residências onde haviam ocorridos mortes como decorrência da

doença. Com estas duas classes de informações espacializadas

no mapa, o doutor John, realizando o que hoje é denominado de

análise espacial, verificou que havia muitos “pontos” (casos de

cólera) próximo a um “x” (poço) da “Broad Street”. Portanto,

decidiu lacrar o referido poço. Como conseqüência, constatou-se

a diminuição dos casos de cólera e evidenciou-se a associação

do cólera com a água. (THOMÉ, 1998, p.35)

A figura 01, representa a ilustração do que é considerado a primeira aplicação de

geoprocessamento fora do sistema computacional.

FIGURA 1

Fonte: THOMÉ (1998, p.36

As primeiras tentativas de armazenar dados de forma digital datam da década de

50, nos Estados Unidos, com o objetivo principal de economizar nos custos de produção

de mapas, para Camara e Davis (2001) essas tentativas ainda não podem ser

consideradas como um Sistema de informação.

Na década de 60, com o objetivo de se ter um banco de dados sobre as terras em

âmbito nacional cria-se no Canadá o CSIG (Canadá Geographic Information Systems),

que segundo Miranda (2005), é o pioneiro dos SIG. Contudo, o sistema informático

existente naquela época tornava o programa de difícil utilização, devido ao elevado

volume de processamento e o alto custo da mão-de-obra e dos equipamentos

excessivamente onerosos.

Deste modo a partir da década de 1970, houve a necessidade da manipulação das

informações geográficas, desta forma há a evolução do SIG com o aperfeiçoamento da

aerofotogrametria, do Sensoriamento Remoto e desenvolvimento da informática é

possível registrar e armazenar as informações geoespaciais.

Em 1982 com a vinda ao Brasil do Dr. Roger Tomilson, criador do primeiro SIG

(Canadion Geographical Information System), vários grupos passaram a desenvolver

SIGs no Brasil. De acordo com Moreira (2005) foi na década de 1980, que o

geoprocessamento teve início com os esforços do professor Jorge Xavier da Silva, da

Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Segundo Moreira (2005) os principais Sistemas de Informação Geográfica do

Brasil foram: Saga (Sistema de Análise Ambiental) desenvolvida por um grupo de

pesquisadores da UFRJ; MaxiCAD desenvolvido por pesquisadores da Empresa de

Aerolevantamento Aero sul, em meados de 1980; Sagre (Sistema Automatizado de

Gerência da Rede Externa) criado pelo Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da

Telebrás em 1990; Sitim, SGI e Spring desenvolvidos pela Divisão de Processamento

de Imagem (DPI) criada pelo Inpe.

Os países desenvolvidos como os Estados Unidos e o Reino Unido lideraram as

pesquisas e o desenvolvimento da análise espacial. Os Estados Unidos, em especial,

criou em agosto de 1988 centro de pesquisa o NCGIA – National Center for

Geographical Information and Analysis, marcando o estabelecimento do

Geoprocessamento como disciplina científica independente.

Graças ao surgimento de dados geográficos que temos o desenvolvimento do

GPS que é uma ferramenta extremamente favorável para a localização de pontos

georreferenciados na superfície da Terra. No ano de 2001 surge o SRTM, sistema de

radar para ônibus espacial e o Portal de Sistemas e Observações da Terra, desta forma

de difunde para todos os públicos o Google Earth, criado pela multinacional Google,

que permite ter uma visão bi e tridimensional da paisagem, bem como localizar

fenômenos e objetos geográficos do planeta terra.

1.1 Sensoriamento Remoto

A história do Sensoriamento Remoto (SR) está associada à tentativa de obter

informações de fenômenos e objetos da superfície terrestre sem que haja contato direto

com eles. Estas informações por sua vez são aplicadas a diferentes áreas, inclusive para

a Geografia e no ensino de Geografia.

Mas para que se pudesse chegar a evolução das geotecnologias tal qual as

conhecemos hoje foi necessário percorrer um longo caminho de descobertas, adaptações

e avanços nas ciências e na tecnologia.

Para Divino Figueiredo (2005, p.3) o SR seria

Processo de captação de informações dos fenômenos e feições

terrestres, por meio de sensores, sem contato direto com os

mesmos, associado a metodologias e técnicas de

armazenamento,tratamento e análise destas informações.

A invenção da câmara fotográfica foi à propulsora do surgimento do SR, pois

teria sido o primeiro instrumento a ser utilizado para captar imagens através de

fotografias.

Principais eventos relacionados ao processo evolutivo do SR:

Fonte: Figueiredo (2005 – Org. pelos autores.

Desde o surgimento da primeira câmera até a primeira impressão fotográfica foi

preciso percorrer um longo caminho, sendo que somente em 1822 se obteve as

primeiras imagens fotográficas sobre papel e em 1840, o inglês Willian Henry Talbot

criou o sistema negativo/positivo e que possibilitou obter várias cópias das fotografias.

1672 Desenvolvimento da teoria da luz

1822 Utilização de uma câmara primitiva;

Niepa: geração da primeira imagem fotográfica fazendo uso de uma câmara

primitiva e papel quimicamente sensibilizado à luz

1839 Desenvolvimento de equipamentos ópticos; pesquisas de novas substâncias

fotosensíveis

1859 Utilização de câmaras fotográficas a bordo de balões

1903 Utilização de fotografias aéreas para fins cartográficos

1909 Tomadas de fotografias aéreas por aviões

Foi um enorme passo para a evolução do SR, porém surgia a necessidade de obter

imagens verticais que possibilitariam o estudo da ocupação do solo.

A necessidade é mesmo a mãe das invenções. Para que se pudesse obter as

imagens do alto seria preciso algo que sobrevoasse a superfície e a maneira encontrada

foi acoplar câmeras fotográficas mais leves com disparador automático no peito de

pombos. (FIGUEIREDO, 2005).

Passado algum tempo o homem despertado pelo desejo de criar meios para voar

criou os balões que se tornaram o novo mecanismo para obter as fotografias áreas.

Durante muito tempo esse foi o processo que permitiu a obtenção de imagens

áreas até que em 1905, surgiram os primeiros protótipos dos aviões. Conjuntamente,

evolução dos aviões e das câmeras fotográficas, contribuiu para consolidar o sistema

aerofotográfico. Com o passar dos anos, surgiu à fotografia colorida e o infravermelho.

(FIGUEIREDO, 2005).

É importante ressaltar que o surgimento das novas tecnologias esteve quase

sempre relacionado a questões militares, costuma-se até mesmo dizer que a necessidade

em tempos de guerra faz a tecnologia evoluir, assim como foi com o SR. A partir da

Primeira e Segunda Guerras Mundiais estes recursos passaram a ser utilizados com

maior freqüência e com finalidade militar.

Em 1946 com o início da Guerra Fria e da disputa pela hegemonia do

capitalismo x socialismo, houve uma nova fase de desenvolvimento da ciência e da

tecnologia impulsionada pelo Estados Unidos e União Soviética. Entre os avanços

ocorridos nos quase 50 anos de guerra podemos citar o computador, a internet, os

satélites e a ida do homem para a Lua.

A corrida armamentista e espacial impulsionou de forma bastante expressiva a

ciência e a tecnologia. Em 1957, a União Soviética lançou no espaço o primeiro foguete

levando o Sputnik (primeiro satélite artificial) que entrou em órbita transmitindo sinal

pelo espaço. Em 1958 foi criada a NASA (Agência espacial norte-americana)

responsável por grandes feitos espaciais. Nesse meio tempo a União Soviética mandava

o primeiro ser vivo para o espaço, em 1961 foi a vez de o homem orbitar o espaço,

assim como mandar para o espaço o primeiro satélite de comunicações transmitindo

sinais de rádio e TV e ligações telefônicas (REYNOL, 2002).

Neste mesmo período os americanos lançaram um satélite para fotografar o

território soviético e mais tarde já era possível obter imagens instantâneas na terra

coletadas 24 horas por dia. Juntamente com esses avanços foi surgindo o computador,

internet, GPS, sempre voltados para o conflito militar. Desta forma a Guerra Fria foi a

maior incentivadora das tecnologias de SR (REYNOL, 2002).

O estudo da superfície terrestre passou a contar cada vez mais com os avanços

ocorridos com o lançamento de satélites obtendo-se imagens com muita precisão.

Em 1973, a NASA lançou um importante programa de SR, EREP (Earth

Resources Experiment Package). Deste modo, foi possível coletar dados através de

diferentes sistemas sensores como câmeras fotográficas, um espectrômetro

infravermelho, um imegeador mulatiespectral com 13 canais, um radiômetro-

escaterômetro de microondas e um radiômetro na banda L (200 mm). Os satélites

LANDSAT E ERTS iniciaram a era dos satélites não-tripulados desenvolvidos

exclusivamente para coleta de dados sobre os recursos terrestres. (FIGUEIREDO,

2005).

1.2 Geoprocessamento

De acordo com Moreira (2005, p.256) o conceito de geoprocessamento pode ser

entendido como “a utilização de técnicas matemáticas computacionais para tratar dados

obtidos de objetos ou fenômenos geograficamente identificados ou extrair informações

desses objetos ou fenômenos, quando eles são observados por um sistema sensor”.

Com a evolução dos mapas e o surgimento dos mapas temáticos, o ser humano

se deparou com problemas relativos ao levantamento de dados e a falta de ferramentas

matemáticas para descrever quantitativamente as variações espaciais. As primeiras

formas de desenvolvimento da matemática para a análise espacial surgiram nos anos

1930 e 1940, mas foi somente a partir dos anos 1960 com os computadores que

surgiram as ferramentas necessárias para o mapeamento temático quantitativo e análises

espaciais (LOCH, 2006).

Para Moreira (2005), a criação de procedimentos computacionais para análise de

dados coletados por sistemas sensores surgiu por dois motivos: “agilizar as tarefas

manuais realizadas durante a interpretação visual (delimitação de áreas, confecção de

mapas, cálculo de área, etc.) e possibilitar ao analista introduzir outros tipos de

informações e cruzá-las com padrões espectrais” (p.255).

A ferramenta utilizada para realizar o geoprocessamento compõe um grupo

denominado Sistema de Informação Geográfica (SIG). De acordo com Loch (2006), os

SIGs tiveram seu desenvolvimento ligado aos interesses das companhias privadas nos

EUA e Canadá, que buscavam soluções para manusear e utilizar dados

georreferenciado. Ainda na academia, o desenvolvimento dessas ferramentas deu-se no

Laboratório de Comunicação Gráfica da Universidade de Harward, onde se desenvolveu

mapas de declividade com a ajuda de uma impressora programada para esse fim. Esse

programa se denominou SYMAP. Em 1970, Harward produziu o Odyssey, sistema que

processava polígonos e realizava operações de sobreposição destes. Esses são os

primeiros produtos a serem identificados com funções de um SIG.

Os SIGs desenvolvidos na década de 1970, não possuíam funções avançadas,

eles apenas permitiam a estocagem, algumas manipulações e a visualização de dados

espaciais sem mais informações complementares, ou seja, pouca interação

softaware/usuário (LOCH, 2006).

Segundo esse autor, nos anos 1980 os SIGs tiveram um significativo avanço

tanto pelo aumento de memória e capacidade de processamento dos computadores,

assim como, a popularização e a ênfase nas operações analíticas , pelos modelos

matemáticos com dados numéricos.

Mas foi na década de 1990 que o SIG foi impulsionado pelo crescimento

industrial e comercial, essa ferramenta passou a ser um “sistema de informação formado

por um conjunto de funções para a estocagem, criação manipulação e visualização de

uma variedade de dados espaciais representados por feições pontuais, lineares e zonais”

(LOCH, 2006, p.94), o que permitiu a realização de análises complexas ao integrar

dados de diversas fontes e criar bancos de dados georreferenciados.

Portanto, a evolução do geoprocessamento tanto a nível global e nacional

acompanhou o desenvolvimento das tecnologias de computação, sendo hoje uma

ferramenta fundamental para análise e interpretação de dados e a localização no espaço

geográfico de informações obtidas através de sensores.

2. QUAIS SÃO AS GEOTECNOLOGIAS

2.1 Cartografia

“A cartografia é definida pela associação cartográfica internacional, como um

conjunto de operações científica artística e técnicas, visando à elaboração e preparação

de cartas, projetos e outras formas de expressão”. (OLIVEIRA,1993 apud

ROCHA,2007, p. 21).

“O objeto da cartografia consiste em reunir e analisar dados das diversas regiões da

terra, e representar graficamente em escala reduzida, os elementos da configuração que

possam ser claramente visíveis” (ROSA, p.06, 2004 ).

2.1.1 Datum

Na Cartografia se imaginarmos a superfície física da Terra, em determinado

elipsóide de revolução fica definido “Datum Geodésico”, sendo o Datum com melhor

adaptação na rede geodésica fundamental brasileira SAD-69 (ROCHA, 2007).

2.1.2 Sistema de Coordenadas

Para representar os pontos sobre a superfície terrestre, é necessário um sistema

de coordenadas. A cartografia trabalha com os seguintes sistemas:

- Coordenadas Geodésicas;

- Coordenadas Cartesianas;

- Coordenadas Plano-Retangulares.

2.2 Sistema de Informação Geográfica (SIG)

As definições de Sistema de Informação Geográfica (SIG), segundo Burrough &

McDonnell (1998 apud ROCHA, 2007, p. 47), Geographical Information Systems –

GIS é um conjunto poderoso de ferramentas para coletar, armazenar, recuperar,

transformar e visualizar dados sobre o mundo real para o objeto.

No Brasil temos autores como Câmara & Medeiros (1998 apud ROCHA, 2007,

p. 47) que definem o SIG como capacidade de inserir e integrar em uma única base de

dados, informações espaciais provenientes de dados cartográficos, assim como dados

censitários, cadastros rurais e urbanos, imagens de satélites entre outros. Portanto,

podemos dizer que SIG são sistemas de computador usados para capturar, armazenar,

gerenciar, analisar informações geográficas, possibilitando complexas análises espaciais

com integração de diversas fontes e grande volume de dados.

São encontradas distintas maneiras de se utilizar um SIG: como ferramenta de

produção de mapas, geração e visualização de dados espaciais, suporte para análise

espacial de fenômenos, banco de dados geográficos. Os dados utilizados em um SIG

podem ser divididos em dois grupos: dados gráficos, espaciais ou geográficos, estes que

descrevem as características geográficas da superfície e dados não gráficos

alfanumérico ou descritivos, que descrevem os atributos destas características (ROCHA,

2007, p. 55).

Segundo Rocha (2007), no que se refere aos dados espaciais, podemos

representá-los em duas formas distintas, em forma Vetorial onde os mapas são

compostos por pontos, linhas e polígonos, ou formato Matricial ou Raster, neste formato

se tem uma matriz de células que estão associadas a valores que permitem reconhecer o

objeto em forma de imagem digital (figura 2).

FIGURA 2: Estrutura Matricial e Vetorial

Fonte: ROCHA, 2007.

2.2.1 Componentes de um SIG

O SIG compreende quatro elementos básicos Hardware, Software, Dados e

Profissionais.

a) Hardware: qualquer tipo de plataforma computacional, incluindo

computadores pessoais; b) Software: desenvolvido e constituído para realizar as mais

variadas funções; c) Dados: fundamental para coleta, armazenamento e manipulação.

São necessários grandes volumes para solucionar problemas geográficos; d)

Profissional: elemento principal sem profissional preparado, dificilmente o projeto terá

sucesso.

2.3 Sistemas de Posicionamento Global (GPS)

Este sistema consiste em 29 satélites divididas em 6 órbitas, sendo assim em

qualquer parte do globo terrestre que estiver pelo menos quatro satélites podem ser

observados, muito utilizado pela comunidade civil (ROCHA, p. 149, 2007).

O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é dividido em três entidades:

Segmento espacial, Segmento de Controle e Segmento dos Usuários.

Seguimento espacial é constituído pelos satélites, e para Silva (1995) devem

manter escala de tempo precisa, para assim atender aos objetivos, receber e estocar

informações, efetuar alguns cálculos e retransmitir informações.

O Seguimento de Controle é constituído por cinco grupos de estações terrestres

que registram os sinais GPS, efetuam medidas metrológicas e envia os dados. (ROCHA,

p. 151, 2007).

Seguimento dos Usuários compreende o conjunto de usuários civis e militares do

sistema GPS. (ROCHA, p 152,2007)

2.4 Sensoriamentos Remoto

O Sensoriamento Remoto pode ser definido como uma aplicação de dispositivos

que colocados em aeronaves ou até mesmo satélites, permitem a obtenção de

informações de objetos ou fenômenos na superfície da Terra sem que se tenha contato

com ele. (ROCHA, p. 115, 2007).

Para Novo (1999 apud ROCHA, 2007), o SR pode ser definido como aquisição

de informação de um objeto a partir de medidas feitas por um sensor que não está em

contato físico com ele.

Com esta tecnologia, a maior contribuição dada pelo SR, foram as primeiras

imagens orbitais do Planeta Terra. (ROCHA, p. 115, 2007).

Os sensores utilizados funcionam como uma câmera fotográfica, capturando

assim outras bandas como a do infravermelho ao qual é muito importante para os

estudos das vegetações.

FIGURA 3 - Componentes de um Sistema de Sensoriamento Remoto

Fonte: Adaptada de Schmidlin (1998).

FIGURA 4 - Espectro Eletromagnético

Fonte: Adaptada de Schmidlin (1998).

2.5 Geoprocessamento

O Geoprocessamento pode ser definido segundo Rodrigues (1993 apud Rocha,

1990) como um conjunto de técnicas de coleta, tratamento, manipulação e apresentação

de informação voltada para um objetivo.

A principal ferramenta do Geoprocessamento é o Sistema de Informação

Geográfica (SIG), mas para que o SIG cumpra seu objetivo em Geoprocessamento, é

primeiramente necessário, que se faça um levantamento de dados preliminares em

órgãos como IBGE, Prefeitura, entre outros.

O geoprocessamento é utilizado por todas as outras geotecnologias já

mencionadas anteriormente.

3. GEOTECNOLOGIAS NA SALA DE AULA: APRENDENDO

GEOGRAFIA ATRAVÉS DE GEOTECNOLOGIAS

A tecnologia é levada pelos alunos à escola em seus celulares, notebook etc.

Cabe ao professor ter conhecimento suficiente para dinamizar suas aulas, torná-las mais

interessantes.

É preciso então, encarar o trabalho de professor como algo dinâmico, sem

limites para criar e inovar, até mesmo porque é uma profissão privilegiada pela

autonomia do criar, do conhecer e do aprender. Para isso é preciso planejamento, como

LUCKESI (2005, p.164) esclarece “o planejar implica conhecer para ordenar e entregar-

se a um desejo para dar-lhe a vida”.

Por ser o trabalho algo continuado em nossas vidas, o professor precisa estar

munido de ferramentas para que este trabalho seja produzido de forma rentável

educacionalmente.

Segue abaixo os conteúdos a ser utilizados para tais ferramentas e onde eles

podem ser utilizados pelo professor em suas aulas:

CONTEÚDOS

• Cartografia;

• SIG (sistemas de informações geográficas;

• Geoprocessamento ;

• Sim City e Sim Farm;

• Spring;

• Quantum Gis;

• Saga.

OBJETIVO GERAL

Inserir na escola uma Geografia prática.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Despertar no aluno o interesse pelas práticas geográficas;

• Construir um banco de dados geográficos com os alunos para fins de pesquisa na

escola;

• Auxiliar através de geotecnologias a compreensão da disciplina de Geografia

• Trazer melhorias e praticidade nas aulas o professor.

METODOLOGIA

A fundamentação teórica de como o homem começou a interessar-se pela

superfície terrestre e quais foram os primeiros meios de estudo utilizados pelo homem

para a observação e registro de informações, é muito importante para que o aluno

consiga montar uma ordem cronológica dos fatos, compreendendo assim mais

facilmente o conteúdo. Apresentar aos professores cartas topográficas, fotos aéreas ou

de satélites, e então à medida que o geoprocessamento for tornando-se algo mais

familiar, começar a apresentação dos softwares e programas de manuseio dos mapas,

demonstrar as diferentes ferramentas e utilidades das mesmas na formação de um banco

de dados sobre conteúdos da disciplina.

3.1 Aplicabilidades de geotecnologias de acordo com os conteúdos

6º ano:

• A localização na superfície terrestre (fuso horários).

• Elementos de um mapa;

• Fotos aéreas

• Técnicas cartográficas: Representação da Terra.

• Os climas;

• Paisagens urbanas e rurais.

7º ano:

• Fusos horários e escalas;

• Mapas, gráficos e tabelas sobre população;

• Mapas topográficos de ocupação;

• Representação de dados quantitativos

• Imagens de satélite

8º ano:

• Tipos de legenda;

• Perfis hipsométricos;

• Sobreposição de mapas (comparativos de tabelas);

9º ano:

• Sensoriamento remoto;

• GPS

• Análise de fotografias

COMO UTILIZAR A GEOTECNOLOGIA NO CONTEÚDO PROGAMÁTICO

• Trabalhar com o auxilio da monitora da sala de informática;

• Turma dividida em grupos pequenos;

• Mostrar o objetivo a ser alcançado, passo a passo;

SUGESTÕES PARA O ESTUDO

• Montar oficinas de Geografia na escola para a aplicação de geotecnologias;

• Projetos de estudo (feiras, desafios, construção de banco de dados, etc).

• O professor montar seu banco de dados, aprender a lidar com as geotecnologias

através do tutorial e assim facilitar a apresentação de um mapa regional por

exemplo em suas aulas no dia- a-dia.

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