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A Integração Google Earth-SIG-Servidor de Mapas e o ... · PDF fileO Google Earth atingiu a expressiva marca de um bilhão de downloads apenas seis anos após sua criação. Nesse

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A Integrao Google Earth-SIG-Servidor de Mapas e o Monitoramento Ambiental

IntroduoA populao da Terra atingiu recentemente a expressiva marca de sete bilhes de pessoas, representando um incremento de cerca de um bilho de indivduos populao existente no final do sculo XX. O aumento da demanda por alimentos e insumos para a melhoria da qualidade de vida dos pases de altssimas densida-des demogrficas, como a China e a ndia, vem causando fortes impactos sobre os recursos naturais do planeta. No Brasil, a expanso das reas cultivadas e o uso da terra para a produo de biocombustveis representam outros fatores de presso sobre o meio ambiente. Todos esses fatores conduziram para a urgn-cia no monitoramento contnuo do uso e da ocupao do solo visando adoo de medidas de controle e a implementao de polticas direcionadas para o uso sustentvel do meio ambiente. Nesse contexto, as tcnicas tradicionais de senso-riamento remoto passaram por amplos avanos para a integrao com sistemas virtuais, como as plataformas Google Earth (www.earth.google.com) e World Wind da NASA (www.worldwind.arc.nasa.gov), o servidor de mapas do Google Maps (www.maps.google.com), o Virtual Earth da Microsoft (www.bing.com/maps), e o servidor de mapas da Yahoo (www.maps.yahoo.com). A disponibili-zao das informaes geoespaciais tambm sofreu dramticas alteraes com o desenvolvimento dos sistemas GeoWeb ou servidores de mapa em que as bases de dados passaram de um pblico restrito e especializado em tcnicas de senso-riamento remoto para todos aqueles que possuem acesso internet. O Google Earth atingiu a expressiva marca de um bilho de downloads apenas seis anos aps sua criao. Nesse trabalho sero demonstradas formas simples e eficientes de integrar as tecnologias Google Earth, programas de Sistemas de Informaes Geogrficas (SIGs) e servidores de mapas para a Web.

A Plataforma Google EarthA gerao do globo terrestre virtual teve incio com a empresa Keyhole Inc a partir da superimposio de imagens de satlite sobre o modelo digital de eleva-o da superfcie terrestre e a criao de mecanismos eficientes de navegao. O relevo digital do globo terrestre virtual em trs dimenses foi obtido a partir das imagens geradas pela misso SRTM (Shuttle Radar Mission Topography) da agncia espacial americana - NASA no datum geocntrico WGS-84. A misso SRTM foi lanada em fevereiro de 2000 e o nibus espacial Endeavour levou ao espao um radar interferomtrico que foi estendido em uma haste telescpica de 60 metros de comprimento. A estereoscopia orbital foi formada pela emisso do pulso do radar instalado na ponta da haste e a recepo de seu retorno em recep-tor instalado no corpo da nave espacial. Cerca de 80% da cobertura terrestre foi imageada pela misso e as reas faltantes referem-se s regies polares. A Figura 1 mostra as reas do globo terrestre cobertas pelo levantamento da misso SRTM em resoluo espacial de 30 metros, porm so disponibilizadas apenas para os Estados Unidos e degradadas para a resoluo de 90 metros para os demais pa-ses. Atualmente o relevo digital com resoluo de 30 metros obtido pelo satlite Aster disponibilizado livremente e resolues ainda menores so fornecidos por satlites comerciais com imageamento em posio oblqua.

Sete Lagoas, MG

Dezembro, 2012

183

ISSN 1679-1150

Daniel Pereira GuimaresEng. Florestal,

Doutor em Manejo Florestal,Embrapa Milho e Sorgo,

[email protected]

Fernando Martins PimentaBacharel em Engenharia de

BiossistemasGraduando em Engenharia

Agronmica pela Universidade Federal de So

Joo del-ReiBolsista Fapemig/[email protected]

yahoo.com.br

Elena Charlotte LandauBiloga,

Doutora em Zoneamento Ecolgico-Econmico,

Agroclimatologia e Geoprocessamento,

Embrapa Milho e Sorgo,[email protected]

2 A Integrao Google Earth-SIG-Servidor de Mapas e o Monitoramento Ambiental

Os modelos digitais de elevao (MDE ou DEM, em ingls), obtidos pela misso SRTM, so disponibilizados livremente em sites como CGIAR (http://srtm.csi.cgiar.org/) e EarthExplo-rer (http://earthexplorer.usgs.gov/) do USGS. No Brasil, Guimares et al. (2009) usaram essa base para a gerao do relevo digital dos muni-cpios brasileiros, incluindo classes de declivi-dade dos terrenos, curvas de nvel, exposio solar e ndices de rugosidade. Valeriano (2005) utilizou da tcnica de Krigagem para a interpo-lao entre pontos altimtricos possibilitando a converso do MDE-SRTM de 90 metros para a resoluo espacial de 30 metros em todo o territrio brasileiro.

Portanto, o modelo de elevao digital obtido pela Misso SRTM da NASA, georreferencia-do no Datum geocntrico WGS-84, constitui o arcabouo do globo virtual. Outra misso da NASA de fundamental importncia para a criao dessa tecnologia foi a Misso Landsat iniciada em 1972 e que perdura at os dias atuais com o lanamento do satlite Landsat 8. Utilizando--se da fuso entre bandas de resoluo espacial de 30 metros e a banda pancromtica de 14.5 metros, foi criado o Projeto GeoCover, em que toda a superfcie correspondente quela imagea-da pela Misso SRTM foi tambm recoberta por mosaicos de imagens de mdia resoluo e baixa incidncia de nebulosidade. A Figura 2 mostra as reas cobertas pelo Projeto GeoCover (Ima-gens de satlite Landsat 7) cujas imagens foram tomadas em 1990 e 2000. A superimposio do mosaico sobre o relevo digital do terreno envol-veu ortorretificao de 8.500 imagens.

Figura 2. Mosaicos de imagens Landsat 7 do Projeto GeoCover da NASA.

O desenvolvimento do sistema somente foi possvel com a incorporao de tecnologias de programao computacional para implementar os processos de navegao virtual georreferenciada.

A partir de 2005, o Virtual Earth da Keyhole foi adquirido pela Google, passando sua denominao para Google Earth. Desde ento, significativas alte-raes vm sendo implementadas nessa plataforma, especialmente no que se refere melhoria da quali-dade de resoluo, preciso de georreferenciamento e atualizao das imagens. Essas melhorias tm levado preocupao em questes ligadas segu-rana nacional de alguns pases. No entanto, muitos especialistas em SIG ainda se mostram cticos em relao aplicabilidade da plataforma Google Earth para fins cientficos. Oliveira e Saito (2012) cha-mam a ateno para a falta de confiabilidade das imagens e camadas vetoriais postadas pelos usu-rios no Google Earth, cuja autenticidade e veraci-dade no podem ser auditadas. De acordo com os autores, O problema deste tipo de sistema reside no fato de que alocar informaes num SIG, sejam estas vetores, toponmias, iconografias ou sonogra-mas, requer critrios cientficos e bases tericas de escala cartogrfica, sistema de projees, datum, etc, sob pena de mutilar a credibilidade da informa-o e de comprometer seu uso, consequentemente, seu carter multifinalitrio. Assim, o uso no re-creacional destas informaes, se realizado, requer uma auditoria dos dados, que por vezes implica um esforo superior ao de iniciar uma base cartogrfica a partir do marco zero.

Apesar da multiplicidade de fontes, data de aqui-sio e resoluo das imagens que compem a plataforma Google Earth, vrios trabalhos atestam a viabilidade de sua utilizao para o monitoramento ambiental. Soares et al. (2010) analisaram a quali-dade das imagens Google Earth para o municpio de Pato Branco, PR, e concluram pelo atendimento do

Figura 1. reas do globo terrestre cobertas pela Misso SRTM da NASA. (crditos: JPL/NASA).

Os modelos digitais de elevao (MDE ou DEM, em ingls), obtidos pela misso SRTM, so disponibilizados livremente em sites como CGIAR (http://srtm.csi.cgiar.org/) e EarthExplorer (http://earthexplorer.usgs.gov/) do USGS. No Brasil, Guimares et al. (2009) usaram essa base para a gerao do relevo digital dos municpios brasileiros, incluindo classes de declividade dos terrenos, curvas de nvel, exposio solar e ndices de rugosidade. Valeriano (2005) utilizou da tcnica de Krigagem para a interpolao entre pontos altimtricos possibilitando a converso do MDE-SRTM de 90 metros para a resoluo espacial de 30 metros em todo o territrio brasileiro.

Portanto, o modelo de elevao digital obtido pela Misso SRTM da NASA, georreferenciado no Datum geocntrico WGS-84, constitui o arcabouo do globo virtual. Outra misso da NASA de fundamental importncia para a criao dessa tecnologia foi a Misso Landsat iniciada em 1972 e que perdura at os dias atuais com o lanamento do satlite Landsat 8. Utilizando-se da fuso entre bandas de resoluo espacial de 30 metros e a banda pancromtica de 14.5 metros, foi criado o Projeto GeoCover, em que toda a superfcie correspondente quela imageada pela Misso SRTM foi tambm recoberta por mosaicos de imagens de mdia resoluo e baixa incidncia de nebulosidade. A Figura 2 mostra as reas cobertas pelo Projeto GeoCover (Imagens de satlite Landsat 7) cujas imagens foram tomadas em 1990 e 2000. A superimposio do mosaico sobre o relevo digital do terreno envolveu ortorretificao de 8.500 imagens.

Figura 1. reas do globo terrestre cobertas pela Misso SRTM da NASA.

Figura 2. Mosaicos de imagens Landsat 7 do Projeto GeoCover da NASA. (Crditos: NASA).

O desenvolvimento do sistema somente foi possvel com a incorporao de tecnologias de programao computacional para implementar os processos de navegao virtual georreferenciada.

A partir de 2005, o Virtual Earth da Keyhole foi adquirido pela Google, passando sua denominao para Google Earth. Desde ento, significativas alteraes vm sendo implementadas nessa plataforma, especialmente no que se refere melhoria da qualidade de resoluo, preciso de georreferenciamento e atualizao das imagens. Essas melhorias tm levado preocupao em questes ligadas segurana nacional de alguns pases. No entanto, muitos especialistas em SIG ainda se mostram cticos em relao aplicabilidade da plataforma Google Earth para fins cientficos. Olivei

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