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Sistemas de Informações Geográficas I GEO 01007 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Geociências Departamento de Geografia GEO 01007 Professora: Eliana Lima da Fonseca Site da disciplina: https://moodleinstitucional.ufrgs.br Site do Laboratório de Geotecnologias Aplicadas: http://www.ufrgs.br/geotecnologias

aula1.ppt [Modo de Compatibilidade] - ufrgs.br · PDF file• ARC GIS • IDRISI • ERDAS • ENVI • SPRING • GRASS 5. Principais SIGs ... • GRASS (livre distribuição) 5

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Sistemas de Informações Geográficas IGEO 01007

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Instituto de Geociências

Departamento de Geografia

GEO 01007

Professora: Eliana Lima da Fonseca

Site da disciplina:

https://moodleinstitucional.ufrgs.br

Site do Laboratório de Geotecnologias Aplicadas:

http://www.ufrgs.br/geotecnologias

O que são Geotecnologias?

GeotecnologiasGeotecnologias

Sensoriamento Remoto

Geoprocessamento

Sistema de Posicionamento

Global

imagens ópticas

imagens radar

perfis espectrais

SIGs

base de dados

análise espacial

cartografia

levantamentos emcampo

• É a disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica.

O que é Geoprocessamento?

• O termo “informação geográfica” refere‐se a toda a informação que possua como atributo intrínseco a sua posição no espaço.

1. O que é um Sistema de Informações Geográficas (SIG)?

• São sistemas de banco de dados que fazem o tratamento computacional de dados geográficos.

• Armazenam dados espaciais e seus atributos• Permitem recuperar informações com base naPermitem recuperar informações com base na sua localização espacial

O que é um sistema?É um aplicativo computacional, um programa de computador ou também chamado de software.

1.1. Anatomia resumida de um SIG

http://mtc-m12.sid.inpe.br/col/sid.inpe.br/sergio/2004/04.19.14.10/doc/cap3-arquitetura.pdf

GIS COMPONENTS1.1. Anatomia resumida de um SIG

Resumindo: O que é um SIG? Uma tecnologia para:  armazenar, visualizar, manipular, analisar e apresentar dados espaciais.

Importação

GeraçãoGrade retangular

Tº Mínima Tº Máxima

JA S J A S O

AHP

Ponderação

M J

M J

FatiamentoJA S J A S O Fatiamento

M J

M J

Booleana

FatiamentoExp/ImpBooleana

Imagem

Como era feita a análise de dados espaciaisantes do SIG?

Trabalho pioneiro feito em 1854, localizando os casos de cólera e os poços de abastecimento de água

John Snow, 1854

1.2. Por que aprender sobre SIG?

Obter um estágio.

Obter emprego logo após a formatura.

Entender e dominar a tecnologia que está se tornando parte denossos empregos ou profissõesnossos empregos ou profissões.

Ter capacidade de interagir com os SIGs (ou com os produtos delederivados), sabendo quais são os seus potenciais e limitações deutilização.

Tomar decisões sobre implementações de aplicativos de SIG noambiente organizacional (gerentes, pesquisadores, professores,administradores e políticos).

2. O que é possível fazer com um SIG?

• Os SIGs permitem o armazenamento de dados geográficos, de diferentes formatos e em diferentesescalas, com seus respectivos atributos, em um banco de dados geográficos.

• Permitem a visualização e análise simultânea dos dados armazenados (cruzamento de informações).

• Permitem a realização de consultas ao banco de dados, recuperando informações com base na sualocalização espacial.

B i

2. O que é possível fazer com um SIG?Armazenamento de dados:

exemplo de dados utilizados para estudos em áreas urbanas.

Bairros

Setores censitários

Rede de energia elétrica

Localização das Escolas

Altimetria

Mapa de solos

2. O que é possível fazer com um SIG?Armazenamento de dados:

exemplo de dados utilizados para estudos ambientais.

Mapa de solos

Rios e corpos d’água

Trabalhos em campo

Propriedades dos solos ou qualidade de água

2. O que é possível fazer com um SIG?Visualização e análise simultânea dos dados armazenados.

Exemplo 1:

Fontes de poluição Casos de Leucemia

2. O que é possível fazer com um SIG?Visualização e análise simultânea dos dados armazenados.

Exemplo 1:

Casos de leucemia que ocorreram próximo às fontes de poluição

2. O que é possível fazer com um SIG?

Visualização e análise simultânea dos dados armazenados. Exemplo 2:

2. O que é possível fazer com um SIG?

Visualização e análise simultânea dos dados armazenados. Outros exemplos:

Composição colorida de imagens de satélite

Áreas com cultivos de verão em 2008 e malha municipal do RS

Posicionamento das amostras e superfície numérica

Mapa de solos

Necessidades hídricas das espécies

2. O que é possível fazer com um SIG?

Cruzamento de informações

Mapa de declividade

Distribuição da precipitação pluvial

Resultado: Aptidão parasilvicultura

Fonte de dadosMundo real

Realizaçãode ações

2. O que é possível fazer com um SIG?

Planejamento e análise:

Gerenciamento de dados

Análise dos dados

Usuários

Gera: informações para a tomada de decisão

3. Porque usar um SIG?

Colocando o Mundo no Computador: desafios, motivações, 

problemas...

Colocando o Mundo no Computador: desafios, motivações, 

problemas...

http://javafree.uol.com.br/artigo/871449/Conhecendo-o-GeoTools.html

Satélites

GPS

3. Porque usar um SIG: motivação

Crescimento constante de fontes independentes de dados geográficos!

Censo

Satélites

3. Porque usar um SIG: motivação

Satélites

GPS

Crescimento constante de fontes independentes de dados geográficos: 

d

Banco de DadosGeográficos

Censo

Satélites que podem ser integrados em um banco de dados único, considerando a sua posição no espaço (coordenadas geográficas)

SIGs e BDGs: integração 

M i d t

Interface Homem-MáquinaNível mais

externo do SIG

Banco de Dados Geográficos

Mecanismos de processamentode dados espaciais

Nível mais

interno do SIG

• Como representar os dados geográficos no computador?

• Como as estruturas de dados geométricos e alfanuméricos se relacionam com as

3. Porque usar um SIG: desafios

alfanuméricos se relacionam com as informações do mundo real?

• Quais alternativas de representação computacional existem para dados geográficos?

• Diversidade de modelos conceituais de SIG– distorção de dados

– perda da qualidade da informação

C l id d d d d

3. Porque usar um SIG: problemas

• Complexidade dos dados

• Dificuldades na institucionalização de redes de trabalho cooperativo

4. Características básicas de um SIG

• Armazenam a geometria e os atributos dos dados, os quais necessitam ser georreferenciados em um i t d d d áfisistema de coordenadas geográficas. 

• Armazenam também a relação de topologia dos objetos (principal diferença em relação a um CAD).

4. Características básicas de um SIG: O que é topologia dos objetos?

• A topologia é um ramo da matemática que estuda as propriedades de objetos geométricos que não mudamquando aplicamos deformações bijetórias e contínuasem ambas direções.

• Estuda as relações espaciais entre os objetosEstuda as relações espaciais entre os objetos.

• Quais objetos?

Ponto (ou Nó)

A

B

Linha ou Arco Polígono

RELAÇÕES TOPOLÓGICAS 

Conectividade Adjacência

Contingência Adjacência e Contingência

Disjunção Igualdade

RELAÇÕES TOPOLÓGICAS 

Interseção Cruzamento

RELAÇÕES TOPOLÓGICAS (Resumo)

Exemplo de armazenamento de relações topológicas(topologia arco‐nó‐polígono)

RELAÇÕES TOPOLÓGICAS

RELAÇÕES TOPOLÓGICAS

• Observar que para um SIG reconhecer os polígonos A e B como vizinhos a linha a2tem que ser digitalizada apenas uma vez.

4. Características básicas de um SIG: O que é georreferenciamento de dados?

Aula 3

Grade de referência

Longitude

5. Principais SIGs

• ARC GIS

• IDRISI

• ERDAS• ERDAS

• ENVI

• SPRING

• GRASS

5. Principais SIGs

• ARC GIS (US$ 20.000)

• IDRISI (US$ 2.000)

• ERDAS (US$ 8.000)

• ENVI (US$ 8.000)

• SPRING (freeware)

• GRASS (livre distribuição)

5. Principais SIGs

• Visualizadores– Arc reader

– ERDAS viewERDAS view

– ENVI view

– TERRA view

– MAP SERVER

6. Dificuldades no uso dos SIGs

• Falta de conhecimentos básicos dos usuários nas áreas de informática, matemática e estatística.

• Falta de conhecimento técnico dos usuários no georreferenciamento dos dados.

– Datum, projeções.

F lt d h i t d t l â i d di ã d• Falta de conhecimento da tolerância da dimensão do erro associado aos diferentes tipos de dados e escalas.

– Exemplo: imagem 30 x 30 m e imagem 250 x 250 m

• Falta de conhecimento das diferentes técnicas de análise de dados e de como o algoritmo foi implementado no SIG.

• Falta de informação do próprio dado.– Exemplo: pontos de GPS sem informação do Datum

• Dificuldades de intercâmbio de dados entre os diferentes SIGs.

7. Tendências em SIG

• Sistemas mais enxutos e especializados x sistemas mais amplos.

• Interface mais amigável (comandos e ícones) é d f dao invés da interface de programação, como o 

IDL ou o LEGAL.

• Integração com planilha eletrônica e sistemas de análises estatísticas.

• WebGIS

8. Enquete:

O que significa a expressão: “fazer um SIG”?

• Construir um programa de computador?

• Usar um SIG para resolver um problema?

8. Enquete:

O que significa a expressão: “fazer um SIG”?

• Construir um programa de computador?

• Usar um SIG para resolver um problema?

• A expresão fazer um SIG, considerando a definição de Sistema de Informações Geográficas, significa construir ou desenvolver ferramentas computacionais que trabalhem com banco de dados e informações georreferenciadas!

• Para resolver um problema usamos a expresão “fazer uma base de dados” ou “construir uma base de dados” que será utilizada para a análise!