Sistemasde Informações Geográficas - ufrgs.br · Aula 2 Assuntos: # Revisão em estatística # Revisão em informática # Revisão em sensoriamento remoto # Revisão em geodésia

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Sistemas de Informações Geográficas

Aula 2Assuntos:

# Revisão em estatística# Revisão em informática

# Revisão em sensoriamento remoto# Revisão em geodésia# Histórico do SIG

GeotecnologiasGeotecnologias

Sensoriamento Remoto

Geoprocessamento

Sistema de Posicionamento

Global

imagens ópticas

imagens radar

perfis espectrais

SIGs

base de dados

análise espacial

cartografia

levantamentos em campo

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

• São sistemas que fazem o tratamento computacional de dados geográficos

Porque fazer uma revisão em informática????

dados geográficos.

• O que é um sistema?

– É um aplicativo computacional, um programa de computador ou também chamado de software.

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Revisão em informática


• Hardware x software

x


• Software, aplicativo computacional ou sistema:

l f ã d lClassificação de licença:

proprietário shareware freeware código aberto demo

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• Sistema operacional:


• Tipos de aplicativos computacionais

Navegador de internet

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Editor de textos

Planilha eletrônica

Editoração

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E‐mail

Sistemas de Informações Geográficas

Outros

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• Unidades de armazenamento de dados: HD, DVD, pen drive ...

Revisão em informática• Estruturas de armazenamento de dados: diretórios ou “pastas”


• Estruturas de armazenamento de dados: arquivos

• Os arquivos são identificados por um “nome” e uma “extensão”. Exemplo:Exemplo:

trabalho.docfoto1.jpg

• Para “facilitar” o usuário o Windows omite a extensão e apresentaos arquivos como ícones

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RESUMO:

E i t (h d )• Equipamento (hardware)• Aplicativos (programas)• Armazenamento de dados

Revisão em sensoriamento remoto

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Aquisição das imagens pelos sensores orbitais

Aquisição das imagens pelos sensoresorbitais

Aquisição das imagens pelos sensoresorbitais

A imagem vai sendo adquirida pixel a pixel, nas diferentes bandas. Isto é o que diferencia uma imagem de uma fotografia. Em umafotografia toda a cena é adquirida em um mesmo momento.

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Resoluções espacial, temporal, espectral e radiométrica

• Estas resoluções são inerentes de cada sensor e não do satélite

1. Espacial: tamanho do campo de visada, define a resolução do pixel.

2. Temporal: intervalo de tempo entre a aquisição de duas imagens consecutivas sobre um mesmo ponto da superfície da Terra.

3. Espectral: número e largura das bandas espectrais.

4. Radiométrica: número de níveis de cinza da imagem.

Resolução radiométrica

Resolução radiométrica

Número de níveis de cinza = 2número de bits

256 níveis de cinza = 28

2048 níveis de cinza = 211

65.336 níveis de cinza = 216

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Resolução espacial

Resolução espacial

• A resolução espacial mais refinada é importante em estudos em áreas com resposta espectral homogênea, mas com grande nível de detalhes, como por exemplo as áreas urbanas.

• Em áreas homogêneas como por exemplo os oceanos pode haver uma resolução espacial menor, sem perda de informação. Também utilizadas para monitoramento em grandes escalas.

Resolução espectral

Exemplo: Imagens do satélite Landsat 7, sensor ETM+

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Resolução espectral

Banda 1 Banda 2 Banda 3



Resolução temporal

• Tempo de revisita sobre um mesmo ponto da superfície da Terra.

• Resolução variável com o sensor em umaResolução variável com o sensor em uma mesma plataforma.

• Exemplos:– HRV/SPOT5: 26 dias (nadir); 1‐3 dias (off nadir) – Vegetation/SPOT5: 1‐2 dias (nadir)



Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens


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3R 2G 1B 4R 3G 2B 5R 4G 3B


4R 5G 3B 4R 7G 3B 4R 7G 5B

** Importância do georreferenciamento correto!

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A composição colorida das imagens tem por objetivofacilitar a identificação dos alvos pelo interprete visual.

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A composição colorida das imagens tem por objetivofacilitar a identificação dos alvos pelo interprete visual.

Qual a melhor composição colorida?

Mang e

Floresta

Mangue

5R 4G 3B

4R 5G 3B

Programa espacial brasileiro

• Prevê uma missão espacial completa e autônoma, com base na Política Nacional de Desenvolvimento das Atividades Espaciais (PNDAE), instituída pelo Decreto n º 1 332 de 8 de dezembro de 1994n.º 1.332, de 8 de dezembro de 1994.

• A Agência Espacial Brasileira AEB atua como elemento de coordenação central, tendo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e o Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento do Comando da Aeronáutica.

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Programa espacial brasileiro• A missão espacial completa brasileira inclui:

• Base para lançamentos• Veículo lançador• Construção e desenvolvimento de satélites e sensores

C t d t i t l d télit• Centro de rastreio e controle de satélites• Centro de recepção de imagens• Centro de processamento de imagens• Centro de distribuição de imagens• Capacitação de pessoas (técnicos nas diferentes áreas e

astronautas) • Participação e cooperação em programas internacionais

Programa espacial brasileiro• Programa CBERS

• Série de satélites de sensoriamento remoto em Cooperação com a China

• China Brazil Earth Remote Satellite • Download gratuito de imagens:• Download gratuito de imagens:

http://www.inpe.br

Revisão em geodésia

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• Conceitos de geodésia: a forma da Terra

Prolongamento do nível médio dos mares

Figura matemática que mais se aproxima da forma da Terra

Revisão em geodésia• Conceitos de geodésia: a forma da Terra

Ondulações do geóide, determinadas pelas perturbações nas órbitas dos satélites geodésicos.


– Ao elipsóide está associado um sistema cartesiano ortogonal, geocêntrico, formado pelos eixos X, Y, Z.

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– As diferentes linhas verticais e horizontais definem uma grade de latitude e longitude em toda a superfície da Terra.

Equador

Grade Meridianos de Longitude

Paralelos de Latitude

Greenwich


– Com isso, ponto sobre a superfície terrestre tem coordenadas cartesianas geocêntricas, que podem ser expressas em latitude e longitude.


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• Para o georreferenciamento dos dados é necessário o conhecimento dos parâmetros matemáticos utilizado para os cálculos das coordenadas geográficas de cada ponto da superfície da Terra.


• É de fundamental importância no georreferenciamento dos dados o conhecimento dosgeorreferenciamento dos dados o conhecimento dos seguintes parâmetros:

– Datum– Projeção


• Datum: é uma superfície de referência, calculada a partirde um elipsóide e de um ponto de referência.

• Datum horizontal oficial brasileiro:– SAD 69: Usa o Elipsóide de Referência Internacional de 1967 e o vértice Chuá (ponto de referência). Chuá é uma localidade do (p )município de Uberaba (MG).

– SIRGAS 2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas): oficializado em 25/02/2005 usa o Elipsóde“International Terrestrial Reference System” e o vértice CórregoAlegre.

– Até 2010 o uso SAD69 e SIRGAS2000 é concomitante.

• Datum vertical oficial brasileiro: Imbituba

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Revisão em geodésia• Projeção: é a função matemática que converte a Terra da forma esférica para a forma plana.

Mapa

Superfície da Terra

p

p’

q

q’

Podemos entender as projeções pensando como se uma fonte de luz, localizada no interior da Terra, estivesse projetando as feições da superfícieem um mapa plano.


• Tipos de Projeção: 3 exemplos de sistemas de projeções, dentre os vários existentes:

Projeção plana Projeção cônica Projeção cilíndricaCada projeção apresenta uma distorção diferente da superfície da Terra

Projeção cilíndrica

Latitude e Longitude, sem projeção

Projeção cilíndrica

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Revisão em escalas cartográficas

“O conceito de escala”

• Escala é a razão entre a distância em um mapa e a correspondente distância na superfície da Terra.

• Exemplo– Uma escala de 1:50.000 significa que 1 cm no mapa corresponde a 50.000cm ou 0,5km no mundo real

• “pequena escala” e“grande escala” são frequentemente confundidas

• Exemplo: modelos em grande escala,na área

“O conceito de escala”

de climatologia operam em grandes áreas.

• Quando ocorrer este tipo de confusão, melhor esclarecer se é escala cartográfica (razão) ou escala geográfica (área de abrangência).

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Histórico dos Sistemas de Informações Geográficas e do

Geoprocessamento

Histórico (Década de 1960)

• Surgimento do primeiro Sistema de Informações Geográficas, como parte de um programa governamental do Canadá, para criar um inventário de recursos naturais.

• Surgimento de outros sistemas, nenhum comercial, onde para cada aplicação específica era necessário desenvolver os programas para execução.

• Sistemas de uso bastante difícil pela limitação dos recursos computacionais (monitores, capacidade de armazenamento e processamento) e pela necessidade de mão de obra especializada.

Histórico (Década de 1970) • Surgimento da expressão “Sistemas de Informações Geográficas”.

• Surgimento dos sistemas CAD.

• Desenvolvimento dos fundamentos matemáticos voltados para cartografia digital.

• Uso dos SIGs ainda limitado pelos recursos computacionais e pela necessidade de mão de obra especializada.

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Histórico (1980 ‐ atual) • Grande desenvolvimento dos SIG, acompanhando o desenvolvimento da informática.

• Difusão da pesquisa em SIGs devido o t b l i t d t d t destabelecimento de centros de estudos e

desenvolvimento destes sistemas.

• Difusão do uso dos SIGs, devido à diminuição dos custos dos equipamentos e da implementação de funções de análise espacial e processamento de imagens nos sistemas atuais.

Histórico (Brasil)

• O geoprocessamento foi introduzido no Brasil na década de 1980 pelo professor Jorge Xavier da Silva (UFRJ).da Silva (UFRJ).

• Em 1982 o criador do primeiro SIG, o canadense Dr. Roger Tomlinson veio ao Brasil o que motivou o aparecimento de vários grupos de pesquisas e desenvolvimento de SIGs.

Histórico (Brasil) • O Departamento de Geografia da UFRJ criou o SAGA (Sistema

de Análise Geo‐Ambiental)

• A Divisão de Processamento de Imagens do INPE desenvolveu entre 1994 e 1990 o SITIM (Sistema de Tratamento de Imagens) ( g )e o SGI (Sistema de Informações Geográficas). A partir de 1991 os dois sistemas foram unificados no SPRING (Sistema para Processamento de Informações Geográficas).

• Desde 2002 a Divisão de Processamento de Imagens do INPE desenvolve o TerraLib, que é uma biblioteca de código para que os desenvolvedores de sistemas possam criar SIGs personalizados.

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