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2009-2
Isnard Martins

 

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Introdução ao Sistema de Geoprocessamento

Isnard Martins - Prof Dr Engenharia Industrial - Universidade Estácio de Sá
                Educação à Distância
 

1- Introdução

A Definição de Geoprocessamento envolve conhecimentos que aplicam técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica, coletando simultaneamente documentos e mapas, o que torna possível armazenar e representar tais informações em ambiente computacional, gradualmente influenciando as áreas de Cartografia, Análise de Recursos Naturais, Transportes, Comunicações, Energia, Prospecções Geológicas, Planejamento Urbano e Segurança Pública. As ferramentas computacionais para Geoprocessamento, denominadas de Sistemas de Informações Geográficas (GIS), permitem realizar pesquisas e análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes consolidando-os em bancos de dados geo-referenciados [2].

 As geotecnologias representam as tecnologias ligadas às geociências e correlatas as quais trazem avanços no desenvolvimento das pesquisas, no planejamento, em sistemas de gestão e outros aspectos relacionados com o espaço geográfico, preocupação do geógrafo enquanto pesquisador. Neste sentido a busca pelo conhecimento da realidade existente dentro deste espaço geográfico revela a necessidade do apoio de ferramentas para auxílio destes estudos específicos [1].

Apesar do Mapa representar a mais tradicional das ferramentas para o geógrafo, novas tecnologias vão se sobrepondo ao uso dos mapas, oferecendo ao técnico um poderoso instrumental para desenvolvimento do seu trabalho - as geotecnologias. Diversos autores já trabalham a idéia de uma Ciência da Informação Geográfica (CIG) a partir do uso de Sistemas de Informação Geográfica  (SIG). A vinculação Geografia - SIG-CIG apresenta-se assim bastante clara [1].

2- Cartografia

Segundo Zimback [3], a cartografia pode ser definida como um conjunto de estudos e operações científicas, artísticas e técnicas, baseado nos resultados de observações diretas ou de análise de documentação, com vistas ã elaboração e preparação de cartas, mapas planos e outras formas de expressa e utilização. A forma da Terra comumente utilizada nos meios acadêmica é o geóide, a figura que mais se aproxima da verdadeira forma terrestre. Geóide seria uma figura onde, em todos os pontos da superfície terrestre, a direção da gravidade é exatamente perpendicular a superfície determinada pelo nível médio e inalterado dos mares.

As coordenadas foram proposta para se determinar a localização precisa de pontos na superfície da Terra. São utilizados duas linhas imaginárias, o meridiano zero (Greenwich) e o Equador para dividir o globo em hemisférios: ocidental e oriental; norte e sul (Zimback [3]).

·              Meridianos são as linhas que passam pelos pólos e ao redor da Terra. Ficou decidido, em 1962, que o meridiano que passa pelo Observatório de Greenwich, em Londres, é o Meridiano Principal (zero). A numeração cresce para oeste e leste até 180. Paralelos são linhas paralelas ao Equador, dividindo o globo em círculos cada vez menores. O Equador possui valor zero, crescendo para norte e sul até o valor 90

·              Latitude é a distância angular entre o plano do Equador e o ponto da superfície da Terra, unido perpendicularmente ao centro do planeta e representado pela letra φ.

·              Longitude é o ângulo formado entre o ponto considerado e o meridiano zero, representado pela letra λ.

 

Figura -1 Representação das coordenadas geográficas
Fonte: Apostila de Cartografia , Célia Regina Lopes Zimback. GEPAC, 2003

3 - SIG

A definição Sistema de Informações Geográficas (SIG) aplica-se à sistemas que tratam dados geográficos, numéricos e geográficos, traduzindo ao técnico uma visão inédita de seu ambiente de trabalho, inter relacionando com a localização geográfica informações e assuntos disponíveis sobre um assunto específico [2].  

Fitz [1] designa a sigla SIG como um sistema computacional que trabalha um número infinito de informações de cunho geográfico. Além da necessidade do ambiente computacional é necessária a existência de uma base de dados geo-referenciados, dados associados a um sistema de coordenadas conhecido, associados a pontos reais dispostos em terreno, representando geralmente as suas coordenadas latitude e longitude [1]. Podemos representar um SIG, segundo as suas utilidades e formas principais [2]:

·              Ferramenta para produção de mapas;

·              Suporte para análise espacial de fenômenos;

·              Banco de dados geográficos, com funções de armazenamento e recuperação de informação espacial.

4- Aplicações de um Sistema de Informações Geográficas

Geralmente, os resultados gerados por um SIG estão vinculados ao espaço geográfico, podendo entretanto trabalhar em fenômenos climáticos, sócio-ambientais, econômicos e segurança pública. O SIG oferece subsídios para melhor conhecimento dos espaços “mapeados’ , possibilitando uma melhor tomada de decisão pelo pesquisador ou administrador. Algumas aplicações podem ser extraídas pelo SIG para apoio ao planejamento urbano [1]:

·              Mapeamento municipal

·              Zoneamento (ambiental, socioeconômico, turístico, distribuição eventos sócio-criminal

·              Monitoramento de áreas de risco

·              Infra estrutura de redes energia, água, esgoto

·              Sistemas tarifários de impostos

·              Modelagem urbana

·              Análise da ocupação irregular de moradias

·              Sistemas de transporte

5- O Sistema GPS

GPS (Global Positioning System) é a denominação de um sistema desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos que utilize satélites de navegação para gerar informações sobre posição de pessoas, locais, objetos e outras referências sobre a superfície da Terra. Originalmente o GPS foi desenvolvido com propósitos militares, sendo, em fase posterior, largamente empregado em navegação aérea, marítima ou terrestre [4]. Os sistemas de operação utilizados para este fim (GPS) são baseados no recebimento de dados em terra via satélite, que aos poucos, tendem a substituir, ao menos parcialmente, os levantamentos topográficos tradicionais. As coordenadas geográficas e da altitude de um ponto são capturadas por meio de triangulação, onde são selecionados, no mínimo, quatro satélites melhor posicionados em relação ao equipamento situado na superfície terrestre [1].

A figura 2 apresenta o sistema de 24 satélites GPS,(Representação da constelação de Satélites GPS em órbita [5])  cujo período orbital é de 12 horas, que são monitoradas continuamente por cinco estações terrestres distribuídas em várias localidades no mundo. As posições dos satélites apresentam órbitas arranjadas, de forma que um máximo de doze e um mínimo de quatro satélites possam estar visíveis, a qualquer momento em qualquer lugar do globo [4].

6 - Base de Dados Georeferenciados

A utilização de um Sistema de Informações Geográficas pressupõe a existência de um banco de dados georeferenciados. Na prática esta exigência pode ser traduzida em registros portadores de informações referenciadas a um sistema de coordenadas conhecido. A manipulação destes dados dá-se por meio de um Sistema Gerenciador de Banco de Dados. Este sistema deve ser estruturado de tal forma que os dados possam relacionar-se entre si através de vínculos que utilizam códigos identificadores. No caso do SIG os dados estarão vinculados a dados espaciais através de arquivos digitais gráficos [1].

Um SIG está estruturado em dois tipos de dados: os dados espaciais e os dados alfanuméricos. Os dados espaciais são considerados aqueles representados espacialmente, ou seja , de forma gráfica, São estes imagens, mapas temáticos ou plano de informações. A estrutura destes dados pode ser vetorial ou matricial.

Os dados vetoriais podem ser representados por primitivas gráficas (polígonos, linhas e pontos) através de coordenadas geográficas. Os pontos são representados por um par de coordenadas. Linhas e polígonos são representados por um conjunto de pares de coordenadas.

A estrutura matricial ou em grade é representada por uma matriz de n linhas e m colunas M (n,m). Cada par representado na matriz é denominada Pixel (picture element) ou elemento de imagem. Um pixel apresenta um valor que pode indicar, por exemplo uma cor [1].

7- Geotecnologias e o Processo Decisório

A utilização do SIG para realização de estudos de caráter espacial exige procedimentos de investigação dotados de critérios bem definidos. Uma das implicações percebidas no uso do SIG relativa ao processo decisório, refere-se à identificação e seleção de critérios seguros na aplicação de técnicas de geoprocessamento, evitando-se resultados desagradáveis. Trabalhos estruturados com base em espaço geográfico pressupõe um grande volume de variáveis, sobre as quais deverão ser selecionados critérios amadurecidos para apoio aos procedimentos e atitudes a serem futuramente conduzidos [1].

 Bibliografia

[1] - Fitz R. Geoprocessamento sem Complicação. Oficina de Textos. S.Paulo, 2008

[ 2] - Câmara G.,  Davis C. Fundamentos de Geoprocessamento. Disponível em http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/cap1-introducao.pdf. Consulta em fevereiro 2010

[3] Zimback R. Manual de Cartografia.Faculdade de Ciências Agrônomas Universidade Paulista, 2002

[4] Bresolin P, Lindau L. Cadastro de Linhas de Ônibus utilizando Sistemas de Informações Geográficas e GPS. Lastarn, PPEG, UFRGS, 2003

[5] Latitude Longitude  Instrumentos de Medição. Disponível em http://www.cienciaviva.pt/latlong/anterior/gps.asp, Consulta em janeiro 2010

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