geoprocessamento - conceitos e aplicações

CENTRO PAULA SOUZA

FACULDADE DE TECNOLOGIA DE TAQUARITINGA

TECNOLOGIA EM PROCESSAMENTO DE DADOS

GEOPROCESSAMENTO: CONCEITOS E APLICAES

ALEX FABRICIO LEITE

Orientador: CLUDIO SHINJI MATSUMOTO

Taquaritinga 2008

Geoprocessamento: Conceitos e Aplicaes -

1

GEOPROCESSAMENTO: CONCEITOS E APLICAES

ALEX FABRICIO LEITE Monografia apresentada Faculdade de Tecnologia de Taquaritinga, como parte dos requisitos para a obteno do ttulo de Tecnlogo em Processamento de Dados. Orientador: Cludio Shinji Matsumoto.

Taquaritinga 2008


2

Se onde importante para seu negcio, ento Geoprocessamento sua ferramenta de trabalho.

Miguel Caseira


3

Dedico,

Aos meus pais, pela pacincia e apoio aos meus estudos ao longo de toda a minha vida e pela contribuio para minha formao profissional e como homem.


4

AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus por tudo que possuo em minha vida e pelas minhas realizaes pessoais e profissionais.

minha famlia que, direta ou indiretamente, me auxiliou no desenvolvimento deste trabalho.

Ao professor Cludio, pelo dilogo amigo, cuja orientao deu luz as idias de um aluno, contribuindo de forma valiosa para a elaborao das atividades e do trabalho.

Ao professor Dcio Lago pela disponibilidade de material para os estudos e o auxlio no desenvolvimento.

Ao amigo Carlos Roberto de Melo pela concesso da imagem utilizada neste trabalho para a demonstrao das atividades prticas e exemplificao dos conceitos de geoprocessamento.

Aos meus amigos pelos dilogos motivadores e incentivos a busca pelo conhecimento.


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SUMRIO

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ........................................................................... vii

LISTA DE FIGURAS ......................................................................................................... viii

LISTA DE TABELAS E QUADROS .................................................................................... x

RESUMO.............................................................................................................................. xi

ABSTRACT ........................................................................................................................ xii

INTRODUO ................................................................................................................... 13

1 CONCEITOS DE GEOPROCESSAMENTO ................................................................... 15

1.1 Histrico ..................................................................................................................... 16

1.2 Conceitos de espao geogrfico e relaes espaciais ................................................... 18

1.2.1 Espao geogrfico e informao espacial .......................................................... 18

1.2.2 Relaes espaciais ............................................................................................ 19

1.3 A implantao ........................................................................................................... 20

1.4 Geoprocessamento para aplicaes ambientais........................................................... 21

2 SISTEMAS DE INFORMAO GEOGRFICA ........................................................... 24

2.1 Histrico .................................................................................................................... 24

2.1.1 A primeira gerao: CAD cartogrfico ............................................................ 25

2.1.2 A segunda gerao: ambientes cliente-servidor ................................................ 26

2.1.3 Requisitos para a prxima gerao de SIG ....................................................... 27

2.2 Estrutura de dados no SIG ......................................................................................... 28

2.3 Requisitos para a armazenagem de Dados em SIG ..................................................... 31

2.4 Formas de aquisio de dados para SIG ..................................................................... 32

3 SENSORIAMENTO REMOTO ....................................................................................... 34

3.1 Definio ................................................................................................................... 34

3.2 Radiao Eletromagntica ......................................................................................... 35

3.3 Componentes de um sistema sensor .......................................................................... 36

3.4 Identificao dos tipos de sistemas sensores ............................................................... 37

3.4.1 Em funo da fonte de energia ......................................................................... 37

3.4.2 Em funo do tipo de produto .......................................................................... 38

3.5 Exemplos de sistemas sensores .................................................................................. 39

3.5.1 Landsat............................................................................................................ 40

3.5.2 SPOT .............................................................................................................. 42


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3.6 Imagem digital ........................................................................................................... 44

4 MODELAGEM DE DADOS GEOGRFICOS................................................................ 45

4.1 Representao de dados ............................................................................................ 45

4.1.1 Representao Vetorial ..................................................................................... 46

4.1.2 Representao Matricial ou Raster ................................................................... 47

4.2 Representao de dados alfanumricos ..................................................................... 49

4.3 Viso geral do processo de modelagem ..................................................................... 50

4.4 O modelo OMT-G ..................................................................................................... 52

5 APLICAO DE GEOPROCESSAMENTO PARA ANLISE AMBIENTAL .............. 55

5.1 Metodologia ............................................................................................................. 55

5.2 Viso geral do SPRING ............................................................................................ 56

5.2.1 Apresentao do sistema................................................................................. 56

5.2.2 Bancos de dados do SPRING ......................................................................... 57

5.2.3 Modelo de Dados do SPRING ........................................................................ 57

5.2.4 Projetos .......................................................................................................... 58

5.3 Caracterizao da rea de estudo ............................................................................... 58

5.4 Modelagem de dados ................................................................................................ 60

5.5 Anlise ambiental ..................................................................................................... 64

CONCLUSO ..................................................................................................................... 73

REFERNCIAS ................................................................................................................... 74


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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS CAD Computer Aided Design

CNES Centre National d'Etudes Spatiales

GIS Geographic Information System

HRV Haut Resolution Visible

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica

INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

LANDSAT Land Remote Sensing Satellite

LEGAL Linguagem Espao-Geogrfica baseada em lgebra

MSS Multispectral Scanner

NASA National Aeronautics and Space Administration

NCGIA National Centre for Geographical Information and Analysis

OMT-G Object Modeling Technique for Geographic Application

PI Plano de Informao

RBV Return Beam Vidicon

RGB Red, Green and Blue composition

RISC Reduced Instruction Set Computer

SAD69 South American Datum 1969

SGBD Sistema Gerenciador de Banco de Dados

SIG Sistema de Informao Geogrfica

SPOT Satellite pour l'Observation de la Terre

SPRING Sistema de Processamento de Informaes Georreferenciadas

SQL Structured Query Language

TM Thematic Mapper

UML Unified Modeling Language

UTM Universal Transverse Mercator


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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 Processo de Digitalizao de um mapa ............................................................ 20

FIGURA 2 Evoluo da Tecnologia de SIG ...................................................................... 25

FIGURA 3 Estrutura de relacionamentos espaciais ............................................................ 28

FIGURA 4 Estrutura de dados de um SIG ......................................................................... 30

FIGURA 5 Composio do espectro Eletromagntico ....................................................... 35

FIGURA 6 Componentes de um Sistema Sensor ............................................................... 37

FIGURA 7 Ilustrao de um Sensor Passivo e outro Ativo ................................................ 38

FIGURA 8 Satlite Landsat ............................................................................................... 41

FIGURA 9 Satlite SPOT .................................................................................................. 43

FIGURA 10 Composio de cores sinttica da Imagem Temtica do Satlite Landsat 7

tirada do Distrito Federal da cidade de Braslia ..................................................................... 46

FIGURA 11 Representao vetorial do cadastro urbano pela utilizao de pontos, linhas,

objetos e texto com a apresentao do Relatrio de Dados .................................................... 47

FIGURA 12 Diferentes representaes matriciais para um mapa ....................................... 48

FIGURA 13 Modelagem segundo o paradigma dos quatro universos ................................. 51

FIGURA 14 Modelo de dados OMT-G simplificado do mapeamento ISA (ndice de

Sensibilidade Ambiental) ..................................................................................................... 53

FIGURA 15 Evidncia da caracterizao da rea de estudo ambiental para a aplicao ..... 59

FIGURA 16 Mapa das zonas UTM. ................................................................................... 60

FIGURA 17 Modelagem de dados geogrficos do projeto Geo-Ambiental ........................ 61

FIGURA 18 Evidncia da associao das categorias a seus respectivos modelos de dados. 63

FIGURA 19 Evidncia da criao dos planos de informao associadas a suas respectivas

categorias ............................................................................................................................. 64

FIGURA 20 Evidncia apresentando uma viso geral do processo de vetorizao de

Estradas................................................................................................................................ 65

FIGURA 21 Evidncia da vetorizao da Estrada de Acesso SP 613 a Euclides da Cunha

Paulista ................................................................................................................................ 66

FIGURA 22 Evidncia da vetorizao das estradas Municipal para Ilha do Bananal e

Acesso SP 613 Divisa com o Estado do Paran .................................................................. 66

FIGURA 23 Evidncia de vetorizao do Rio Paran e Rio Paranapanema na regio

geogrfica de anlise ambiental. ........................................................................................... 67


9

FIGURA 24 Evidncia de vetorizao do Parque Estadual Morro do Diabo ..................... 68

FIGURA 25 Evidncia de vetorizao do Parque Estadual Morro do Diabo (Detalhe). ...... 68

FIGURA 26 Evidncia de vetorizao das reas de risco ................................................... 70

FIGURA 27 Evidncia de vetorizao e classificao das reas de risco. ........................... 71


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LISTA DE TABELAS E QUADROS

TABELA 1 Anlise comparativa dos sensores fotogrficos e imageamentos por

varredura .............................................................................................................................. 39

TABELA 2 Tipos de imageadores do Landsat ................................................................... 41

TABELA 3 Relao Vantagens x Desvantagens das representaes Matricial e Vetorial ... 49

TABELA 4 Identificao e Classificao das reas estudadas ............................................ 72

QUADRO 1 - Caractersticas do Landsat ............................................................................. 42

QUADRO 2 - Caractersticas do SPOT ................................................................................ 43


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RESUMO

O presente trabalho ir tratar de temas de relevada importncia para o Geoprocessamento como a definio de SIG (Sistema de Informao Geogrfica), conceitos de obteno de imagens por satlite, conceitos de modelagem e Banco de Dados Geogrfico, alm da aplicao voltada para anlise ambiental. O termo Geoprocessamento (Geo = terra + Processamento = ato de realizar transformaes decorrentes da manipulao sobre dados), faz referncia a um conjunto de aes e estudos que so realizados sobre mapas atravs da utilizao de ferramentas de mbito tecnolgico, sendo empregadas na coleta e no tratamento de informaes espaciais e para fins especficos. uma rea de estudo que se apresenta em expanso hoje no Brasil, devido principalmente a grande necessidade de planejamento (e futura execuo) por parte de rgos governamentais e privados no que se diz respeito a projetos urbanos e ambientais, devido a grande degradao causada pelo homem e que hoje j so bastante discutidas e evidenciadas pelo aquecimento global, desmatamentos, a poluio (do ar, da gua e do solo) nas grandes cidades, de reas com necessidade de preservao, entre outras. Geoprocessamento utilizado como ferramenta de auxlio no planejamento, verificao de viabilidade da execuo de um propsito especfico, dando aos os usurios e a parte interessada nesses dados uma viso mais prxima da realidade, j que todo o trabalho que venha a ser desenvolvido deve estar estruturado sobre uma forte organizao e competncia das partes integrantes do mesmo. Palavras-chaves: Geoprocessamento, SIG, imagens de satlite, Modelagem de dados, Banco de Dados Geogrfico.


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ABSTRACT

The present work will be going to treat subjects of having raised importance for the Geoprocessing as the definition of SIG (Geographical Information System), concepts of getting images for satellite, concepts of modeling and Geographical Database, besides the application turned to environmental analysis. The term Geoprocessing (Geo = Land + Processing = act of accomplishing current transformations of the manipulation on data), it makes reference to a set of actions and studies that are carried out on maps through the use of tools of technological extent, being employed in the collection and in the treatment of space information and for specific aims. It is an area of study that shows up in expansion today in Brazil, because the great necessity of planning (and future execution) by part of government and private organs in what one concerns urbane and environmental projects, due to great degradation caused by the man and which today they are already discussed enough and shown up by the global heating, deforestations, the pollution (of the air, of the water and of the ground) in the great cities, of areas with necessity of preservation, among others. Geoprocessing is used like tool of help in the planning, checking of viability of the execution of a specific purpose, when a vision nearer of the reality is giving to the users and the part interested in these data, since all the work that comes to be developed must be structured on a strong organization and competence of the integrant parts of them. Word-keys: Geoprocessing, GIS, images of satellite, Modeling of data, Geographical database.


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INTRODUO

A coleta de informaes sobre a distribuio geogrfica de recursos minerais,

propriedades, animais e plantas sempre foi uma parte importante das atividades das

sociedades organizadas. At recentemente, no entanto, isto era feito apenas em documentos e

mapas em papel, o que impedia uma anlise que combinasse diversos mapas e dados. Com o

desenvolvimento simultneo da informtica, na segunda metade do sculo passado, tomou-se

possvel armazenar e representar tais informaes em ambiente computacional, abrindo

espao para o aparecimento do Geoprocessamento.

Nesse contexto, o termo Geoprocessamento denota a disciplina do conhecimento que

utiliza tcnicas matemticas e computacionais para o tratamento da informao geogrfica e

que vem influenciando de maneira crescente as reas de Cartografia, Anlise de Recursos

Naturais, Transportes, Comunicao, Energia e Planejamento Urbano e Regional. As

ferramentas computacionais para Geoprocessamento, chamadas de Sistemas de Informao

Geogrfica (SIG), permitem realizar anlises complexas, ao integrar dados de diversas fontes

e ao criar banco de dados Georreferenciados. Tornam ainda possvel automatizar a produo

de materiais cartogrficos (Cmara e De Medeiros, 1996).

Pode-se dizer, de forma genrica, se onde importante para seu negcio, ento

Geoprocessamento sua ferramenta de trabalho. Sempre que o onde aparece, dentre as

questes e problemas que precisam ser resolvidos por um sistema informatizado, haver uma

oportunidade para considerar a adoo de um SIG.

A elaborao deste trabalho visa a abordagem terica de conceitos da tecnologia de

Geoprocessamento e conseqente desenvolvimento prtico dos mesmos, sendo para tanto seu

contedo organizado de forma que, no primeiro captulo, realizar-se-, a abordagem de

conceitos relativos a Geoprocessamento, sendo realizada ampla abordagem terica de fatos

histricos, necessidades para sua implantao bem como os tipos de organizaes e/ou


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empresas que podem se utilizar desta tecnologia. Neste captulo ainda d-se uma pequena

introduo dos conceitos inerentes ao tema abordado.

No segundo captulo, a compreenso e funcionamento das ferramentas SIG (Sistemas

de Informao Geogrfica) utilizados no tratamento computacional de dados geogrficos, um

breve histrico da evoluo desta tecnologia (passando pelas suas trs geraes), sua estrutura

funcional e formas de obteno de dados para SIG.

O terceiro captulo, direcionado utilizao de sensores, trata de uma das formas de

captao e aquisio de informaes referentes a objetos ou outros fenmenos relacionados ao

mesmo. abordado o funcionamento de sensores remotos, sua composio, tipos de sensores,

e exemplificao atravs de dados disponveis para os satlites Landsat e SPOT.

No quarto captulo, a abordagem de conceitos de modelagem de dados geogrficos,

suas diferentes representaes em um SIG, a viso geral do processo de modelagem com a

abordagem do paradigma dos quatro universos, alm da apresentao do modelo OMT-G

(Object Modeling Technique for Geographic Application) voltado especificamente para este

tipo de modelagem.

Por fim, no ltimo captulo o desenvolvimento prtico para exemplificao da

aplicao de conceitos de geoprocessamento que foram abordados neste trabalho, voltado

para o estudo e anlise ambiental, com diversas imagens que evidenciam e exemplificam o

processo de desenvolvimento das atividades realizadas.


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1 CONCEITOS DE GEOPROCESSAMENTO

O termo Geoprocessamento (Geo = terra + Processamento = ato de realizar

transformaes decorrentes da manipulao sobre dados), faz referncia a um conjunto de

aes e estudos que so realizados sobre mapas atravs da utilizao de ferramentas de mbito

tecnolgico, sendo empregadas na coleta e no tratamento de informaes espaciais e para fins

especficos. uma rea de estudo que se apresenta em expanso hoje no Brasil, devido

principalmente a grande necessidade de planejamento (e futura execuo) por parte de rgos

pblicos e federais no que se diz respeito a projetos urbanos e ambientais, devido a grande

degradao causada pelo homem e que hoje j so bastante discutidas e evidenciadas pelo

aquecimento global, desmatamentos, a poluio (do ar, da gua e do solo) nas grandes

cidades, de reas com necessidade de preservao, entre outras.

O Geoprocessamento utiliza tcnicas matemticas e computacionais para o tratamento

da informao geogrfica. Essa tecnologia denotada por Geoprocessamento, influencia de

maneira crescente as reas de Cartografia, Anlise de Recursos Naturais, Transportes,

Comunicaes, Energia e Planejamento Urbano e Regional (Cmara e De Medeiros, 1996).

O Geoprocessamento utilizado como ferramenta de auxlio no planejamento,

verificao de viabilidade da execuo de um propsito especfico, dando aos os usurios e a

parte interessada nesses dados uma viso mais prxima da realidade, j que todo o trabalho

que venha a ser desenvolvido deve estar estruturado sobre uma forte organizao e

competncia das partes integrantes do mesmo, visto que o trabalho com dados que foram

obtidos, seja no mbito de pesquisas que so realizadas por pessoas, seja na obteno de

imagens de satlite ou aerofotogrametria, devem ser correlacionados para propiciar uma

compreenso do que j foi realizado, do que se est realizando e do que ainda se vai realizar.


16

1.1 Histrico

Desde o incio da civilizao j havia uma preocupao relacionada ocupao da

terra, atravs da observao e execuo das atividades inerentes a organizao das sociedades.

Esta informao espacial tem sido observada por guerreiros, navegadores, gegrafos,

pesquisadores, cartgrafos. Seguramente o que hoje se conhece por mapa, nada mais que

uma das antigas formas de comunicao visual de toda a humanidade (Oliveira, 1993).

Inicialmente, mapas foram utilizados para o auxlio na traado de rotas que levavam

lugares situados distantes fornecendo uma orientao na locomoo para a chegada a um

determinado lugar de destino, seja pela rota mais curta ou pela rota mais segura. Isto tambm

pode ser evidenciado pelos exrcitos militares antigos que, alm do propsito acima,

utilizavam mapas como ferramenta de estratgia no combate aos seus inimigos, ou ainda, para

agrimensar as terras do antigo Egito, sendo esta uma atividade muito importante desenvolvida

dentro da organizao governamental.

A queda do imprio Romano (de 27 a.C a 476 d.C), proporcionou a ampliao do

conhecimento geogrfico durante o perodo da Idade Mdia, pelo Isl, Gregos e Romanos.

Devido grande amplitude do mundo islmico, descentralizao de sua cultura e s longas

viagens a que se entregavam seus mercadores e os peregrinos para Meca, os rabes

lanaram as bases da moderna geografia da sia e da frica do Norte (Cmara e De

Medeiros, 1996. cap. 1, p. 2). Neste perodo tambm identificado um considervel avano

na cincia cartogrfica da China, na poca, os mandarins responsveis pela administrao

do imprio descreviam de forma minuciosa o territrio de seu pas.

A poca da Expanso Mercantil Europia sc. XV e XVI ou das Grandes

Navegaes e Descobrimentos marcada pela preocupao dos governos deste continente

para a realizao de mapeamentos sistemticos em seus territrios e das novas posses

territoriais decorrentes das conquistas realizadas no Novo Continente. O principal objetivo

destes mapeamentos era a descrio topogrfica do territrio, ou seja, a elaborao de mapas

que fornecem um conjunto de informaes relacionadas estritamente com a superfcie do

terreno, que podem ter sido originados pela prpria natureza ou pela ao antrpica

(Cmara & De Medeiros, 1996. cap 1, p. 2).

Aps esse perodo, verifica-se o desenvolvimento dos pases do oeste europeu e da

disseminao de sua cultura para o resto do mundo e principalmente nas suas novas colnias

estando intrnseca a esta disseminao as idias e mtodos de como se fazer mapas, agora


17

voltados principalmente para os estudos ligados aos recursos naturais, alvo de necessidade

para a sustentabilidade do comrcio europeu, levando ao surgimento de um novo conceito

sobre mapas: o mapa temtico. Trata-se de um mapa especfico empregado no estudo da

distribuio dos tipos e do uso de solo, vegetao, recursos hdricos, entre outros.

Estes mapas de propsito especfico passam a ser denotados como mapas temticos, devido ao fato de conter somente informaes de um determinado assunto, so normalmente confeccionados sobre uma base topogrfica simplificada, para facilitar a orientao e o entendimento dos usurios.

(Cmara e De Medeiros, 1996. cap. 1, p. 3).

No decorrer do sculo XX este tipo de mapa foi largamente empregado com o auxlio

das novas tecnologias desenvolvidas como o sensoriamento remoto e a fotogrametria, alm de

mtodos matemticos e estatsticos, para o tratamento de informaes geogrficas.

As primeiras tentativas de automatizar parte do processamento de dados com

caractersticas espaciais aconteceram na Inglaterra e nos Estados Unidos, nos anos de 1950,

com o objetivo principal de reduzir os custos de produo e manuteno de mapas. Dada a

precariedade da informtica na poca, e a especificidade das aplicaes desenvolvidas

(pesquisa em botnica, na Inglaterra, e estudos de volume de trfego, nos Estados Unidos),

estes sistemas ainda no podem ser classificados como sistemas de informao.

Os primeiros Sistemas de Informao Geogrfica surgiram na dcada de 1960, no

Canad, como parte de um programa governamental para criar um inventrio de recursos

naturais. Estes sistemas, no entanto, eram muito difceis de usar: no existiam monitores

grficos de alta resoluo, os computadores necessrios eram excessivamente caros, e a mo

de obra tinha que ser altamente especializada e carssima. No existiam solues comerciais

prontas para uso, e cada interessado precisava desenvolver seus prprios programas, o que

demandava muito tempo e, naturalmente, muito dinheiro.

Alm disto, a capacidade de armazenamento e a velocidade de processamento eram

muito baixas. Ao longo dos anos de 1970 foram desenvolvidos novos e mais acessveis

recursos de hardware, tornando vivel o desenvolvimento de sistemas comerciais (Juc et al.,

2006). Foi ento que a expresso Geographic Information System foi criada. Foi tambm

nesta poca que comearam a surgir os primeiros sistemas comerciais de CAD (Computer

Aided Design, ou Projeto Assistido por Computador), que melhoraram em muito as condies

para a produo de desenhos e plantas para engenharia, e serviram de base para os primeiros

sistemas de cartografia automatizada. Tambm nos anos de 1970 foram desenvolvidos alguns


18

fundamentos matemticos voltados para a cartografia, incluindo questes de geometria

computacional. No entanto, devido aos custos e ao fato destes proto-sistemas ainda utilizarem

exclusivamente computadores de grande porte, apenas grandes organizaes tinham acesso

tecnologia.

A dcada de 1980 representa o momento quando a tecnologia de sistemas de

informao geogrfica inicia um perodo de acelerado crescimento que dura at os dias de

hoje. At ento limitados pelo alto custo do hardware e pela pouca quantidade de pesquisa

especfica sobre o tema, os GIS se beneficiaram grandemente da massificao causada pelos

avanos da microinformtica e do estabelecimento de centros de estudos sobre o assunto. Nos

EUA, a criao dos centros de pesquisa que formam o NCGIA (National Centre for

Geographical Information and Analysis) em 1989 marca o estabelecimento do

Geoprocessamento como disciplina cientfica independente (Cmara, 1996).

1.2 Conceitos de espao geogrfico e relaes espaciais

A seguir sero apresentadas caractersticas relacionadas ao Geoprocessamento e que

envolvem os conceitos de espao, ligados informao geogrfica e de relaes espaciais

entre fenmenos geogrficos, admitindo-se que diferentes fenmenos geogrficos esto

distribudos sobre a superfcie da Terra, estabelecendo alguns padres de ocupao que

podem ser inter-relacionados atravs de Geoprocessamento.

1.2.1 Espao geogrfico e informao espacial

O espao geogrfico o espao construdo atravs da transformao do mesmo pelo

homem (relao sociedade-espao), tendo como finalidade a intencionalidade humana. Pode-

se encontrar no espao geogrfico formas naturais (rios, planaltos, plancies e etc...) e

artificiais (casas, avenidas, pontes, etc.). De acordo com Suertergaray (2001), este se forma

(no sentido de formao, origem) e se organiza (no sentido de funcionalidade), projetando-se

como determinao ou como possibilidade. Esta projeo se faz por avanos e retornos. Neste

contexto, o espao geogrfico a coexistncia das formas herdadas (de uma outra

funcionalidade), reconstrudas sob uma nova organizao com formas novas em construo,

ou seja, a coexistncia do passado e do presente ou de um passado reconstitudo no presente.


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Espao geogrfico constitui um sistema de objetos e um sistema de aes que formado por um conjunto indissocivel, solidrio e tambm contraditrio, de sistemas de objetos e sistemas de aes, no considerados isoladamente, mas como um quadro nico na qual a histria se d. No comeo era a natureza selvagem, formada por objetos naturais, que ao longo da histria vo sendo substitudos por objetos fabricados, objetos tcnicos, mecanizados e, depois cibernticos fazendo com que a natureza artificial tenda a funcionar como uma mquina.

(Santos, 1997 apud Suertergaray, 2001).

A informao espacial faz referncia existncia de objetos com suas propriedades

especficas, ou seja, o que est contido no espao geogrfico, admitindo-se suas propriedades,

localizao no espao e relao com outros objetos que ali pertencem. Exemplo: noes de

vizinhana, pertinncia (topologia), distncia (mtrica), e direo (ao norte, acima, etc.).

1.2.2 Relaes espaciais

Como j dito antes, cabe ao Geoprocessamento o estudo das inter-relaes e a

adoo de padres que so observadas sobre fenmenos geogrficos, distribudos por todo o

planeta. As principais formas que podem ser verificadas neste contexto, descritas por Dolfus

(1991) apud Cmara e De Medeiros (1996) so:

Correlao espacial: um determinado fenmeno est relacionado com seu espao

de forma que quanto maior a proximidade a determinado objeto existente nesse

espao, maior a sua relao com o mesmo;

Correlao temtica: trata-se das caractersticas de fatores que so determinados

ao longo do tempo pela natureza (exemplo: clima, relevo, vegetao) e de suas

inter-relaes. Perguntas como: O que influencia em que? Como um fator

influencia sobre outro e qual a intensidade da influncia;

Correlao temporal: aborda as relaes existentes (e resultantes) da fisionomia

do planeta ao longo do tempo, j que o mesmo est em constante transformao.

Por exemplo, o estudo da formao de relevo que indica se regies montanhosas

possuem formao geolgica recente se comparada a outras regies devido ao

de intemperismos fsicos e qumicos;

Correlao topolgica: permite estabelecer relacionamentos entre objetos

geogrficos por meio de relaes topolgicas como a adjacncia (vizinhana,

proximidade), pertinncia (espao a que pertencente) e interseco (conjunto


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resultante de todos os elementos que pertencem simultaneamente a dois ou mais

espaos geogrficos).

1.3 A implantao

Para a implantao de geoprocessamento pelas diversas formas de organizaes

(pblicas ou privadas), o primeiro passo necessrio de que se faa a obteno de uma base

cartogrfica (mapa) a ser informatizada, podendo essa ser obtida por meio de

aerofotogrametria ou fotos de satlite (Tema este que ser abordado no captulo 3 deste

trabalho.). As imagens obtidas por fotografia area passam pelo processo de restituio

(transformao de fotos em informaes cartogrficas) e so digitalizadas (processadas para

arquivos de computador FIG. 1). Caso no se disponha de imagens areas, possvel que se

utilizem mapas j existentes, podendo, no entanto, haver perdas de qualidade das informaes

em termos de preciso e atualizao. Lembrando ainda da importncia de se manter as

informaes sobre a base (bem como a prpria base) atualizadas, pois como j dito antes,

pelas aes antrpicas e atividades fsico-qumicas o ambiente vai ao longo do tempo

sofrendo alteraes.

FIGURA 1 - Processo de Digitalizao de um mapa FONTE: Adaptado de Wolski, 2007.

De acordo com o proposto por Vaz (2006), quando da utilizao de Geoprocessamento

por uma prefeitura, uma vez dispondo de uma base cartogrfica digitalizada, preciso fazer o

tratamento das informaes, alimentando-a com dados referentes aos lotes, glebas, edificaes

e propriedades rurais (proprietrio, utilizao, dados cadastrais), estradas e logradouros


21

(utilizao, tipo de pavimento, sinalizao, linhas de nibus, volume de trfego) e redes de

infra-estrutura (dimenses e capacidade das redes, equipamentos de apoio). Este tipo de

levantamento exige um trabalho de obteno de informaes atualizadas (por isso o recurso

aerofotogrametria valioso), inclusive contando com levantamentos complementares in loco

(que pode ser feito, por exemplo, pela equipe de fiscais de uma prefeitura ou contratado

especialmente). O resultado destas etapas uma base cartogrfica em computador que chega

ao nvel de lote. Caso no seja possvel atingir esse nvel de profundidade, pode-se construir

com recurso base cartogrfica pr-existente, pelo menos uma base com logradouros e

acidentes geogrficos. Ao longo do tempo, a base deve receber ampliaes, com a

alimentao de outros tipos de dados Georreferenciados que dem conta do conjunto de

aplicaes descrito acima e de outras que podem surgir a partir da necessidade da prefeitura e

da disponibilidade de informaes. Assim, uma base ideal seria constituda de:

a) Base cartogrfica: mapa da rea urbana e rural do municpio;

b) Dados de carter tributrio: planta genrica de valores, cadastro de contribuintes

mobilirios e imobilirios, situao tributria dos contribuintes;

c) Dados sobre servios pblicos: equipamentos pblicos, demanda por servios

pblicos existentes, atendimento a solicitaes de cidados, redes de infra-

estrutura, mobilirio urbano (postes, sinalizao, telefones pblicos, lixeiras

pblicas, equipamentos de praas), endereos de usurios dos servios pblicos

(chegando, no limite, mesmo ao endereo de todos os cidados), carregamento do

sistema de transportes e das vias pblicas, itinerrios de linhas de transporte

coletivo, itinerrios de linhas de transporte escolar, rotas de coleta de lixo,

arborizao urbana; e

d) Dados scio-econmicos e demogrficos: dados sobre condies de vida dos

cidados, dados epidemiolgicos, ocorrncia de acidentes, ocorrncia de crimes.

1.4 Geoprocessamento para aplicaes ambientais

O homem como ser social, interfere no meio ambiente de tal forma que passa a criar

novas situaes que levam a reordenao do espao fsico de acordo com seus interesses e

necessidades. No entanto h de se perceber que toda a interferncia provocada em um

ambiente natural, leva ao desequilbrio de sua natureza mutvel j que suas alteraes so

provocadas em sua maioria resultantes do dinamismo harmonioso de sua evoluo estvel e


22

contnua abalando a estrutura natural do meio ambiente. O esquecimento de sua relao com

a natureza e o meio-ambiente leva-o a prtica desordenada de aes, o que o faz pensar que

sua necessidade e desejo de sobrevivncia no o afetar a curto prazo. Porm nota-se em

tempos atuais que este idealismo j est sendo sucumbido pelas atuais questes que remetem

a desastres ambientais e ecolgicos to evidentes nas mdias atuais e to perceptveis a todos.

Esta despreocupao do homem podese considerar essencialmente agravada aps a

Revoluo Industrial a partir do sculo XVIII na Inglaterra e posteriormente em outros pases

da Europa. Outros exemplos que levaram a degradao do meio ambiente de forma acentuada

podem ser mencionados: as guerras, a queima de combustveis fsseis e gases nocivos

camada de oznio, vazamentos em usinas nucleares, etc.

A partir da, comea a fortalecer-se a idia de preservar o meio onde se vive, pois

parte-se do princpio de que o homem no est aqui ao acaso. Se existe, porque h todo um

conjunto de condies favorveis para que isso acontea. Mas ainda longe de conviver e

respeitar esse princpio, pois o meio ambiente ainda visto como uma fonte inesgotvel de

recursos naturais. A criao de reas de preservao uma das formas de expresso da

vontade de se continuar a existir, pois a manifestao da idia de se tentar preservar as

condies naturais das quais o homem necessita para sobreviver. Porm, no se pode esquecer

que se vive em uma sociedade desigual e culturalmente formada para utilizar os recursos

naturais ao mximo, fruto do processo histrico de formao do nosso pas e que exigir

muitos esforos para que se transforme (Zaidan e Da Silva, 2004).

A vasta gama de aplicaes de geoprocessamento que esto relacionadas ao aspecto

ambiental exemplo do quanto hoje e a cada dia mais cresce a preocupao humana sobre as

atividades econmicas e sociais que esto intimamente ligadas ao meio onde se vive, sendo

para a primeira, necessrio um estudo exato dos impactos que uma determinada ao possa vir

a causar sobre o ambiente, como por exemplo, o da construo de uma barragem que afeta

diretamente fauna e flora de uma regio, e quais as providncias que devem ser tomadas para

que esta afetao seja minimizada. Para a segunda, resultante da necessidade de se criar novas

reas de lazer (minimizando os efeitos das ilhas de calor, alm de proporcionar o bem-estar

dos cidados), do estudo de reas que necessitem de preservao (e se est relacionada com a

ao antrpica direta, como as atividades de turismo ou reas de cultivo e plantio), da

avaliao da infraestrutra de prefeituras na distribuio dos seus servios de gua e esgoto,

nveis de eroso do solo, a limpeza pblica, gerenciamento de frotas.

A seguir so apresentados as principais formas de aplicao e atividades que podem

ser auxiliadas por Geoprocessamento de acordo com Gomes e De Aguiar (2005):


23

a) Agricultura e planejamento do uso da terra: Avaliao da aptido agrcola,

monitoramento da produo agrcola, agricultura de preciso (integrao

SIG/GPS) e predio da eroso do solo.

b) Silvicultura e o gerenciamento da vida silvestre: elaborao de inventrios

florestais, visando controlar os recursos naturais destas reas, tais como madeiras,

fauna, flora, recursos hdricos / mananciais hdricos.

c) Aplicaes Municipais: gerenciamento de Informaes sobre zoneamento,

estradas, escolas, hospitais, segurana pblica, reservas ecolgicas, reas de lazer,

etc. Elaborao de mapa base.

d) Arqueologia: uma das misses em comum dos Parques Nacionais e Reservas

Florestais a proteo de stios arqueolgicos. Tcnicas de Geoprocessamento tem

sido aplicadas tanto para analisar stios conhecidos quanto para predizer a

localizao daqueles ainda no descobertos.

e) Geologia: Integrao de dados Georreferenciados voltados para a explorao

mineral, mapeamento da geologia regional, lineamentos, etc.


24

2 SISTEMAS DE INFORMAO GEOGRFICA

O termo Sistemas de Informao Geogrfica (SIG ou GIS para as iniciais em ingls)

aplicado para sistemas que realizam o tratamento computacional de dados geogrficos. Um

SIG armazena a geometria e os atributos dos dados que esto georreferenciados, isto ,

localizados na superfcie terrestre e representados numa projeo cartogrfica. Os dados

tratados em geoprocessamento tm como principal caracterstica a diversidade de fontes

geradoras e de formatos apresentados (Cmara e De Medeiros, 1996. cap. 1, p. 6).

Para que um SIG cumpra com suas finalidades, h a necessidade de fornecimento de

dados para que esse possa realizar os efeitos de processamento sobre os mesmos, obtendo-se

como resultado informaes legveis aos usurios da aplicao (que devem consequentemente

torn-los compreensveis a todos os interessados no desenvolvimento desta).

2.1 Histrico

Numa viso retrospectiva e prospectiva sobre a tecnologia de SIG, os autores Cmara

e De Freitas (2001), consideram a existncia de trs geraes de sistemas: A primeira gerao,

cujo desenvolvimento se inicia na dcada de 1980, caracteriza-se por sistemas herdeiros da

tradio de cartografia automatizada, cujo suporte de bancos de dados limitado (alguns

podem operar em conjunto com SGBDs (Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados)

tabulares e cujo paradigma tpico de trabalho o mapa (chamado de cobertura ou de plano

de informao). Esta primeira gerao de sistemas foi desenvolvida inicialmente para

ambientes da classe VAX e - a partir de 1985 - para sistemas PC/DOS. A utilizao desta

classe de sistemas principalmente em projetos isolados onde os levantamentos de inventrio,

na maior parte das vezes, no tm a preocupao de gerar arquivos digitais de dados.


25

A segunda gerao de SIGs chegou ao mercado no incio da dcada de 1990 e

caracteriza-se por sistemas concebidos para uso em conjunto em ambientes cliente-servidor.

Usualmente, tais sistemas funcionam acoplados a gerenciadores de bancos de dados

relacionais (como ORACLE e INGRES) e incluem pacotes adicionais para processamento de

imagens. Esta gerao foi tipicamente desenvolvida em ambientes multiplataforma (UNIX,

OS/2, Windows) com interfaces baseadas em janelas.

O final da dcada de 1990, marca o aparecimento de uma terceira gerao de SIGs.

Esta gerao herdeira do enorme interesse dos usurios em redes locais e remotas de

computadores e no uso da internet. Para esta terceira gerao, o crescimento dos bancos de

dados espaciais e a necessidade de seu compartilhamento com outras instituies requer o

recurso a tecnologias como bancos de dados distribudos e federativos. Estes sistemas devem

seguir os requisitos de interoperabilidade, de maneira a permitir o acesso de informaes

espaciais por SIGs distintos. Essas trs geraes de SIGs e suas respectivas caractersticas

esto representadas resumidamente na FIG. 2.

FIGURA 2 Evoluo da Tecnologia de SIG FONTE: Adaptado de Cmara e De Freitas, 2001.

2.1.1 A primeira gerao: CAD cartogrfico

Os sistemas de primeira gerao, entre os quais se situa o SGI/INPE (Instituto

Nacional de Pesquisas Espaciais), so sistemas mais adequados realizao de projetos de

anlise espacial sobre regies de pequeno e mdio porte. Trata-se de sistemas que enfatizam o

aspecto de mapeamento e procuram (na maior parte dos casos) criar um ambiente de trabalho

de rpido aprendizado. Aps definir a rea de trabalho e a projeo cartogrfica a ser


26

utilizada, o sistema j permite a entrada de dados, assemelhando-se assim a ambientes de

CAD.

Por fora de sua concepo, tais ambientes no possuem suporte adequado para

construir grandes bases de dados espaciais. Um problema em especial, que no pode ser

atendido por estes sistemas a manuteno da identidade dos objetos geogrficos entre

projetos de um mesmo banco de dados que cobrem reas geogrficas distintas.

A primeira e natural utilizao dos SIGs na maioria das organizaes como

ferramentas para produo de mapeamento bsico. Seja na montagem de mapas de cadastro

de lotes de um municpio, seja no monitoramento do desflorestamento da Mata Atlntica, este

tipo de trabalho gera, ao final, mapas temticos ou cadastrais (na maior parte dos casos,

inditos). Nestes casos, os SIGs so utilizados como sistemas CAD que possuem a capacidade

de representar projees cartogrficas e de associar atributos a objetos espaciais.

Num pas de dimenso continental como o Brasil, com uma grande carncia de

informaes adequadas para a tomada de decises sobre problemas urbanos e ambientais, esta

maneira de utilizar a tecnologia de Geoprocessamento apresenta uma grande e valiosa

contribuio. Desafortunadamente, muitas instituies usurias de SIG tomam pouco cuidado

em manter uma base de dados digital de seus resultados. Em conseqncia, muitos trabalhos

de grande importncia esto inacessveis, como por exemplo, o projeto SOS Mata Atlntica

que realizou um dos maiores estudos mundiais com a tecnologia de SIG. Foram produzidas

mais de 150 cartas na escala 1:250.000, contendo o levantamento de todos os remanescentes

da floresta tropical original, a partir da foto-interpretao de imagens de satlite. Apesar do

excelente resultado obtido, no houve o cuidado de consolidar os resultados num banco de

dados geogrficos.

2.1.2 A segunda gerao: ambientes cliente-servidor

Sistemas de segunda gerao (como o SPRING/INPE) foram pensados para dar

suporte (total ou parcialmente) a ambientes cliente-servidor, mantendo a continuidade de

informaes entre mapas contguos. Tais sistemas operam normalmente em conjunto com um

gerenciador de bancos de dados relacional, que armazena as informaes descritivas sobre os

objetos geogrficos.

A segunda gerao de SIG apresenta ainda linguagens de consulta, manipulao e

representao de objetos espaciais de grande poder expressivo. As linguagens de consulta so


27

baseadas em SQL (Structured Query Language) e a manipulao de dados geogrficos

baseada em lgebra de mapas.

Em aplicaes como Redes Eltricas ou Telefnicas, a gerncia de dados ainda mais

sofisticada, e inclui tcnicas de controle de transaes (check-in, check-out) e de

integridade (armazenamento de dados nos campos longos dos bancos de dados).

Para aplicaes em meio-ambiente e cadastro, imprescindvel dispor de funes para

o processamento de imagens geradas por satlite e avies. Alguns dos sistemas de segunda

gerao de SIG realizam a integrao entre imagens e dados temticos de forma bastante

adequada.

Apesar dos grandes benefcios do ambiente cliente-servidor para as aplicaes de

Geoprocessamento, seu uso efetivo ainda muito restrito no Brasil. As principais razes so

de ordem institucional. Em primeiro lugar, o uso de ambientes cliente-servidor requer o

concurso de competncia em administrao em Bancos de Dados e em Redes de

Computadores, muitas vezes no disponvel em instituies usurias de Geoprocessamento.

Tambm exige um maior investimento para adquirir, instalar e operar sistemas gerenciadores

de bancos de dados (SGBD) de mercado. Adicionalmente, o grande potencial integrador de

SIG s poder ser exercido quando o sistema se integra ao processo produtivo da corporao.

Isto requer que as bases de dados corporativas sejam transformadas para o mesmo ambiente

de SGBD utilizado pelo SIG, o que pode enfrentar resistncias.

Um excelente exemplo do uso de SIG em ambiente cliente-servidor o sistema

SAGRE (Sistema Automatizado de Gerncia de Rede Externa), desenvolvido pelo CPqD /

TELEBRS (Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicaes /

Telecomunicaes Brasileiras S.A.). A partir do suporte oferecido por um SIG (VISION) e

por um SGBD com campos longos (ORACLE), foram construdas facilidades para operao

e gerenciamento de rede telefnica. Estes ambientes esto sendo instalados nas

concessionrias de telefonia em todo o Brasil.

2.1.3 Requisitos para a prxima gerao de SIG

Para mapear a expectativa de evoluo na rea, o primeiro passo identificar como

vem evoluindo as aplicaes de Geoprocessamento, sob o ponto de vista de gerncia de

dados.


28

A maior parte dos sistemas disponveis comercialmente capaz de resolver

adequadamente os problemas de projetos simples de mapeamento e anlise espacial, mesmo

em ambientes limitados como micro-computadores. No entanto, com a estimulao da

percepo dos problemas ecolgicos, urbanos e ambientais, cresce a necessidade de entender

processos de mudana de forma cada vez mais detalhada. O novo paradigma para sistemas de

geoprocessamento a partir da dcada de 1990 parte de um grande banco de dados geogrficos.

Este banco pode conter dados sobre toda uma cidade de grande porte ou sobre uma grande

regio como a Amaznia, e tem dimenso da ordem de dezenas de gigabytes.

2.2 Estrutura de dados no SIG

Um sistema de informao geogrfica difere dos demais sistemas, pela sua capacidade

de estabelecer relaes espaciais entre elementos grficos. o sistema mais adequado para

anlise espacial de dados geogrficos (Caseira e Salim, 2006).

Essa capacidade conhecida como Topologia, ou seja, o estudo genrico dos lugares

geomtricos, com suas propriedades e relaes. Esta estrutura, alm de descrever a

localizao e a geometria das entidades de um mapa, define relaes de conectividade,

contigidade e pertinncia como mostrados na FIG. 3.

1 2

Conectividad e Contiguida de Pe rtinncia

FIGURA 3 Estrutura de relacionamentos espaciais FONTE: Adaptado de Caseira e Salim, 2006.

A conectividade permite que arcos estejam ligados a outro por ns. A contigidade (ou

adjacncia) permite que arcos possuam direo e lados como esquerda e direita. A pertinncia

permite a avaliao sobre imagens fazendo-se referncia s caractersticas que pertencem a

uma determinada regio no mapa.

Alm dos dados geomtricos e espaciais, o Sistema de Informao Geogrfica

possuem atributos alfanumricos. Os atributos alfanumricos so associados com os


29

elementos grficos, fornecendo informaes descritivas sobre eles. De acordo com Caseira e

Salim (2006), os dados alfanumricos e os dados grficos podem ser armazenados em bases

separadas1, sendo que para alguns sistemas, o banco de dados espacial e os atributos so

rigidamente distintos. Para outros, so integrados em uma entidade simples, chamada de

coverage (que em portugus denota cobertura).

Os programas para SIG so projetados de modo a permitir exames de rotina em ambas

as bases grficas e alfanumricas, simultaneamente. O usurio capaz de procurar

informaes e associa-las s entidades grficas e vice-versa. Perguntas do tipo: Quais lotes

da parte leste da cidade so maiores que um hectare e destinado ao uso industrial podem ser

solucionadas pelo sistema. A resposta pode ser dada atravs da listagem dos nmeros dos

lotes ou da identificao dos lotes no mapa da cidade.

Caseira e Salim (2006, p. 4), ainda ressalta que um SIG deve reunir as seguintes

caractersticas:

Ter capacidade para coletar e processar dados espaciais obtidos a partir de fontes

diversas, tais como: levantamentos de campo (incluindo o sistema GPS), mapas

existentes, fotogrametria, sensoriamento remoto e outros;

Armazenar, recuperar, atualizar e corrigir os dados processados de uma forma

eficiente e dinmica;

Permitir manipulaes realizao de procedimentos de anlise dos dados

armazenados, com possibilidade de executar diversas tarefas, tais como: alterar a

forma dos dados atravs de regras de agregao definidas pelo usurio, ou produzir

estimativas de parmetros e restries para modelo de simulao e gerar

informaes rpidas a partir de questionamentos sobre os dados e suas inter-

relaes. Os dados utilizados em SIG podem ser divididos em dois grandes grupos:

Dados grficos: espaciais ou geogrficos, que descrevem as caractersticas

geogrficas da superfcie (forma e posio) e;

Dados no grficos: alfanumricos ou descritivos, que descrevem os

atributos destas caractersticas.

1 Alguns autores como Cmara e De Medeiros (1996, p. 7) definem que dentre as principais caractersticas de um SIG, est a capacidade de inserir e integrar, numa nica base de dados, informaes espaciais provenientes de dados cartogrficos, dados censitrios e cadastro urbano e rural, imagens de satlite, redes e modelos numricos de terreno.


30

Ter capacidade para controlar a exibio e sada de dados em ambos os formatos,

grfico e tubular. A FIG. 4 ilustra a estrutura de dados de um SIG.

FIGURA 4 Estrutura de dados de um SIG FONTE: Adaptado de Caseira e Salim, 2006.

Os sistemas de Informaes Geogrficas carregam tambm certas exigncias quanto

qualidade dos dados que ele deve receber para poder cumprir todo o seu potencial. Destacam-

se os principais objetos geogrficos onde os SIGs requerem padres definidos (Borges e

Fonseca, 2000):

Pontos (ou ns): esta representao onde os SIGs e a cartografia tradicional mais

coincidem. Ambos representam estas entidades como smbolos, embora os SIGs

possam variar esta representao com mais facilidade mudando-a de acordo com

dados alfanumricos ou outros parmetros. Exemplo: identificao de localizaes

especficas, como departamentos, focos de incidncia de doenas, etc.;

Os arquivos de dados so organizados por temas e mapas

Elementos Topolgicos


31

Linhas: trata-se de uma representao mais delicada, j que geralmente a

representao cartogrfica tradicional preocupa-se excessivamente com o efeito

visual da representao e os SIGs necessitam de uma linha bem definida do ponto

de vista geogrfico deixando a representao grfica para uma fase posterior.

Exemplo: rios e ramificaes de seus cursos;

reas (ou polgonos): devem ser definidas de maneira precisa e absoluta para que

possam ser usadas anlise espaciais. Exemplo: identificao de regies; reas

territoriais e habitacionais, lagos, etc.;

Textos: podem variar segundo a escala e posio geogrfica nos Sistemas de

Informaes Geogrficas. Exemplo: utilizado geralmente para nomenclatura das

demais categorias citadas.

2.3 Requisitos para a armazenagem de Dados em SIG

O requisito para armazenar a geometria dos objetos geogrficos e de seus atributos

representa uma dualidade bsica para SIGs. Para cada objeto geogrfico, o SIG necessita

armazenar seus atributos e as vrias representaes grficas associadas. Devido a sua ampla

gama de aplicaes, que inclui temas como agricultura, floresta, cartografia, cadastro urbano e

redes de concessionrias (gua, energia e telefonia), h pelo menos trs grandes maneiras de

utilizar um SIG:

Como ferramenta para produo de mapas;

Como suporte para anlise espacial de fenmenos;

Como um banco de dados geogrficos, com funes de armazenamento e

recuperao de informao espacial.

Estas trs vises do SIG so antes convergentes que conflitantes e refletem a

importncia relativa do tratamento da informao geogrfica dentro de uma instituio:

Os sistemas de informao geogrfica so, na atualidade, um importante instrumental para os pesquisadores envolvidos em cincias espaciais. A utilizao de SIGs em associao com uma metodologia de pesquisa permite o desenvolvimento de pesquisas nas mais variadas vertentes, desde processos erosivos at violncia urbana, entre outras. Os SIGs, assim como qualquer programa de computador, so compostos por algoritmos, transcritos em uma linguagem de programao, que so


32

posteriormente compilados, ou seja, traduzidos para linguagem de mquina, a chamada binria (Ramos, 2005, p. 59).

Os SIGs como todos os modernos sistemas de computao usam de forma extensiva

os recursos grficos hoje disponveis em computao. Estes recursos so usados no s na

comunicao direta com o usurio do sistema atravs de dilogos e uso de perifricos para a

entrada de dados no sistema, mas tambm para a exibio de informases armazenadas nas

bases de dados geogrficas.

Os dados existentes de um SIG podem ser exibidos dependendo de sua natureza com

variaes de cor, forma, padres de preenchimento. Esta diversidade de representaes pode

variar segundo os dados alfanumricos associados ao objeto geogrfico. Pode tambm seguir

padres de acordo com sua localizao geogrfica ou proximidade a outros objetos

geogrficos.

2.4 Formas de aquisio de dados para SIG Para que um SIG possa cumprir com suas finalidades, faz-se necessria a obteno de

dados para que possa realizar as operaes de processamento e decorrente obteno de

informaes passveis de serem avaliadas. A aquisio de dados em Geoprocessamento deve

partir de uma definio clara dos parmetros, indicadores e variveis que sero necessrios ao

projeto a ser implementado. Deve-se verificar a existncia de destes dados nos rgos

apropriados, tais como: IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica), INPE, DSG

(Diretoria de Servio Geogrfico), Centro Nacional de Pesquisa em Solos (CNPS -

EMBRAPA), prefeituras e outros. A ausncia de dados implica em esforo para a sua

obteno que depender de custos, prazos e processos disponveis para aquisio (Caseira e

Salim, 2006).

Das principais formas de aquisio de dados para a sua decorrente utilizao em SIG e

aplicaes de Geoprocessamento so descritas ainda por Caseira e Salim (2006) e

apresentadas a seguir:

A digitalizao um dos processos mais utilizados para a aquisio de dados j

existentes. Como os custos para a gerao costumam ser significativos, deve-se

aproveitar ao mximo possvel os dados analgicos convertendo-os para a forma

digital atravs de digitalizao manual ou automtica;


33

A fotogrametria muito utilizada na gerao de dados cartogrficos. Durante

muitos anos, era a nica forma de mapeamento para grandes reas. Com a

evoluo da informtica e das tcnicas de processamento digital de imagens,

surgiu a fotogrametria digital;

O sensoriamento remoto (visto no prximo captulo) que emergiu com a

capacidade impressionante de gerao de dados na qual sistemas orbitais com

sensores de alta resoluo, imageando periodicamente a Terra, combinados com o

processamento de imagens, oferecem diversas possibilidades de extrao de

informaes e anlises temporais;

O GPS apesar de ter sido criado para finalidades nada nobres, revelou-se um

sistema extremamente preciso e rpido para posicionamento e mapeamento,

apoiando tambm a fotogrametria e o sensoriamento remoto.


34

3 SENSORIAMENTO REMOTO

A seguir sero abordadas neste captulo algumas das mais importantes definies

relacionadas ao sensoriamento remoto com uma abordagem de suas principais propriedades e

caractersticas.

3.1 Definio

A definio de Sensoriamento remoto descrita pela utilizao de sensores para a

captao e aquisio de informaes referentes a objetos ou outros fenmenos relacionados ao

mesmo sem que haja um contato direto entre os meios em questo (INPE, 2006).

Sensores so dispositivos capazes de detectar e registrar a radiao eletromagntica,

em determinada faixa do espectro eletromagntico, e gerar informaes que possam ser

transformadas num produto passvel de interpretao, quer seja na forma de imagem, na

forma grfica ou de tabelas (Moreira, 2001).

Para um melhor entendimento faz-se necessria a definio de Sensores e Energia

que esto intimamente ligadas ao conceito deste captulo e que so mostradas a seguir:

Sensores: so equipamentos capazes de coletar energia proveniente do objeto,

convert-la em sinal passvel de ser registrado e apresent-lo em forma adequada

extrao de informaes.

Energia: na grande maioria das vezes a energia eletromagntica ou radiao

eletromagntica.

Por fim, conclui-se a definio mais formal e sucinta que sensores remotos so

sistemas fotogrficos ou ptico-eletrnicos capazes de detectar e registrar, sob a forma de


35

imagens ou no (exemplo: curvas espectrais), o fluxo de energia radiante refletido ou emitido

por objetos distantes (INPE, 2006).

3.2 Radiao Eletromagntica

A radiao que incidida sobre a superfcie de outra matria, pode ser refletida,

absorvida ou transmitida. Toda matria a uma temperatura superior a zero absoluto (0 K ou -

273 C) emite radiao eletromagntica, como resultado de suas oscilaes atmicas e

moleculares. Quando a radiao que incide sobre a matria absorvida, a energia

geralmente remitida, em diferentes comprimentos de onda. Os processos de emisso,

absoro, reflexo e transmisso ocorrem simultaneamente e de acordo com suas intensidades

caracterizada a matria da qual se est realizando a investigao. De acordo com suas

propriedades fsicas e qumicas, estes processos podem ocorrer com diferentes intensidades

sobre o mesmo e em diferentes regies do espectro2. Tal comportamento espectral das

diversas substncias envolvidas denominado de Assinatura Espectral e utilizado em

Sensoriamento Remoto para que se possa fazer a distino dos diversos materiais que esto

sendo avaliados. A FIG. 5 apresenta a relao Freqncia (Frequency) x Comprimento de

Onda (Wavelength) da composio do Espectro Eletromagntico, sendo em seguida realizada

uma abordagem sobre os componentes do mesmo apresentada em INPE (2006).

FIGURA 5 Composio do espectro Eletromagntico FONTE: Adaptado de IF/UFRJ, 2007.

2 Padro produzido quando so separadas radiaes eletromagnticas nos seus comprimentos de onda constituintes (freqncias).


36

a) Ondas de rdio (Radio): baixas freqncias e grandes comprimentos de onda. So

utilizadas para comunicao a longa distncia.

b) Microondas (Microwave): faixa de 1mm a 30cm ou 3x1011 a 3x109 Hz. Pode-se

gerar feixes de radiao eletromagntica altamente concentrados, chamados

radares. Por serem pouco atenuados pela atmosfera, ou por nuvens, permitem o

uso de sensores de microondas em qualquer condio de tempo.

c) Infravermelho (Infrared): grande importncia para o Sensoriamento Remoto.

Engloba radiao com comprimentos de onda de 0,75um a 1,0mm. A radiao I.V.

facilmente absorvida pela maioria das substncias (efeito de aquecimento).

d) Visvel (Visible): Radiao capaz de produzir a sensao de viso para o olho

humano normal. Pequena variao de comprimento de onda (380 a 750nm).

Importante para o Sensoriamento Remoto, pois imagens obtidas nesta faixa,

geralmente, apresentam excelente correlao com a experincia visual do

intrprete.

e) Ultravioleta (Ultraviolet): extensa faixa do espectro (10nm a 400nm). Pelculas

fotogrficas so mais sensveis radiao ultravioleta do que a luz visvel. Uso

para deteco de minerais por luminescncia e poluio marinha. Forte atenuao

atmosfrica nesta faixa se apresenta como um grande obstculo na sua utilizao.

f) Raios X (X-Ray): Faixa de 1Ao a 10nm (1Ao = 10-10m). So gerados,

predominantemente, pela parada ou freamento de eltrons de alta energia. Por se

constituir de ftons de alta energia, os raios-X so altamente penetrantes, sendo

uma poderosa ferramenta em pesquisa sobre a estrutura da matria.

g) Raios-GAMA (Gamma Rays): so os raios mais penetrantes das emisses de

substncias radioativas. No existe, em princpio, limite superior para a freqncia

das radiaes gama, embora ainda seja encontrada uma faixa superior de

freqncia para a radiao conhecida como raios csmicos.

3.3 Componentes de um sistema sensor

A FIG. 6 apresenta os componentes integrantes de um sistema sensor e suas

respectivas descries:


37

FIGURA 6 Componentes de um Sistema Sensor FONTE: Adaptado de Moreira, 2001.

Coletor: recebe a energia atravs de uma lente, espelho, antenas, etc...

Detetor (Detector): capta a energia coletada de uma determinada faixa do

espectro;

Processador: Processa o sinal registrado (revelador, amplificao, etc...)

atravs do qual se obtm o produto;

Produto: contm a informao necessria ao usurio.

3.4 Identificao dos tipos de sistemas sensores

Os sistemas sensores podem ser classificados em funo da fonte de energia ou em

funo do tipo de produto que produz, obedecendo portanto a seguinte ordem classificatria

(INPE, 2006)3:

3.4.1 Em funo da fonte de energia:

Passivos: no possuem fonte prpria de radiao. Mede radiao solar refletida

ou radiao emitida pelos alvos. Ex.: Sistemas fotogrficos.

Ativos: possuem sua prpria fonte de radiao eletromagntica, trabalhando

em faixas restritas do espectro. Ex.: Radares.

A seguir, a FIG. 7 apresenta uma ilustrao desses conceitos para maior entendimento.

3 Alguns autores utilizam a classificao baseada em trs caractersticas especficas abordadas separadamente, quanto: (1) fonte de radiao, (2) Ao princpio de funcionamento e (3) Ao tipo de produto.


38

FIGURA 7 Ilustrao de um Sensor Passivo e outro Ativo FONTE: Adaptado de Moreira, 2001.

3.4.2 Em funo do tipo de produto:

De acordo com INPE (2006) so classificados como:

No-imageadores: no geram imagem da superfcie sensoriada. Ex.:

Espectrorradimetros (assinatura espectral) e radimetros (sada em dgitos ou

grficos). Essenciais para aquisio de informaes precisas sobre o

comportamento espectral dos objetos.

Imageadores: obtm-se uma imagem da superfcie observada como resultado.

Fornecem informaes sobre a variao espacial da resposta espectral da

superfcie observada. Os sistemas imageadores podem ser divididos em:

Sistema de quadro (freming systems): adquirem a imagem da cena

em sua totalidade num mesmo instante. Ex.: RBV;

Sistema de varredura (scanning systems): a imagem da cena

formada pela aquisio seqencial de imagens elementares do terreno

ou elemento de resoluo, tambm chamado de pixel. Ex.: TM,

MSS, SPOT4.

Sistema fotogrfico: Fcil de operar. Limitada capacidade de captar a

resposta espectral (filmes cobrem somente o espectro entre ultravioleta

prximo ao infravermelho distante). Limita-se as horas de sobrevo e

4 A exemplificao desse sistema ser realizada no prximo tpico quando ento, falar-se- dos tipos de imageadores do Landsat.


39

devido a fenmenos atmosfricos no permitem freqentemente

observar o solo a grandes altitudes.

A TAB. 1 apresenta uma anlise comparativa dos sensores fotogrficos e

imageamentos por varredura.

TABELA 1 Anlise comparativa dos sensores fotogrficos e imageamentos por varredura

Imageamento por sensores fotogrficos

Imageamento por sensores de varredura

Resoluo geomtrica

alta mdia

Resoluo espectral

mdia alta

Repetitividade baixa alta

Viso sinptica baixa alta

Base de dados analgica digital

FONTE: Adaptado de INPE, 2006.

3.5 Exemplos de sistemas sensores

Os sistemas orbitais para monitoramento terrestre incluem centenas de satlites,

sensores e programas espaciais. Foram selecionados dois dos principais satlites utilizados em

agricultura e meio ambiente

Primeiramente faz-se necessria a compreenso de caractersticas que so comuns a

todos os satlites aqui citados. De acordo com o disposto em INPE (2006), os sistemas

sensores orbitais exploram as caractersticas de uma plataforma embarcada em uma rbita que

deve ser:

Circular, para garantir que as imagens tomadas em diferentes regies da Terra

tivessem a mesma resoluo e escala;

Permitir o imageamento cclico da superfcie, para garantir a observao

peridica e repetitiva dos mesmos lugares;


40

Ser sncrona com o Sol (heliossncrono), para que as condies de iluminao

da superfcie terrestre se mantivessem constantes;

Horrio da passagem do satlite deve atender s solicitaes de diferentes reas

de aplicao (geologia, geomorfologia, agricultura, etc.).

3.5.1 Landsat

O Programa Landsat (Land Remote Sensing Satellite) desenvolvido pela NASA

(National Aeronautics and Space Administration) o mais longo empreendimento em

funcionamento para a aquisio de imagens da Terra do espao. O primeiro satlite foi

lanado em 1972. O mais recente, o Landsat 7, foi lanado em 15 de Abril de 1999. O satlite

foi criado para ser capaz de monitorar e realizar o mapeamento das feies da superfcie

terrestre a partir do espao. Tem uma resoluo de 30m e a rea imageada de uma faixa de

185 km, recortada em cenas de 185 km x 170 km. O satlite est a uma altitude de 705 km e

velocidade equivalente a 7,7 km/seg. no solo.

Foram desenvolvidos sete satlites no programa Landsat, mas, apenas um continua em

funcionamento estando os outros seis j inativos. Os satlites Landsat 1 e 2 com dois sistemas

sensores com a mesma resoluo espacial, mas diferentes concepes de imageamento: o

sistema RBV, com imageamento instantneo de toda a cena e o sistema MSS, com

imageamento do terreno por varredura de linhas (line-scanner).

O Landsat 3, com sistema RBV modificado, provendo dados com melhor resoluo

espacial em uma nica faixa do espectro e uma faixa espectral adicionada ao sistema MSS,

para operar na regio do infravermelho termal.

A partir do Landsat 4 e 5, ao invs do sensor RBV, a carga til do satlite passou a

contar com o sensor TM (Thematic Mapper), operando em 7 faixas espectrais. Esse sensor

conceitualmente semelhante ao MSS, mas incorpora aperfeioamentos nos componentes

pticos e nos componentes eletrnicos. A FIG. 8 apresenta uma imagem do satlite Landsat

(INPE, 2006).


41

FIGURA 8 Satlite Landsat FONTE: Batistella et al., 2004.

A TAB. 2 e o QUADRO 1 apresentam as definies dos tipos de imageadores

abordados e as principais caractersticas do Landsat, respectivamente.

TABELA 2 Tipos de imageadores do Landsat

FONTE: Adaptado de INPE, 2006.


42

QUADRO 1 - Caractersticas do Landsat Misso Land Remote Sensing Satellite (Landsat)

Instituio Responsvel

NASA (National Aeronautics and Space Administration)

Pas/Regio Estados Unidos

Satlite LANDSAT

1 LANDSAT

2 LANDSAT

3 LANDSAT

4 LANDSAT

5 LANDSAT

6 LANDSAT

7

Lanamento 27/7/1972 22/1/1975 5/3/1978 16/7/1982 1/3/1984 5/10/1993 15/4/1999

Situao Atual Inativo (06/01/1978) Inativo

(25/02/1982) Inativo

(31/03/1983) Inativo (1993) em atividade

Inativo (05/10/1993)

Inativo (2003)

rbita Polar, Circular

e heliossncrona

Polar, Circular e

heliossncrona

Polar, Circular e

heliossncrona

Polar, Circular e

heliossncrona

Polar, Circular e

heliossncrona s.d.

Polar, Circular e

heliossncrona

Altitude 917 km 917 km 917 km 705 km 705 km s.d. 705 km

Inclinao 99 99 99 98,20 98,20 s.d. 98,3

Tempo de Durao da

rbita 103,27 min 103,27 min 103,27 min 98,20 min 98,20 min s.d. 98,9 min

Horrio de Passagem

9:15 A.M. 9:15 A.M. 9:15 A.M. 9:45 A.M. 9:45 A.M. s.d. 10:00 A.M.

Perodo de Revisita

18 dias 18 dias 18 dias 16 dias 16 dias s.d. 16 dias

Instrumentos Sensores

RBV e MSS RBV e MSS RBV e MSS MSS e TM MSS e TM ETM ETM+

Legenda: s.d. = sem dados/informaes. FONTE: Adaptado Batistella et al., 2004.

3.5.2 SPOT

Programa francs semelhante ao programa Landsat, concebido pelo CNES (Centre

National d'Etudes Spatiales) com dois sensores de alta resoluo (HRV - Haut Resolution

Visible) a bordo. Estes sensores foram concebidos para operarem no modo multiespectral

(aquisio de dados em trs faixas do espectro eletromagntico com uma resoluo espacial

de 20 metros5) e no modo pancromtico com uma banda de resoluo espacial de 10 metros.

Uma das caractersticas marcantes dos instrumentos a bordo do SPOT (FIG. 9) a

possibilidade de observao off-nadir (apontamento direcional). O sensor poder ser

direcionado de modo a observar cenas laterais rbita em que se encontra inserido o satlite

em dado momento. Esta possibilidade de observao off-nadir aumenta os meios de obter-

se um aumento no recobrimento repetitivo de determinadas reas. Outra vantagem da visada

off-nadir a possibilidade de serem obtidos pares estereoscpicos de determinadas reas.

A luz proveniente da cena atinge um espelho plano, que pode ser controlado a partir

das estaes terrenas variando em ngulos de +/- 0,6 at 27o em relao ao eixo vertical. A

5 A resoluo espacial mede a menor separao angular ou linear entre dois objetos. Por exemplo, uma resoluo de 20 metros implica que objetos distanciados entre si a menos que 20 metros, em geral no sero discriminados pelo sistema.


43

energia que atinge o espelho plano focalizada sobre uma matriz linear de detectores do tipo

CCD (Charge-Coupled Device). Cada matriz consiste em 6000 detectores arranjados

linearmente, formando o que se convenciona chamar de push-broom scanner ou sistema de

varredura eletrnica. Este sistema permite o imageamento instantneo de uma linha completa

no terreno, perpendicularmente direo de deslocamento do satlite em sua rbita (INPE,

2006). O QUADRO 2 apresenta caractersticas do satlite SPOT.

FIGURA 9 - Satlite SPOT FONTE: Batistella et al., 2004.

QUADRO 2 - Caractersticas do SPOT Misso Satellite pour l'Observation de la Terre (SPOT)

Instituio Responsvel

Centre National d'Etudes Spatiales - CNES

Pas/Regio Estabelecido por iniciativa do governo francs em 1978,

com a participao da Sucia, Blgica e Itlia. Satlite SPOT-1 SPOT-2 SPOT-3 SPOT-4 SPOT-5

Lanamento 22/2/1986 22/1/1990 26/9/1993 24/3/1998 4/5/2002

Situao Atual Inativo (nov/2003) Ativo Inativo (14/11/1996) Ativo Ativo

rbita Circular,

heliossncrona e polar

Circular, heliossncrona e

polar


polar


polar Circular, heliossncrona e polar

Altitude 823 km 823 km 823 km 832 km 832 km

Inclinao 98 98 98 98 98

Tempo de Durao da rbita

101,4 min 101,4 min 101,4 min 101,4 min 101,4 min

Horrio de Passagem

10:30 A.M. 10:30 A.M. 10:30 A.M. 10:30 A.M. 10:30 A.M.

Perodo de Revisita 26 dias 26 dias 26 dias 26 dias 26 dias

Instrumentos Sensores

HRV HRV HRV HRVIR e

VEGETATION HRG, HRS VEGETATION-2

FONTE: Adaptado de Batistella et al., 2004.


44

3.6 Imagem digital

Uma imagem digital pode ser definida por uma funo bidimensional, da intensidade

de luz refletida ou emitida por uma cena, na forma I(x,y), onde os valores de I representam, a

cada coordenada espacial (x,y), a intensidade da imagem nesse ponto. Essa intensidade

representada por um valor inteiro, no-negativo e finito.

A cada ponto imageado pelos sensores, corresponde a uma rea mnima denominada

pixel (picture cell), que deve estar geograficamente identificado, e para o qual so

registrados valores digitais relacionados a intensidade de energia refletida em faixas (bandas)

bem definidas do espectro eletromagntico.

O processo de digitalizao de uma imagem no-digital (imagem contnua)

corresponde a uma discretizao (ou amostragem) da cena em observao, atravs da

superposio de uma malha hipottica, e uma atribuio de valores inteiros (os nveis de

cinza) a cada ponto dessa malha (processo chamado de quantizao).

Em satlites como o Landsat e SPOT, o sinal eltrico detectado em cada um de seus

canais, convertido ainda a bordo do satlite, por um sistema analgico/digital, e a sada

enviada para as estaes de recepo via telemetria. As imagens destes satlites so

amostradas com um nmero grande de pontos (as imagens do sensor Thematic Mapper do

satlite Landsat possuem mais de 6000 amostras por linha). Alm disso, tais imagens tm a

caracterstica de serem multiespectrais, no sentido de constiturem uma coleo de imagens de

uma mesma cena, num mesmo instante, obtida por vrios sensores com respostas espectrais

diferentes (INPE, 2006).


45

4 MODELAGEM DE DADOS GEOGRFICOS

Este captulo apresenta a abordagem de conceitos de modelagem de dados

geogrficos, suas diferentes representaes em um SIG, alm de uma viso geral do processo

de modelagem.

4.1 Representao de dados

Os dados em SIG representam objetos do mundo real (tais como: estradas, uso de

terra, altimetria) atravs de dados digitais. Tais objetos podem ser divididos em duas formas

de abstrao: fenmenos discretos, ou seja, distintos, fenmeno ou atributo que ocorre em

localizaes distintas e um espao vazio entre essas localizaes (exemplo: a populao

urbana, pois estando esta concentrada em reas urbanas, constitui vazios em reas rurais, a

produo agrcola de diferentes produtos, j que os cultivos variam ao longo do espao) e

fenmenos contnuos, ou seja, fenmenos que ocorrem continuamente ao longo do espao,

sem interrupo [...], um fenmeno ou atributo contnuo ocorre em todo lugar embora seu

valor varie (Ramos, 2005), como a precipitao pluviomtrica, temperatura, presso

atmosfrica).

H duas formas de representaes computacionais para se armazenar dados espaciais

em um SIG para ambas as abstraes: Vetorial (Vector) e Matricial (Raster). Para dados

alfanumricos existem dois tipos de representao: atravs de atributos de dados espaciais e

atributos Georreferenciados.

4.1.1 Representao Vetorial


46

Na representao vetorial, a representao de um elemento ou objeto uma tentativa

de reproduzi-lo o mais e exatamente possvel. Qualquer entidade ou elemento grfico de um

mapa reduzido a trs formas bsicas: pontos, linhas e reas (ou polgonos). Deve-se ressaltar

mais uma vez a importncia da topologia na concepo de um SIG. A topologia define as

relaes invariantes a rotao, translao e escala entre as entidades grficas no mapa, como a

adjacncia, a proximidade e a pertinncia (Cmara e De Medeiros, 1996).

As FIG. 10 e 11 ajudam no entendimento dos conceitos de representao vetorial aqui

abordados.

FIGURA 10 Composio de cores sinttica da Imagem Temtica do Satlite Landsat 7 tirada do Distrito Federal da cidade de Braslia.

FONTE: Banco de dados disponibilizado pelo INPE, 2007.

Nesta primeira imagem (FIG. 10), identificam-se reas de ocupao urbana, reas

verdes e parte do lago Parano, responsvel pela irrigao e abastecimento das mesmas.

J na FIG. 11, aps a realizao dos trabalhos de vetorizao para o cadastro urbano

realizado sobre a FIG. 10, podem ser avaliadas as caractersticas referentes aos objetos

identificados (quadras, blocos ou quarteires), sendo posteriormente possvel a avaliao de

dados caractersticos de cada objeto como o apresentado no Relatrio de Dados da quadra


47

com o Rtulo SQN-416 atravs da identificao do Plano de informao, Tipo do objeto,

Cdigo de identificao (ID), Nome, Rtulo, rea, Permetro, Localizao relativa (ASA),

Uso, Nmero de imveis, Populao e Renda.

FIGURA 11 Representao vetorial do cadastro urbano pela utilizao de pontos, linhas, objetos e texto com a

apresentao do Relatrio de Dados FONTE: Banco de dados disponibilizado pelo INPE.

4.1.2 Representao Matricial ou Raster

Este formato implica em uma matriz (como o prprio nome indica) de clulas s quais

esto associados valores que permitem que objetos possam ser reconhecidos sob a forma de

imagem digital. Cada uma dessas clulas recebe a denominao de pixel (ou clula de

imagem) e enderevel pelo par de suas coordenadas: linha e coluna. Assim possvel

associar o par de coordenadas da matriz (linha e coluna) ao par de coordenas espaciais (x e y,

ou latitude e longitude) de uma imagem sobre a qual se esteja trabalhando. Cada pixel est

associado a um valor que por fim se associa a definio de cor pelo uso das bandas de cores

RGB (Red, Green e Blue, em portugus: Vermelho, Verde e Azul respectivamente) para a

apresentao na tela ou impresso.


48

A FIG. 12 mostra o mesmo mapa sendo representado em diferentes resolues para as

quais a suas respectivas clulas admitem diferentes tamanhos reproduzindo diferentes reas de

um terreno.

FIGURA 12 Diferentes representaes matriciais para um mapa FONTE: Adaptado de Cmara e De Medeiros, 1996.

Como o mapa do lado esquerdo possui uma resoluo quatro vezes menor que o do

mapa do lado direito, as avaliaes de reas e distncias sero bem menos exatas que no

primeiro. Em contrapartida, o espao de armazenamento necessrio para o mapa da direita

ser quatro vezes maior que o da esquerda. Os dados so codificados, clula a clula,

atribuindo a cada uma o cdigo correspondente a uma classe referente ao fenmeno estudado.

Para fazer isto, necessrio estabelecer um critrio a ser obedecido em toda a operao. Pode-

se, por exemplo, atribuir a cada clula o cdigo da classe sobre a qual estiver o centro da

quadrcula. Outra possibilidade adotar-se o critrio da maior ocorrncia. Neste caso, o

cdigo corresponde ao da classe que ocupar a maior parte da clula (Cmara e De Medeiros,

1996).

A relao de vantagens e desvantagens dos formatos de representao Matricial e

Vetorial pode ser avaliada pela TAB. 3.


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TABELA 3 Relao Vantagens x Desvantagens das representaes Matricial e Vetorial

Tipo de dado Vantagem Desvantagem

Matricial (Raster)

Estrutura de dados simples Requer grande espao de armazenamento

Compatvel com dados obtidos por Scanner ou Sensor Remoto

Depende da resoluo do pixel o produto final pode no ser satisfatrio

Procedimentos simples de anlise espacial

Transformao de Sistemas de Projeo mais complexa Maior dificuldade para representar relaes topolgicas

Vetorial

Requer pouco espao de armazenamento

Estrutura de dados mais complexa

Facilidade na representao das relaes topolgicas

priori no compatvel com dados obtidos por sensores remotos

Produto Final superior aos produzidos manualmente

Software e Hardware so frequentemente mais caros

Permite criao de overlays (sobreposies) sobre imagens

Anlise espacial mais complexa

FONTE: Adaptado de Caseira e Salim, 2006.

4.2 Representao de dados alfanumricos

De acordo com Caseira e Salim (2006), a representao de dados alfanumricos

(compostos de letras e nmeros) que normalmente caracterizam atributos ou propriedades dos

objetos identificados subdividida em dois tipos: atributos de dados espaciais e atributos

Georreferenciados.

No primeiro caso, estes atributos fornecem informaes descritivas acerca de

caractersticas de algum dado espacial. Esto ligados aos elementos espaciais atravs de

identificadores comuns, normalmente chamados de geocdigos, que esto armazenados

tanto nos regis

geoprocessamento - conceitos e aplicações

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