aula 02 - introducao ao geoprocessamento

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G

EOPROCESSAMENTO

A

PLICADO À

A

GRONOMIA  

A

ULA

1 de outubro de 2015 Prof. Esp. Vinicius Melo Nogueira Silva 2

EMENTA

1. Geoprocessamento:a) Definiçãob) Históricoc) Principais aplicações

2. Caracterização de dados geográficos.

3. Campos e objetos geográficos.4. Sensoriamento remoto.5. Sistema de Informações Geográficas (SIG).6. Armazenamento de dados geográficos;7. Softwares aplicados para geoprocessamento.

1. IDENTIFICAÇÃO

Disciplina: Geoprocessamento Aplicado Semestre: 5º

Créditos: 2.0.2.0 Carga Horária: 60h Período Letivo: 2015/1Docente Responsável: Vinicius Melo Nogueira Silva

E-mail: vinicius@alfatec.net.br Fone: (66) 9235 0200

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INTRODUÇÃO AOGEOPROCESSAMENTO

Rosangela Sampaio Reis

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Introdução ao Geoprocessamento

• Conceitos básicos

• Componentes de um SIG

• Entrada de Dados em Geoprocessamento

•

Análises Espaciais• Aplicações do Geoprocessamento

Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo Breunig

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CONCEITOS BÁSICOS

Rosangela Sampaio Reis

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Conceitos básicos

• Geoprocessamento

• Geotecnologias

• Sistemas de Informação Geográfica - SIG

Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

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Geoprocessamento

• Conjunto de procedimentos que lidam com dados georreferenciados e cujaárea de atuação envolve a coleta e o tratamento da informação espacial,assim como o desenvolvimento e uso de sistemas e aplicações;

• Conjunto de técnicas e metodologias relacionadas a coleta,

armazenamento e tratamento de informações espaciais ougeorreferenciadas para serem utilizadas em sistemas específicos que dealguma forma se utiliza do espaço físico geográfico;

• É a disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas ecomputacionais para o tratamento de informações geográficas.

• Essas atividades são executadas por sistemas chamados de Sistemas deInformação Geográfica (SIG ou GIS (inglês)  – Geographic InformationSystems).

Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

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Geoprocessamento

Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

Armazenamento

CartografiaSensoriamento RemotoFotogrametriaTopografiaGNSSDados alfanuméricos

Coleta

Banco de dados

Tratamento e análise

Modelagem de dadosGeoestatísticaAritmética lógicaAnálise de redesAnálise topológicaReclassificação

SIG - GISCADUso integrado

Conjunto de técnicasrelacionadas aotratamento da

informação espacial

     G    e

    o    p    r    o    c    e    s    s    a    m

    e    n    t    o

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Geotecnologias

•Conceito mais atual:• Conjunto de tecnologias para coleta, processamento, análise e

disponibilização de informação com referência geográfica;

• As geotecnologias são compostas por soluções em hardware, software e

peopleware que juntos se constituem em poderosas ferramentas paratomada de decisão;

• As geotecnologias estão entre os três mercados emergentes maisimportantes da atualidade, junto com a nanotecnologia e abiotecnologia (Revista Nature, jan2004);

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HISTÓRICO

Rosangela Sampaio Reis

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•Em Londres, 1854  – grave epidemia de cólera,doença sobre a qual na época não se conhecia

a forma de contaminação.

•Numa situação aonde já haviam ocorrido maisde 500 mortes, o doutor John Snow teve um

“estalo”: colocar no mapa da cidade alocalização dos doentes de cólera e do poçosde água.

Evolução Histórica do Geoprocessamento

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Evolução Histórica do Geoprocessamento

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•Com a espacialização dos dados, o doutor Snowpercebeu que a maioria dos casos estavaconcentrada em torno do poço da   “Broad  Street”

e ordenou a sua lacração, o que contribuiu emmuito para conter a epidemia.

•Este caso forneceu evidência empírica para ahipótese (depois comprovada) de que o cólera étransmitido por ingestão de água contaminada.

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•Anos 50:•Ocorreu a primeira tentativa de automatizar parte

do processamento de dados espaciais.

• Inglaterra e nos Estados Unidos, com objetivo dereduzir custos com produção e manutenção demapas.

•A precariedade da informática na épocaimpossibilitou que estes sistemas fossemconsiderados sistemas de informação.

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•

Anos 60:•Surgiram os primeiros Sistemas de Informação

Geográfica no Canadá. Faziam parte de umprograma governamental para criar inventáriode recursos naturais.

•Grande dificuldade de utilização:•

Falta de monitores gráficos com altaresolução•Computadores caros

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•Anos 60:

•Falta de mão-de-obra especializada,

•Falta de softwares comerciais,

•Pouca capacidade de armazenamento,

•Baixa velocidade de processamento e,

•Falta de dinheiro.

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•Anos 70:

•Desenvolvimento de software comerciais.

•Criação da expressão Geographic Information

System (Sistema de Informação Geográfica)

•

Primeiros programas comerciais de CAD(projeto assistido por computador), base paraos primeiros sistemas de cartografiaautomatizada.

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•Anos 70:

•Desenvolvimento de alguns fundamentos

matemáticos voltados para a cartografia.

•Devido aos custos e ao fato desses sistemasainda utilizarem exclusivamente apenas

computadores de grande porte, somentegrandes organizações tinham acesso àtecnologia.

Evolução Histórica do Geoprocessamento

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•Anos 80:

•Representa o momento quando a tecnologia desistemas de informação geográfica inicia umperíodo de acelerado crescimento que dura atéos dias de hoje, até então limitados pelo altocusto do hardware e pela pouca quantidade depesquisa específica sobre o tema.

Evolução Histórica do Geoprocessamento

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20

•

Anos 80:

•Os SIG se beneficiaram grandemente damassificação causada pelos avanços da

microinformática e do estabelecimento decentros de estudos sobre o assunto.

Evolução Histórica do Geoprocessamento

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•A introdução do geoprocessamento no Brasilinicia-se a partir do esforço de divulgação eformação de pessoal feito pelo prof. Jorge Xavierda Silva (UFRJ), no início dos anos 80.

•Com vinda de Roger Tomlinson ao Brasil, em 1982,responsável pela criação do primeiro SIG(Canadian Geographical Information System),

incentivou o aparecimento de vários gruposinteressados em desenvolver tecnologia.

Evolução do Geoprocessamento no Brasil

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•Grupos envolvidos no desenvolvimento doGeoprocessamento no Brasil:

•UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro).•MaxiDATA ( empresa de aerolevantamento   –

meados de 80).

•CPqD/TELEBRAS (Centro de Pesquisa eDesenvolvimento da TELEBRÁS - 1990).

• INPE (Instituto Nacional de Pesquisa Espacial -1984)

Evolução do Geoprocessamento no Brasil

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SISTEMA DE INFORMAÇÕES

GEOGRÁFICAS

Rosangela Sampaio Reis

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Sistema de Informações Geográficas – SIG(Geographic Information System - GIS )

• É o ambiente que permite a integração e a interação de dadosgeorreferenciados com vistas a produzir análises espaciais de

apoio à tomada de decisões técnica e política;

• Sistema de suporte à decisão que integra dados referenciadosespacialmente num ambiente de respostas a problemas;

Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

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Sistema de Informações Geográficas – SIG(Geographic Information System - GIS )

• Conjunto de ferramentas computacionais composto deequipamentos e programas que por meio de técnicas, integradados (das mais diversas fontes), pessoas e instituições, de

forma a tornar possível a coleta, o armazenamento, a análise ea disponibilização, a partir de dados georreferenciados, deinformações produzidas por meio de aplicações, visando maiorfacilidade, segurança e agilidade nas atividades humanasreferentes ao monitoramento, planejamento e tomada dedecisão relativas ao espaço geográfico.

Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

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PRODUÇÃO DE NOVA INFORMAÇÃO:SEGURANÇA/CONFIABILIDADEFACILIDADE DE USOAGILIDADE NAS ATIVIDADES•

Monitoramento• Detecção• Planejamento• Tomada de decisão• Didáticas• Dia-a-dia em geral.

Sistema de Informações Geográficas – SIG(Geographic Information System - GIS )

METODOLOGIA QUE INTEGRA:DADOS+PESSOAS+INSTITUIÇÕES• Software• Hardware

COLETAARMAZENAMENTOPROCESSAMENTO

ANÁLISE

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Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo Breunig

SIG em relação às demais ciências

Ciências Físicas

CiênciasBiológicas

CiênciasSociais

Levantamento

SensoriamentoRemoto

Cartografia

SIG

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Introdução ao Geoprocessamento

• Conceitos básicos

• Componentes de um SIG

• Entrada de Dados em Geoprocessamento

• Análises Espaciais

• Aplicações do Geoprocessamento

Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo Breunig

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Componentes de um SIG

Recursoshumanos

SIGGIS

Dados

SoftwareHardware

Metodologia

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Visão geral do Sistema de informaçãogeográfica (SIG)

Interface

Entrada e integraçãode dados

Consulta e análiseespacial

Visualização eplotagem

Gerência de dadosespaciais

Banco de dados

geográfico (BDG)

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Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

Componentes de um SIG: Softwares

Conjunto de programas cuja finalidade básica é coletar, armazenar,processar e analisar dados geográficos, tirando partido do aumentoda velocidade, facilidade de uso e segurança no manuseio destasinformações, apontando para uma perspectiva multi, intra e

interdisciplinar de sua utilização.O software contempla basicamente cinco módulos:

1. Coleta, Padronização, Entrada e Validação de Dados;

2. Armazenamento e Recuperação de Dados;

3. Transformação ou Processamento de Dados;4. Análise e Geração de Informação;

5. Saída e Apresentação de Resultados.

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Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

Componentes de um SIG: Softwares

• Softwares destinados ao processamento de dadosreferenciados espacialmente e empregados na manipulação dedados de diversas fontes, possibilitando a recuperação e ocruzamento de informações bem como a realização dos mais

diversos tipos de análise espacial;• Softwares que permitem a integração entre bancos de dados

alfanuméricos (tabelas) e gráficos (mapas) para oprocessamento, análise e saída de dados georreferenciados.

Integração de camadas de informação!

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Conceitos de camadas de informaçõesespacial

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Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

Componentes de um SIG: Hardware

• Conjunto de equipamentos necessários para que osoftware possa desempenhar as funções descritas;

• Inclui o computador e periféricos, como impressora,

plotter, scanner, mesa digitalizadora, unidades dearmazenamento (unidades de disco flexível, disco rígido,CD/DVD-Rom, Pen-drivers, etc.);

• A comunicação entre computadores também pode ser

citada, sendo realizada por meio de um ambiente derede.

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Componentes de um SIG: Hardware

•Plataforma computacional de alta performance;

•Mesas digitalizadoras;

•Scanners;

•Plotters;

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Componentes de um SIG: Hardware

• Restituidores fotogramétricos;

• Instrumentos topográficos eletrônicos;

• Receptores GPS-GNSS.

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Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

Componentes de um SIG: Dados

São o material bruto que alimenta o sistema, permitindogerar INFORMAÇÃO, que nada mais é do que osignificado que é atribuído aos dados, do ponto de vistade um determinado usuário;

O que tem revolucionado os processos tradicionais deutilização da informação é a maneira como ela pode serrapidamente processada e utilizada para diferentesobjetivos (exemplos: georeferenciada, espacializada,etc.);

Exemplos de dados em Geoprocessamento: Mapas,tabelas, imagens, cadastros, relatórios, textos, etc.

Podem estar em meio analógico ou digital ou podem serempíricos(consultas a especialistas, ponderações);

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Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

Componentes de um SIG: Recursos Humanos

• O SIG por si só não garante a eficiência nem a eficácia de suaaplicação;

• Como em qualquer organização, ferramentas novas só setornam eficientes quando se consegue integrá-lasadequadamente a todo o processo de trabalho;

• Não basta apenas investimento em hardware e software, maso treinamento de pessoal, usuários e dirigentes paramaximizar o potencial de uso de uma nova tecnologia.

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Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

Componentes de um SIG: Metodologias

• Diretamente ligadas ao conhecimento e à experiência doprofissional que, a partir de um objetivo definido submeteseus dados a um tratamento específico, para obter osresultados desejados;

• A qualidade dos resultados de um SIG não está ligada somentea sua sofisticação e capacidade de processamento mas éproporcional à experiência do usuário;

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Introdução ao Geoprocessamento

• Conceitos básicos

• Componentes de um SIG

• Entrada de Dados em Geoprocessamento

• Análises Espaciais

• Aplicações do Geoprocessamento

Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo Breunig

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Entrada de dados

CartografiaDigital

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Entrada de dados

Topografia

GPS

Sensoriamento Remoto

Aerofotogrametria

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Entrada de dados: SIG X CAD

• Projeções cartográficas;

• Topologia do espaço;

• Atributos descritivos;

• Alia mapas a banco de dados.

Coordenadas do papel;

Desenhos sem atributos;

Não opera análise.

I t d ã G t

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Introdução ao Geoprocessamento

• Conceitos básicos

• Componentes de um SIG

• Entrada de Dados em Geoprocessamento

• Análises Espaciais

• Aplicações do Geoprocessamento

Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo Breunig

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Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

Análises espaciais

• O que distingue um SIG de outros tipos de sistemas deinformação são as funções que realizam análisesespaciais.

•

Tais funções utilizam os atributos espaciais e nãoespaciais da base de dados e buscam fazer simulações(modelos) sobre os fenômenos do mundo real, seusaspectos ou parâmetros.

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Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

Análises espaciais

• Localização: Onde está...? o (objeto, fenômeno, evento, etc)Quais as áreas cuja temperatura média excedeu 36ºC?

•

Condição: O que está...? em (estudo, jogo, análise, etc) Quala população atingida pela enchente?

• Tendência: O que mudou...? desde (1990, o último evento)

Estas terras eram produtivas há cinco anos atrás?

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Análises espaciais

• Roteamento: Qual o melhor caminho...? para (auniversidade, o hospital, o hotel, etc) Qual omelhor caminho para a linha do metrô?

• Padrões: Qual o padrão...? em (estudo, jogo, análise, etc)Qual a distribuição dos casos de dengue na Paraíba?

•

Modelos: O que acontece se...? O queacontecerá se não chover nos próximos dias?

I t d ã G t

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Introdução ao Geoprocessamento

• Conceitos básicos

• Componentes de um SIG

• Entrada de Dados em Geoprocessamento

• Análises Espaciais

• Aplicações do Geoprocessamento

Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo Breunig

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Aplicações

Gestão Municipal:Planejamento UrbanoSaúde PúblicaCadastro Imobiliário

EducaçãoSegurança PúblicaPlanejamento de TransportesOutras

Monitoramento VeicularLogísticaSegurança Patrimonial

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Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

Aplicações

InfraestruturaÁgua e EsgotoEnergiaTelecomunicações (2D e 3D)

Gestão Ambiental:Monitoramento de EcossistemasMonitoramento de EspéciesGestão de Recursos Naturais

Diagnóstico de Impactos AmbientaisMapeamento sistemáticoPlanejamento, gestão e monitoramento do ecoturismoPlanejamento, gestão e monitoramento da Urbanização em

áreas especiais

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Fonte: Adaptado de Profº Fábio Marcelo

Aplicações

AgronegóciosPlanejamento e Uso do SoloPrevisão de Safras

Agricultura de precisãoDetecção de Pragas

Planejamento Estratégico de negócios

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Diversas aplicações do geoprocessamento

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T

OPOGRAFIA E ELEMENTOS DA

G

EODÉSIA  

A

ULA

DÚVIDAS ?