Conceitos de Geoprocessamento · 2014-09-16 · SIG APLICADO AO ORDENAMENTO TERRITORIAL MUNICIPAL...

Conceitos de

Geoprocessamento

3ª edição

UFF Niterói-RJ

2008

http://www.proac.uff.br/sigcidades

Noções de Cartografia para Geoprocessamento

Autora:

Profa. Dra. Angelica Carvalho Di Maio

UFF Niterói-RJ

2008

SIG APLICADO AO ORDENAMENTO TERRITORIAL MUNICIPAL Programa Nacional de Capacitação das Cidades - MCidades /UFF

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1- CARTOGRAFIA

Cartografia é a ciência e a arte de expressar graficamente o conhecimento humano da

HUsuperfície terrestreUH por meio de representações gráficas. Dentre as principais representações cartográficas destacam-se o HUgloboUH, os HUmapasUH, as

HUcartas topográficasUH, as HUcartas temáticasUH, e as UplantasU. As inovações tecnológicas e científicas têm levado a uma revisão do conceito

tradicional de cartografia, que passa a ser vista como a organização, apresentação, comunicação e utilização de geoinformação em forma gráfica, digital ou táctil (Taylor, 1991).

O desenvolvimento da Cartografia, desde épocas remotas até os dias atuais,

acompanhou o próprio progresso da civilização (Figura 1). A Cartografia deve ter surgido, no seu estágio mais elementar, com as populações

nômades da Antigüidade, sob a forma de mapas itinerários. Posteriormente, com o advento do comércio entre os povos e o conseqüente aparecimento dos primeiros exploradores e navegadores descobrindo novas terras e novas riquezas e ampliando o horizonte geográfico conhecido, o homem sentiu necessidade de se localizar sobre a superfície terrestre. Estabeleceu-se, então, o marco inicial da cartografia como ciência.

A evolução da cartografia também foi incrementada pelas guerras, pelas descobertas científicas, pelo desenvolvimento das artes e ciências, e pelos movimentos históricos, que possibilitaram e exigiram cada vez mais, maior precisão na representação gráfica da superfície terrestre.

No século XX, a grande revolução na cartografia foi determinada, principalmente, pelo emprego da aerofotogrametria e pela introdução da eletrônica no instrumental necessário aos levantamentos.

Hoje, a cartografia contemporânea procura atender ao surto verificado em todos os ramos da atividade humana, tendo como objetivo uma produção em massa no menor tempo possível e com precisão cada vez maior. Para isso, conta com tecnologias modernas como o sensoriamento remoto, o GPS (Global Positioning System), e os SIGs (Sistemas de Informação Geográfica).

UO Problema Fundamental da CartografiaU: Representação Gráfica da Superfície Terrestre

Para isso, é necessário o conhecimento de sua forma. Inicialmente, adotou-se a Terra com a Forma Plana, como o homem via o seu entorno; posteriormente, o interesse do homem pela terra crescia com a distância dos lugares de comércio e com o desenvolvimento das ciências chegou-se à Forma Esférica.


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1.1 A Relação entre Cartografia e Geoprocessamento (Cartografia para Geoprocessamento – Julio César Lima D´Alge -http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/)

A razão principal da relação interdisciplinar forte entre Cartografia e

Geoprocessamento é o espaço geográfico. A Cartografia preocupa-se em apresentar um modelo de representação de dados para os processos que ocorrem no espaço geográfico. O Geoprocessamento representa a área do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais, fornecidas pelos Sistemas de Informação Geográfica (SIG), para tratar os processos que ocorrem no espaço geográfico. Isso estabelece de forma clara a relação interdisciplinar entre Cartografia e Geoprocessamento. 2 - TIPOS DE LEVANTAMENTOS

Os resultados dos diversos levantamentos possibilitam a elaboração de documentos

cartográficos, a partir do estabelecimento das correlações espaciais e da observação dos fenômenos naturais e sociais que ocorrem na superfície terrestre.

Mapeamento - > Processo de construção de um documento cartográfico, que tem seu

início na organização sistêmica dos dados e informações provenientes de diversos levantamentos.

Levantamento - > Caracteriza-se pela realização de medidas e observações, coleta de

dados, e a seleção de documentos existentes, com o objetivo de elaborar uma informação cartográfica.

Exemplos: Levantamentos topográfico, hidrográfico, climatológico. Para estas atividades utilizam-se equipamentos e técnicas da Topografia como

teodolito, estação total, nível, e trena. Sendo que esses equipamentos estão sendo gradativamente substituídos e/ou complementados (dependendo do caso) pelo GPS (Figura 2).

O GPS (Figura 3) é um importante aliado nos serviços que exigem informações de

posicionamento confiáveis, dada a rapidez e segurança nos dados que fornece.

Figura 1 – Ilustrações – Evolução dos conceitos sobre a forma da Terra

Fontes: *Matsura, O.T. Atlas do Universo, Ed. Scipione, 1996, p.10


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Exemplos de aplicações: locação de obras na construção civil, como estradas, barragens, pontes, túneis, etc.

Alguns casos atendidos pelo GPS são impossíveis através da Topografia, como o

monitoramento contínuo de veículos (automóveis, aviões ou navios). Dentre muitas, outra grande vantagem do GPS é a não necessidade de intervisibilidade entre as estações em determinadas áreas.

Sensoriamento Remoto - > Processo de medição e obtenção de dados sobre um

objeto ou fenômeno, ou mesmo alguma propriedade deste, através de sensores que não se encontram em contato físico com o objeto ou fenômeno estudado.

Princípio básico: a transferência de dados do objeto para o sensor é feita através de ENERGIA – ENERGIA ELETROMAGNÉTICA ou radiação eletromagnética (REM) (Figuras 4 e 5).

A energia solar é a base dos princípios que fundamentam essa tecnologia.

Figura 2 - Constelação dos satélites do sistema GPS

Fonte: HUhttp://www.garmin.com/aboutGPSU

Figura 3 – Aparelhos GPS


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�Aerolevantamento - > Realização de observações, ou coleta de dados com o

emprego de equipamentos aerotransportados. Sistema suborbital (Avião) (Figura 6) → Fotografias Aéreas (Figura 7)

Figura 4 – Espectro eletromagnético

Figura 5 – Comprimento de Onda

Fonte:Batista,G; Dias,N. Curso de Introdução ao Sere, XII SBSR .


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� Sistemas Orbitais (Landsat, Spot, CBERS, IKONOS, etc.) -> Imagens Orbitais A obtenção de informações a partir de dados de SR baseia-se no estudo das interações

entre a energia eletromagnética e os alvos da superfície terrestre (Figuras 8 e 9).

Figura 6 – Vôo Fotogramétrico

Figura 7 – Fotografia aérea

Figura 8a - Sensoriamento Remoto Orbital


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Fonte: MIRANDA, E. E. de; COUTINHO, A. C. (Coord.). Brasil Visto do Espaço. Campinas: Embrapa Monitoramento por Satélite, 2004. Disponível em: <http://www.cdbrasil.cnpm.embrapa.br>. Acesso em: 2 nov. 2007.

Figura 8b – Sensoriamento remoto orbital

Fonte:Batista,G; Dias,N. Curso de Introdução ao Sere, XII SBSR.


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3 - A BASE CARTOGRÁFICA DO PAÍS: A Carta Topográfic a

Entender um mapa não é apenas saber localizar geograficamente a partir das

coordenadas Hum rioH, Huma cidade, uma estradaH ou qualquer Houtro fenômenoH em um mapa. É compreender que o mapa é a representação de um espaço real, um modelo transmitido em linguagem cartográfica que se utiliza de 3 elementos básicos: sistema de signos, redução e projeção. Entender mapas, portanto, significa dominar essa linguagem cartográfica. É entender o espaço em uma representação bidimensional.

A cartografia divide-se basicamente em dois ramos principais: o temático e o

topográfico. • UO ramo topográficoU trata os detalhes planialtimétricos, que incluem aspectos

naturais e artificiais de uma área tomada de uma superfície planetária, possibilitando a determinação de altitudes através de Hcurvas de nívelH, a avaliação precisa de direções e distâncias, e a localização de detalhes, com grau de precisão compatível com a escala. Produto: Carta topográfica (Figura 9).

Figura 9 - Carta topográfica inserida no SIG SPRING


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• O ramo temático trata de temas ligados às diversas áreas do conhecimento.

Os produtos gerados constituem documentos cartográficos em quaisquer escalas (Figuras 10 e 11), onde, sobre um fundo geográfico básico (extraído da cartografia topográfica), são representados os fenômenos geográficos, geológicos, demográficos, econômicos, agrícolas, etc., visando o estudo, a análise e a pesquisa dos temas no seu aspecto espacial (Oliveira, 1988). Produto: Carta temática, Mapa temático.

Figura 10 – Da Imagem ao Mapa

Fonte: Atlas. Ed. Moderna

Figura 11 – ArcView

Fonte: http://Hwww.universia.com.br/mit/curso.jsp?menucurso


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4- LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA: Coordenadas Geográficas

Para que cada ponto da superfície terrestre possa ser localizado, existe um sistema de

linhas imaginárias ao redor do globo. Essas linhas são representadas nas cartas pelos meridianos e paralelos. Cada ponto na superfície é dado em termos de sua HLatitudeH e HLongitudeH, constituindo assim as coordenadas geográficas.

As coordenadas geográficas baseiam-se em 2 linhas: o HEquador e o Meridiano de GreenwichH (Figura 12).

• HLatitude:H é ângulo de arco norte-sul em relação ao Equador, ou seja, é o arco contado sobre o meridiano do lugar e que vai do Equador até o local considerado. Varia de 0o a 90o, sendo convencionado + para Norte e – para o Sul.

• HLongitude:H é ângulo de arco leste-oeste do Meridiano Principal, ou seja, é o arco contado ao longo do paralelo do ponto, que vai do Meridiano de Greenwich até o meridiano considerado. Varia de 0o a 180o, sendo convencionado – para oeste e + para leste de Greenwich.

Possuindo-se os ângulos de latitude e longitude de um local estão determinadas as coordenadas geográficas do mesmo.

EXEMPLO: As coordenadas geográficas do Centro de Niterói (RJ) são: • Lat.: 22º 53´ 54”S ou – 22o 53´54” • Long.: 43o 06´ 42”W ou – 43o 06´42”

Figura 12 - Meridianos e Paralelos, Longitudes e Latitudes

Sugestão: Site para consulta: http://www.fourmilab.ch/cgi-bin/uncgi/Earth?imagesize=1024


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5- NOÇÕES SOBRE SISTEMAS DE PROJEÇÕES

A confecção de um mapa exige, antes de tudo, o estabelecimento de um método

segundo o qual a cada ponto da Terra corresponda um ponto no mapa e vice-versa. Projeção Cartográfica → um arranjo sistemático de linhas, ou seja, um “sistema

plano de meridianos e paralelos sobre os quais pode ser traçado um mapa” (Erwin Raisz, 1969).

Como esse arranjo pode ser estabelecido segundo diferentes condições, cada conjunto de novas condições resultará em uma projeção diferente, existindo, então, vários sistemas de projeção.

Propriedades dos Sistemas de Projeção Não existe nenhuma projeção que elimine todos os tipos de deformações advindas da

transformação da esfera em um plano. As deformações refletem-se nos ângulos, nos comprimentos e nas áreas. Podemos obter representações que conservam em VG ou ângulos, ou em distâncias, ou áreas, de modo que uma se mantenha em detrimento das outras duas.

Propriedade refere-se ao elemento geométrico que não sofreu deformação. Sistema Equidistante → conserva as distâncias em uma ou mais direções. Sistema Conforme → conserva os ângulos, mantendo a verdadeira forma. Sistema Equivalente → conserva as áreas. A tabela a seguir mostra exemplos de projeções e suas características:

Projeção Classificação Aplicações Características

Albers Cônica Equivalente

Mapeamentos temáticos. Serve para mapear áreas com extensão predominantes leste-oeste.

Preserva áreas.

Cilíndrica Equidistante

Cilíndrica Equidistante

Mapas Mundi. Mapas em escalas pequenas. Trabalhos computacionais.

Altera áreas. Altera ângulos.

Estereográfica Polar

Plana Conforme

Mapeamento das regiões polares. Mapeamento da Lua, Marte e Mercúrio.

Preserva ângulos. Oferece distorções de escala.

Lambert Cônica Conforme

Cartas gerais e geográficas. Cartas militares.

Preserva ângulos.

Maior dificuldade em cartografia: Transferir tudo o que existe numa superfície

curva, que é a Terra, para uma superfície plana, que é o mapa, considerando-se que uma figura esférica não se desdobra em um plano, permanecendo, na planificação, deformações.

Como a esfera não se desenvolve sobre o plano, passou-se a utilizar superfícies intermediárias, ou auxiliares, que tenham a propriedade de se desenvolver. O cilindro (Figura 13), o cone e o plano constituem esses tipos de figuras.


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Cartas aeronáuticas do mundo. Lambert Million

Cônica Conforme

Cartas ao milionésimo. Preserva ângulos.

Mercator Cilíndrica Conforme

Cartas náuticas. Cartas geológicas e magnéticas. Mapas Mundi.

Preserva ângulos.

Miller Cilíndrica Mapas Mundi. Mapas em escalas pequenas.

Altera ângulos. Altera áreas.

UTM Cilíndrica Conforme

Mapeamento básico em escalas médias e grandes. Cartas topográficas.

Preserva ângulos. Altera áreas (mas as distorções não ultrapassam 0,5%).

Fonte: Manual do Spring.

Dicas SIG

• Para que os planos de informação sejam corretamente sobrepostos em um SIG, é necessário que eles apresentem a mesma projeção. Caso contrário, deve ser feita a conversão para uma projeção comum utilizando o próprio SIG ou um outro programa com esta rotina.

• Os SIG denominam de Geográfica a projeção que utiliza como referência o HUsistema de coordenadas geográficasUH. A superfície de referência é a esfera e a origem do sistema é o cruzamento entre a linha do Equador e o meridiano de Greenwich. As coordenadas do hemisfério norte e do hemisfério oriental possuem valores positivos, enquanto as coordenadas do hemisfério sul e do hemisfério ocidental possuem valores negativos (HUESRI, 1999UH).

Fonte: www.professores.uff.br/cristiane

Figura 13 – Projeção Cilíndrica


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Figura 14 – Fuso de Projeção UTM

Projeção UTM - Universal Transversa de Mercator Hhttp://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/ Além das coordenadas geográficas, muitas cartas são construídas em coordenadas

plano-retangulares, que correspondem matematicamente às coordenadas geográficas da Terra. O sistema de coordenadas UTM divide a Terra em 60 fusos (Figura 14) que são numerados de 1 a 60, com início no antimeridiano de Greenwich e contado no sentido oeste-leste.

O mapeamento sistemático do Brasil é feito na projeção UTM (1:250 000, 1:100 000,

1:50 000). Relacionam-se, a seguir, suas principais características: • a superfície de projeção é um cilindro transverso e a projeção é conforme; • o meridiano central pode ser representado em verdadeira grandeza; • a escala aumenta com a distância em relação ao meridiano central; • a Terra é dividida em 60 fusos ou zonas de 6o de amplitude na longitude. • o cilindro transverso adotado como superfície de projeção assume 60 posições

diferentes já que seu eixo mantém-se sempre perpendicular ao meridiano central de cada fuso ou zona.

Unidade Extensão aproximada no Equador 1° 111,11 km 1’ 1,85 km 1” 30,86 m


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Datum Para caracterizar um datum utiliza-se uma superfície de referência posicionada em

relação à Terra real. Trata-se, portanto, de um modelo matemático que substitui a Terra real nas aplicações cartográficas.

Dicas SIG • Em um SIG, os sistemas de coordenadas utilizados para armazenamento e

visualização da componente gráfica são o geográfico e o cartesiano. Este último corresponde ao sistema de coordenadas da projeção cartográfica, dentre estes, o mais conhecido é a HUUTM UH.

• Para que seja possível a correta sobreposição entre os planos de informação,

o sistema de coordenadas deve ser comum entre os planos, bem como as unidades das coordenadas que devem ser as mesmas. Caso contrário, é necessário que se faça uma conversão para um sistema e uma unidade comuns, utilizando o próprio SIG ou um outro sistema computacional que apresente esta rotina.

• Em geral, as coordenadas cartesianas apresentam-se em unidades métricas –

quilômetro ou metro - enquanto as coordenadas geográficas são expressas em graus decimais.

• Em um SIG, é possível definir apenas um único fuso UTM para um plano

de informação. Assim, para que um único plano de informação contenha áreas localizadas em mais de um fuso UTM, é necessário converter o sistema de coordenadas de todos os planos de informação para um único sistema e assim uni-las em um único plano. A seguir, estão descritos alguns procedimentos que podem ser adotados.

• Converter a projeção dos planos de informação para uma projeção

comum, passando-se a adotar o sistema de coordenadas da respectiva projeção ou sistema de coordenadas geográficas.

• Deslocar o meridiano central do fuso para que toda a área em estudo pertença a um único fuso. Com este procedimento, não será possível sobrepor os planos de informação com o fuso deslocado a outros planos de informação com fuso padrão.

• Converter o fuso do plano de informação com a menor área de interesse para o fuso do plano com maior área de interesse. Como resultado, a área de estudo ficará inserida em um único fuso estendido. Este procedimento é indicado quando a área do fuso estendido não ultrapassar 30’ ou, no máximo, 1 grau, pois o coeficiente de ampliação cresce demasiadamente após transposição dos limites leste e oeste do fuso, gerando distorções cartograficamente inadmissíveis. Neste caso, recomenda-se utilizar um dos procedimentos anteriormente descritos.



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Um datum planimétrico ou horizontal é estabelecido a partir de parâmetros como a latitude e a longitude de um ponto inicial, azimute, e duas constantes necessárias para definir o elipsóide de referência. Assim, forma-se a base para o cálculo dos levantamentos de controle horizontal.

Os mapas mais antigos do Brasil adotavam o datum planimétrico Córrego Alegre.

Mais recentemente, o datum planimétrico SAD-69 passou a ser utilizado como referência. Modernamente, com o advento das medições GPS, tem sido comum o emprego do datum planimétrico global WGS-84.

Desde fevereiro de 2005, o Brasil possui um novo referencial geodésico, chamado

SIRGAS2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas) - Elipsóide GRS 80. (Hwww.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/sirgasH).

O sistema GPS adota o elipsóide como modelo matemático para desenvolver os

cálculos necessários ao posicionamento e determinação dessas coordenadas. O elipsóide de referência utilizado pelo sistema GPS é o WGS-84.

No Brasil, existem hoje dois sistemas Geodésicos. Um adota como superfície de

referência o elipsóide SAD 69 para todos os trabalhos de mapeamento realizados no país, embora também sejam encontrados mapas e cartas do território nacional que utilizam o datum Córrego Alegre. Sendo assim, é importante que se conheça o sistema de referência a ser configurado no receptor GPS, mas recomenda-se adotar sempre o WGS-84 quando o objetivo for levantamento.

Legalmente, o outro sistema geodésico de referência é o SIRGAS 2000 (Sistema de

Referencial Geocêntrico para as Américas), em vigor desde 2005. Este sistema é compatível

Córrego Alegre SAD 69

Latitude: 19o 45' 41.34" S Latitude: 19o 45' 41.6527"

S Longitude: 48o 06' 07.08" W Longitude: 48o 06' 04.0639"

W

Um dos problemas típicos na criação da base de dados de um SIG no Brasil tem sido a coexistência de dois sistemas geodésicos de referência: Córrego Alegre e SAD-69. Algumas cartas topográficas referem-se a Córrego Alegre, que é o antigo datum planimétrico brasileiro, enquanto outras utilizam como referência o SAD-69, que é o atual datum planimétrico. Os usuários de SIG já estão relativamente acostumados a conviver com escolhas de projeção e seleção de datum sempre que precisam realizar entrada ou importação de dados, mas costumam ignorar que as coordenadas geográficas - na verdade, geodésicas - são definidas sobre a superfície de referência do datum selecionado e que, portanto, variam de um para outro datum.


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com os dados GPS (WGS84). O período de transição é de 10 anos e a adoção definitiva será em 2014.

Modelos de Elipsóide Para fins práticos, aproxima-se a Terra por um elipsóide de revolução, que é um sólido

gerado pela rotação de uma elipse em torno do eixo dos pólos (eixo menor). Estudos geodésicos apresentam valores levemente diferentes para os elementos do

elipsóide, medidos nos vários pontos da Terra. Assim, cada região deve adotar como referência o elipsóide mais indicado.

O elipsóide de Hayford é utilizado pelo datum Córrego Alegre e o elipsóide de referência 1967, ou seja, o da União Astronômica Internacional, é utilizado pelo Datum SAD-69.

Nota: A diferença dos valores das coordenadas de SAD69 para o SIRGAS2000 é, em média, de 65

metros no terreno (i.e., significativa em escalas > 1:325.000).

Dicas SIG ULongitude de origem:U Trata-se de um meridiano de referência escolhido para

posicionar o eixo y do sistema de coordenadas planas ou de projeção. A definição da longitude de origem depende da projeção utilizada pelo usuário. UA longitude de origem para a projeção UTM corresponde ao meridiano central de um fuso ou zonaU (a cada 6° define-se um fuso), ou seja, o meridiano central de uma carta ao milionésimo.

Para saber a longitude de origem, o usuário deve localizar a área de interesse e

verificar a que fuso ela pertence. O meridiano central corresponderá à longitude de origem. Manaus (AM), por exemplo, situada a cerca de 3°S e 60°W, encontra-se no fuso que vai de 60°W a 66°W; sua longitude de origem, portanto, é 63°W.

No caso da projeção de Gauss, usada em cartas topográficas antigas no Brasil, a longitude de origem equivale aos limites das cartas ao milionésimo.

ULatitude de origem: UCorresponde a um paralelo de referência escolhido para

posicionar o eixo x do sistema de coordenadas planas ou de projeção. A latitude de origem costuma ser o Equador para a maior parte das projeções. Nas cartas ao milionésimo, que usam a projeção cônica conforme a de Lambert, adota-se sempre o paralelo superior de cada carta como latitude de origem.


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6 - ORIENTAÇÃO Entre outras finalidades, as cartas servem para orientação no terreno. O termo

orientação tem origem no termo oriente, tomado como referência na Antigüidade e correspondente à posição do nascer do Sol. O primeiro contato relativo à orientação está associado aos pontos cardeais (Figura 15). Estando a mão direita indicando o nascer do Sol, estaremos de frente para o norte, tendo o oeste à esquerda e o sul nas costas. Nos dias atuais, tornou-se usual o uso do norte como referencial de orientação.

A informação mínima que um mapa deve ter é a indicação do norte. Normalmente, o norte está indicado para o topo da folha. Isto não impede, porém, que o mapa esteja orientado em outra direção.

No caso de haver indicação simultânea de dois sistemas de coordenadas sobre a carta – coordenadas geográficas e coordenadas UTM, pode haver a indicação de mais de um norte (Figura 16):

Norte geográfico verdadeiro (NG) ou (NV) corresponde à orientação do eixo de rotação da Terra.

Norte magnético (NM) indica a direção do pólo norte magnético. É a direção apontada pela agulha da bússola (Figura 17).

Norte da quadrícula (NQ) indica o norte da grade de coordenadas UTM. A única linha desta grade que aponta para o norte verdadeiro ou geográfico é a que coincide com o meridiano central do fuso.

Dicas SIG

• Na preparação de uma base cartográfica para uso em um SIG, é comum encontrar documentos cartográficos e imagens de sensoriamento remoto referenciados a diferentes data.

• Apesar da origem das coordenadas dos sistemas Córrego Alegre e SAD-69 serem próximos, a utilização de bases referenciadas a estes dois data em um mesmo projeto pode inferir erros da ordem de 10 a 80 m (HURIPSA, 2000UH). Dependendo da escala e do objetivo do trabalho, este erro não deve ser ignorado.

• Assim, caso a base de dados apresente data distintos, é necessário fazer a conversão para um datum comum, utilizando o próprio SIG ou um outro sistema computacional que apresente esta rotina.

• O mesmo cuidado deve ser adotado ao se levantar dados com GPS. É necessário que o datum seja devidamente configurado para o sistema de interesse do mapeamento.


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Figura 15 – Rosa dos Ventos Fonte: www.uff.br/geoden


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7 - ESCALA A representação da superfície terrestre sob a forma de carta implica na representação

de uma superfície muito grande sobre outra de dimensões bastante reduzidas. Daí decorrem 2 problemas:

1) determinados detalhes não permitem uma redução pronunciada, pois se tornariam

imperceptíveis. Solução: Convenção Cartográfica 2) necessidade de reduzirmos as proporções dos acidentes a representar a fim de que

seja possível representá-los dentro das dimensões que foram estabelecidas para a carta. Solução: Escala O que é traçar uma planta do terreno? É traçar, no papel, uma figura semelhante à do terreno levantado, onde os ângulos

mantêm-se em VG, e as distâncias reduzidas numa proporção constante. Assim, podemos definir escala como uma relação constante entre uma medida na carta

e a mesma dimensão no terreno. Esta relação é traduzida por uma fração em que o numerador (invariavelmente a unidade) representa uma distância no mapa, e o denominador, a distância correspondente no terreno.

Exemplo: 1/25.000, 1:25.000. Qualquer medida linear na carta é no terreno 25.000 vezes maior. Se considerarmos como unidade o centímetro, teremos que 1 cm na carta corresponde a 25.000 cm no terreno, ou 250 m.

Escala Numérica Escala = medida sobre a carta = medida gráfica (d) medida sobre o terreno = medida real (D) E = 1 = d N D iD=d x N iRegra de três

Figura 17 - Bússola

Figura 16 – Diagrama com a indicação do norte na carta topográfica.


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Escala Gráfica A escala gráfica é representada por um segmento de reta graduado, pode ser uma linha

ou uma barra subdividida em partes denominadas de talões. Cada talão apresenta a relação de seu comprimento com o correspondente no terreno. O talão deve ser preferencialmente um número inteiro.

Precisão Gráfica É a menor grandeza medida no terreno, capaz de ser representada em desenho na

mencionada Escala. A experiência demonstrou que o menor comprimento gráfico que se pode representar

em um desenho é de 1/5 de milímetro ou 0,2 mm, sendo este o erro admissível. Fixado esse limite prático, pode-se determinar o erro tolerável nas medições cujo

desenho deve ser feito em determinada escala. O erro de medição permitido será calculado da seguinte forma: e=0,0002m x N

O erro tolerável, portanto, varia na razão direta do denominador da escala e inversa da escala, ou seja, quanto menor for a escala, maior será o erro admissível.

Os acidentes cujas dimensões forem menores do que os valores dos erros de tolerância não serão representados graficamente. Em muitos casos, é necessário utilizar-se convenções cartográficas, cujos símbolos irão ocupar no desenho dimensões independentes da escala.

Figura 18 - Exemplos de Escalas Gráficas Fonte: http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/cartografia/manual_nocoes/representacao.html


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8 - ARTICULAÇÃO DAS CARTAS – Índice de Nomenclatura do Mapeamento Sistemático Nacional

Este índice tem origem nas folhas ao Milionésimo e se aplica à denominação de todas

as folhas de cartas do mapeamento sistemático (escalas de 1:1.000.000 a 1:25.000). Para escalas maiores que 1:25.000 ainda não existem normas que regulamentem o

código de nomenclatura. O que ocorre na maioria das vezes é que os órgãos produtores de cartas ou plantas nessas escalas adotam seu próprio sistema de articulação de folhas, o que dificulta a interligação de documentos produzidos por fontes diferentes. (Hhttp://www.ibge.gov.br/home/geociencias/cartografia/manual_nocoes/representacao.htmlH)

A distribuição geográfica das folhas ao Milionésimo foi obtida com a divisão de um

modelo esférico da Terra em 60 fusos de amplitude 6° numerados a partir do fuso 180° W - 174° W no sentido Oeste-Leste. Cada fuso está subdividido a partir da linha do Equador em 21 zonas de 4° de amplitude para o Norte e 21 para o Sul.

Uma folha ao Milionésimo pode ser acessada por um conjunto de três caracteres:

1. Letra N ou S – Indica se a folha está ao Norte ou ao Sul do Equador. 2. Letras de A até U – Cada letra se associa a um intervalo de 4° de latitude se

desenvolvendo a Norte e a Sul do Equador e indica a latitude limite da folha. A faixa compreendida entre as latitudes 8° e 4° Norte recebe a letra B e passa pelo extremo norte do Brasil.

3. Números de 1 a 60 – Indicam o número de cada fuso que contém a folha. O

Brasil é coberto por oito fusos; do fuso 18 que passa por parte do Acre e do Amazonas ao fuso 25 que cobre parte do Nordeste e Fernando de Noronha.

Dicas SIG

• Em um SIG, um plano de informação, desde que georreferenciado, pode ser exibido e manipulado em qualquer escala, inclusive maiores do que o seu original. Porém, o usuário deve ficar atento, pois a inexistência de limite técnico não o habilita a manusear planos de informação em escalas muito ampliadas em relação ao original e em diferentes escalas. Como o erro cartográfico é função direta da escala do mapa, a ampliação da escala provoca igualmente a ampliação dos erros associados à escala do mapa.

• Desta forma, antes de iniciar a manipulação de mapa em formato digital, é

fundamental que o usuário tome conhecimento da escala do original e do método utilizado na elaboração do mapeamento. No caso de um arquivo em formato raster, a resolução espacial é uma boa dica da escala adequada às suas análises.



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4. A carta 1:1.000.000 é subdividida em 4 cartas 1:500.000, que são identificadas pelas letras V, X, Y ou Z, sendo que a carta V é a do canto superior esquerdo e a seqüência obedece o sentido horário.

5. Da mesma forma, a carta 1:500.000 é subdividida em 4 cartas 1:250.000,

identificadas pelas letras A, B, C ou D. 6. Assim, a carta 1:250.000 é subdividida em 6 cartas 1:100.000 identificadas

pelos algarismos romanos de I a VI.

7. A subdivisão da carta 1:100.000 em 4 cartas 1:50.000 que recebem como

identificação os números 1, 2, 3 ou 4. 8. A carta 1:50.000 é subdividida em 4 cartas 1:25.000, que são identificadas

pelas siglas NO (noroeste), NE (nordeste), SO (sudoeste) ou SE (sudeste). A convenção permite localizar uma carta no globo terrestre por meio de sua

nomenclatura.

→

Figura 19 – Articulação das folhas 1:1.000.000


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9 - REPRESENTAÇÃO DE FATOS GEOGRÁFICOS EM CARTOGRAFIA

1) Representação do Relevo Terrestre (altimetria) A representação do relevo pode ser feita por vários métodos (sombreamento, pontos

cotados ou curvas de nível), sendo o mais usual o das curvas de nível, uma vez que este fornece ao usuário, em qualquer parte da carta, um valor aproximado da altitude.

As curvas de nível constituem linhas imaginárias do terreno, materializadas na carta por linhas que ligam os pontos de mesma cota, em relação a uma superfície de referência (NMM).

Figura 20 – Curvas de Nível As curvas de nível indicam se o terreno é plano, ondulado, montanhoso, íngreme ou de

declive suave. Elas são eqüidistantes, isto é, a distância vertical – o desnível entre as curvas - é constante e varia de acordo com a escala da carta. A eqüidistância é alterada quando se representa área predominantemente plana como a Amazônia, onde pequenas altitudes são de grande importância, ou quando o detalhe é muito escarpado e a representação de todas as curvas dificultaria a leitura.

ESCALA EQÜIDISTÂNCIA CURVAS MESTRAS 1:25.000 10 m 50 m 1:50.000 20 m 100 m 1:100.000 50 m 250 m 1:250.000 100 m 500 m 1:500.000 100 m 500 m 1:1.000.000 100 m 500 m

Fonte: Apostila de GPS. HMiguel Gorgulho Datum vertical O datum vertical ou altimétrico refere-se à superfície de referência usada para definir

as altitudes de pontos da superfície terrestre. Na prática a determinação do datum vertical envolve um marégrafo ou uma rede de marégrafos para a medição do nível médio dos mares.

Fonte: Adaptação de ANDERSON, P.S. 2002 http://lilt.ilstu.edu/psanders/cartografia

Fonte: Hwww.ibge.gov.br/.../elementos_representacao.html


23

No Brasil, o ponto de referência para o datum vertical é o marégrafo de Imbituba, em Santa Catarina.

2) Representação Planimétrica (convenções) Em cima da base cartográfica, assenta-se todo um conjunto de variados detalhes

representando elementos naturais e artificiais. Os primeiros correspondem aos aspectos hidrográficos (Figura 21), de vegetação e de solo, e os outros aos aspectos decorrentes da ocupação humana, como o sistema viário, localidades, aeroportos, igrejas, escolas, barragem, ponte, etc. (Figuras 22 e 23).

Obs.: Convenção Cartográfica e Legenda Convenção Cartográfica → simbologia convencional

Legenda → significado classificatório, ex.: uso do solo → Lógica

10 - A SEMIOLOGIA GRÁFICA É uma proposta no mundo das imagens que permite transformar mapas feitos para ler

em mapas para ver. Com exceções muito raras, as representações gráficas sob quaisquer de suas formas (diagramas, mapas, etc.) são concebidas como ilustrações que não condizem com regras da linguagem visual. O ponto de partida da semiologia gráfica é não admitir um mapa ou um gráfico como sendo mera ilustração. Tanto no processo de construção gráfica como no de sua apresentação, o autor deve obedecer às propriedades específicas da percepção visual.

Passa-se, assim, ao domínio do raciocínio lógico (Martinelli, 1996). Não há convenções; fazer esta Cartografia significa mostrar a diversidade pela diversidade visual; a ordem pela ordem visual e a proporção pela proporção visual. Transgredir esta regra básica significaria realizar uma comunicação enganosa (Martinelli, 1990).

A eficácia de uma representação gráfica pode ser conseguida, principalmente, observando-se duas etapas na sua construção:

Figura 21 - Hidrografia

Figura 22 – Sistema Viário

Figura 23 - Aeroporto


24

1- Definir as características do tema. Os elementos que constituem o tema podem ser diferentes entre si, ou podem estar unidos por uma relação de ordem, ou podem exprimir quantidades; isto permite distinguir 3 níveis de organização: o nível diferencial (#), o nível ordenado(O) e o nível quantitativo(Q).

2- Escolher dentre as variáveis visuais disponíveis qual ou quais representariam

melhor aquele tema. As variáveis visuais são exploradas pela variação de tamanho, valor, granulação, cor, orientação e forma.

Nem todas as variáveis visuais admitem todos os níveis de organização, e esta condição é uma das fontes de erros nas representações gráficas.

O quadro a seguir (Figura 24) resume a questão das relações fundamentais (O, Q, # , = ) e sua organização em relação às variáveis visuais, e que aspectos estas assumem nas diferentes implantações.

11- INTEGRAÇÃO DE DADOS DE DIVERSAS FONTES: O Sensoriamento Remoto, A Questão da Correção Geométrica e do Registro de Imagens

As imagens produzidas por sensores remotos, sejam elas fotografias aéreas ou imagens

de satélite, apresentam uma série de distorções espaciais, não possuindo, portanto, precisão cartográfica quanto ao posicionamento dos objetos, superfícies ou fenômenos nelas representados. Erros geométricos resultam das seguintes causas:

-rotação da Terra -curvatura da Terra -movimento do espelho de imageamento -variações da altitude, posição e velocidade da plataforma -distorção topográfica Freqüentemente, a informação extraída da imagem de sensoriamento remoto precisa

ser integrada com outros tipos de informação, representados na forma de mapas, especialmente quando se trabalha com sistemas de informação geográfica, nos quais as imagens de sensoriamento remoto são uma das principais fontes de dados. Por outro lado,

Figura 24 – Quadro das variáveis visuais


25

os dados contidos em uma imagem de satélite precisam ser apresentados na forma de um mapa, com uma grade de coordenadas geográficas de referência traçada sobre a mesma.

O registro de uma imagem compreende uma transformação geométrica que relaciona coordenadas de imagem (linha, coluna) com coordenadas de um sistema de referência (Figura 25).

Outros termos comuns para a designação do procedimento de registro são geocodificação e georreferenciamento. É importante, contudo, fazer uma distinção clara entre registro e correção geométrica.

- O processo de correção geométrica de imagens elimina as distorções geométricas sistemáticas introduzidas na etapa de aquisição das imagens;

- O registro apenas usa transformações geométricas simples - usualmente transformações polinomiais - para estabelecer um mapeamento entre coordenadas de imagem e coordenadas geográficas. Por isso, sugere-se que o registro seja sempre utilizado como uma técnica que busca refinar a qualidade geométrica de imagens com correção geométrica de sistema.

O registro é uma operação necessária para se fazer a integração de uma imagem à base

de dados existente num SIG. Há muitos anos, os projetos na área de sensoriamento remoto pressupõem que as imagens possam ser integradas aos dados extraídos de mapas existentes ou às medições de certas grandezas feitas diretamente no terreno. O registro também é importante para se combinar imagens de sensores diferentes sobre uma mesma área ou para se realizar estudos multitemporais, caso em que se usam imagens tomadas em épocas distintas.

Fonte: Inpe (www.inpe.br)

Figura 25 – Registro de Imagens


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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CARDOSO, J. A Construção de Gráficos e Linguagem Visual. História: Questões & Debate, Curitiba 5(8):37-58, 1984 ESRI. What is Arc GIS? Disponível em: http://www.esri.com. Acesso em: março/2004. GORGULHO, M. Apostila de GPS. Disponível em: http://www.epamig.br/geosolos/MN_GEO/GPS.php MARTINELLI, M. A Cartografia do Meio Ambiente: A Cartografia do Tudo? In: X Encontro Nacional de Geógrafos.(Mesa Redonda: Cartografia do Meio Ambiente) Pernambuco, RE, 14-19 julho de 1996. MARTINELLI, M. Orientação Semiológica para as Representações da Geografia: Mapas e Diagramas. Orientação, No 8, p.53-69, USP, São Paulo, 1990. OLIVEIRA, C. Curso de Cartografia Moderna. Rio de Janeiro, IBGE, 1988. RAISZ, E. Cartografia Geral. Rio de janeiro, Ed. Científica, 1969. RIPSA. Conceitos Básicos de Sistemas de Informação Geográfica e Cartografia aplicados à Saúde. Org: Carvalho, M.S; Pina, M.F; Santos, S.M. Brasília: Organização Panamericana da Saúde, Ministério da Saúde, 2000. TAYLOR,D.R.F. Geographical Information Systems: the microcumputer and modern cartography. Oxford, England, Pergamon Press, 1991, 251.

BIBLIOGRAFIA

ALBUQUERQUE, Paulo César Gurgel & SANTOS, Cláudia Cristina dos. GPS Para Iniciantes. INPE-9602-PUD/124. IBGE Noções básicas de cartografia - manuais técnicos em geociências n.8 - nova edição, 1999 ______ Noções básicas de cartografia - caderno de exercícios - manuais técnicos em geociências n.8 - nova edição, 1999 MARTINELLIi, M. Gráficos e Mapas: Construa-os Você Mesmo. São Paulo, Ed. Moderna, 1998. ROCHA, C.H.B. Geoprocessamento: Tecnologia Transdisciplinar. Juiz de Fora, MG, Ed do Autor, 2000, 220 p

SÍTIOS PARA CONSULTA GEODEN – Profa. Angelica Di Maio Hwww.uff.br/geoden www.professores.uff.br/cristiane Coordenadas Geográficas http://www.fourmilab.ch/cgi-bin/uncgi/Earth?imagesize=1024 IBGE http://www.ibge.gov.br/cidadesat/default.php Hhttp://www.ibge.gov.br EMPRAPA http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/ Hhttp://www.cdbrasil.cnpm.embrapa.br/ Google Hhttp://maps.google.com/ Hhttp://earth.google.com/

Sensoriamento Remoto

Autores: Profa. Dra. Angelica Carvalho Di Maio

Prof. Dr. Ivan de Oliveira Pires

UFF Niterói-RJ

2008


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1- SENSORIAMENTO REMOTO

Conjunto de tecnologias que permite a aquisição de informações sobre objetos ou fenômenos na superfície, através da utilização de sensores, sem que haja contato físico entre eles.

Princípio básico: a transferência de dados do objeto para o sensor é feita através de ENERGIA ELETROMAGNÉTICA ou radiação eletromagnética (REM).

A energia solar é a base dos princípios que fundamentam essa tecnologia, sem, contudo, ser a única.

2- O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO A obtenção de informações a partir de dados de SR baseia-se no estudo das interações

entre a energia eletromagnética e os alvos da superfície terrestre. As características particulares de como cada alvo ABSORVE, REFLETE ou EMITE

radiação ao longo do espectro eletromagnético definem as faixas espectrais mais adequadas à obtenção de informações sobre determinado objeto.

- A radiação com comprimentos de onda inferiores a 0,3 µm (raios gama, raios X e

radiação ultravioleta) não é praticamente transmitida pela atmosfera. - A região entre 0,38 µm e 3,0 µm corresponde à porção refletida do espectro. Esta

subdivide-se em 3 regiões: visível (0,38 - 0,72µm), infravermelho próximo (0,72 – 1,3µm) e infravermelho médio (1,3 -3,0µm).

Os sensores termais operam entre 7 e 15µm (infravermelho termal ou emissivo). Na região das microondas, os sistemas sensores operam numa região do espectro

caracterizada por ondas de 1 mm e 1m. A REM, nesta faixa, tem sido utilizada em SR pois sua pouca atenuação pela atmosfera ou pelas nuvens propicia um excelente meio de uso de sensores de microondas (radar) em quaisquer condições meteorológicas.

3- BANDAS ESPECTRAIS

Ondas de Rádio → Estas ondas eletromagnéticas têm freqüências relativamente

baixas e, conseqüentemente, maiores comprimentos de onda, indo de aproximadamente alguns centímetros a algumas centenas de metros (comunicação a longa distância).

Microondas → Nesta faixa de comprimentos de onda, pode-se construir dispositivos

capazes de produzir feixes de REM altamente concentrados, chamados radares, que podem ser usados como meio de sondagem de maneira semelhante ao uso de um sonar na água.

• Sugestão de sítio: www.geocities.com/heartland/meadows/8277/espectro.htm


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Infravermelho → Este tipo de radiação engloba radiação de comprimentos de onda de 0,75 µm a 1,0 mm. Uma das características da radiação infravermelha é sua facial absorção pela maioria das substâncias, nelas produzindo um efeito de aquecimento. Deve-se notar que a energia emitida pelos corpos aquecidos situa-se principalmente nesta faixa.

Visível → A radiação visível pode ser definida como aquela capaz de produzir a

sensação de visão para o olho humano normal. Esta radiação indo desde o violeta até o vermelho tem somente uma pequena variação de comprimento de onda, que vai de 380 a 750 nm aproximadamente. Este tipo de radiação pode ser produzido por luminescência ou por corpos muito quentes.

Ultravioleta → Engloba uma extensa faixa do espectro. Serve para detecção de

minerais por luminescência, e de poluição marinha. A forte atenuação atmosférica apresenta-se como obstáculo.

4- INTERAÇÃO

Interação da Radiação Solar e a Atmosfera Terrestre Radiação 26% Refletida pelas nuvens 11% Dispersa por partículas 16% Absorvida por gases e vapor d’água 53% Perdida na radiação global (Rg) 47% Chega à superfície Terrestre 19% Raios solares diretos 26% Raios solares difusos Principais barreiras à radiação solar que dificultam a operação dos sistemas sensores Refração Passagem do meio menos denso para o meio mais denso –

concentração de gases que compõem a atmosfera é bastante variada.

Absorção Por gases e CO2 – Total no Ultravioleta ou parcial (em todo o espectro)

Espalhamento Por partículas dispersas e nuvens – As nuvens impedem a passagem da radiação solar.

Este comportamento por qualquer tipo de matéria é seletivo em relação ao

comprimento de onda e específico para cada tipo de matéria, dependendo basicamente de sua estrutura atômica e molecular. Torna-se possível, assim, em princípio, a identificação de um objeto por um sensor, mediante o registro de sua assinatura espectral.

Reflexão Um dos processos de maior relevância na interação da REM com a superfície dos

alvos é o da reflexão, pois a maior parte das informações é obtida por meio da análise da energia refletida pelos alvos.

} RETORNA AO ESPAÇO


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Reflectância (ρρρρ)– Razão entre o fluxo refletido e o fluxo incidente numa superfície, ou ainda, é a capacidade de um alvo refletir REM ao longo do espectro eletromagnético.

Para os propósitos do SR, são importantes as mudanças introduzidas nas características espectrais do fluxo refletido. O conhecimento dos espectros de reflectância é fundamental para a escolha dos melhores canais ou faixas espectrais onde algumas características dos alvos sejam realçadas e para a interpretação de imagem.

5- NÍVEL DE AQUISIÇÃO DE DADOS

A altitude do sensor em relação à superfície imageada é um fator de grande

interferência, não só na intensidade e qualidade do sinal, mas também nas formas de registros e análise dos dados. A altitude do sensor em relação ao alvo, ou seja, a distância alvo-sensor, define o que se convencionou chamar de nível de aquisição de dados. Existem basicamente 3 níveis de coleta de dados por SR: terrestre, aéreo ou suborbital e orbital.

No nível terrestre, os sistemas sensores podem, ainda, ser instalados em mastros,

colocados em barcos, fixados em bóias ou fixados dentro de laboratórios. No nível aéreo ou suborbital, geralmente, utiliza-se como plataforma de coleta de dados aeronaves, e, para o nível orbital, empregam-se os satélites não-tripulados e balões.

1 - Nível de laboratório / campo: Trabalha-se com porções reduzidas dos alvos e

estuda-se seu comportamento espectral, quase sem interferência de fatores ambientais. A área analisada por este método é reduzida e pode-se obter a curva espectral do objeto a partir de radiômetros.

A medida que um sensor é colocado mais distante do objeto de interesse, sua caracterização espectral torna-se mais complexa, pois em laboratório é possível fixar variáveis.

6- PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DAS IMAGENS SENSOARIA MENTO REMOTO

Imagens de Sensoriamento Remoto Uma imagem digital pode ser vista como uma matriz de dimensões composta de n linhas por m colunas, na qual cada célula (pixel) dessa matriz possui um valor numérico correspondente ao valor de brilho proporcional à reflectância do alvo na respectiva posição e que varia do branco ao preto. Imagens Multiespectrais:

São aquelas adquiridas em diferentes porções do espetro eletromagnético simultaneamente. Características das imagens: Estrutura:

→ As imagens de Sensoriamento Remoto são constituídas por um arranjo de elementos sob a forma de uma malha ou grid;

→ Cada cela (pixel) desse grid tem sua localização definida em um sistema de coordenadas do tipo “linha e coluna”, representadas por “X” e “Y”, e um atributo numérico “Z”, que indica o nível de cinza dessa cela, conhecido como DN, de digital number (varia de preto ao branco);

→ O DN de um pixel corresponde à média da intensidade da energia refletida ou emitida pelos diferentes materiais presentes nesse pixel;

→ Uma imagem digital pode então ser vista como uma matriz, de dimensões X linhas por Y colunas, com cada elemento possuindo um atributo Z (nível de cinza).


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Resolução É a habilidade de um sistema de sensoriamento remoto para produzir uma imagem

nítida e bem definida. As características dos sistemas sensores são expressas em função de quatro domínios

de resolução: espectral, espacial ou geométrica, temporal e radiométrica.

Banda 1 0,45-0,52 µm (azul)

Banda 2 0,52-0,59 µm (verde)

• Mapeamento de águas costeiras; • Diferenciação entre solo e vegetação; • Diferenciação entre vegetação conífera e decídua

• Mapeamento de vegetação; • Qualidade d’água

Banda 3 0,63-0,69 µm (vermelho)

Banda 4 0,77-0,89 µm (infravermelho próximo)

• Absorção de clorofila; • Diferenciação de espécies vegetais; • Áreas urbanas, uso do solo; • Agricultura; • Qualidade d’água

• Delineamento de corpos d’água; • Mapeamento geomorfológico; • Mapeamento geológico; • Áreas de queimadas; • Áreas úmidas; • Agricultura; Vegetação

Aplicações das bandas da Câmara CCD do satélite CBERS

http://www.inpe.br/unidades/cep/atividadescep/educasere/


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7- ALGUNS SISTEMAS SENSORES E RESOLUÇÕES

Resolução Espacial – Representa a capacidade do sistema sensor de “enxergar”

objetos na superfície terrestre: quanto menor o objeto passível de ser visto, maior sua resolução.

Resolução Temporal - Diz respeito à freqüência com que as imagens de uma mesma

área são obtidas. Resolução Radiométrica – É a capacidade do detector de perceber diferenças do sinal

recebido e é dada pelo número de níveis digitais representando níveis de cinza. Quanto maior for o número de níveis, maior será também a resolução radiométrica. Representa a capacidade de discriminar entre diferentes intensidades de sinal ou números digitais em que a informação encontra-se registrada.

Fig. 1 – Imagens de uma área no Estado do Rio de Janeiro, obtidas nas sete bandas do sensor TM do Landsata-5

Fonte: http://www.ltid.inpe.br/dsr/mauricio/sensores.htm


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Tabela 1 -Características espectrais e espaciais do sensor ETM+ DO LANDSAT-7

Banda FAIXA ESPECTRAL REGIÃO DO ESPECTRO

RESOLUÇÃO ESPACIAL

Nm µm (m x m) 1 450 – 520 0,45 – 0,52 Azul 30 2 530 – 610 0,53 – 0,61 Verde 30 3 630 – 690 0,63 – 0,69 Vermelho 30 4 780 – 900 0,76 – 0,90 IV/Próximo 30 5 1550 – 1750 1,55 – 1,75 IV/Médio 30 6 10400– 12500 10,4 – 12,5 IV/Termal 120 7 2090 – 2350 2,08 – 2,35 IV/Médio 30

8 (PAN) 520 - 900 0,52 – 0,90 VIS/IVPróximo 15

Tabela 2 -Características do Satélite SPOT SATÉLITE SENSOR BANDA FAIXA

ESPECTRAL (µM)

RESOLUÇÃO (metro)

SPOT 3 HRV X1 X2 X3

PAN

0,5 – 0,59 0,61 – 0,68 0,79 – 0,89 0,51– 0,73

20 20 20 10

SPOT 4* HRV X1 X2 X3

PAN SWIR

0,5 – 0,59 0,61 – 0,68 0,78 – 0,89 0,61 – 0,68 1,68- 1,75

20 20 20 10 20

SPOT 5* HRV

X1 X2 X3

2- PAN SWIR

0,5 – 0,59 0,61 – 0,68 0,78 – 0,89 0,48 – 0,71 1,68- 1,75

10 10 10

5 - 2,5 20

*Vegetation – 3 bandas (BGR) no visível 1 no IR (1,58-1,75µM)

Tabela 3 - Características do Sensor do Satélite IKONOS

Sensor Resolução Espectral

µµµµm

Resolução Espacial (m x m)

Faixa de varredura

Resolução Radiométrica

Pancromático 0.45-0.90 1 1100 km 11 bits (2048

níveis)

Multiespectral

0.45-0.52 4 1100 km 11 bits (2048

níveis)

0.52-0.60 4 1100 km 11 bits (2048

níveis)

0.63-0.69 4 1100 km 11 bits (2048

níveis)

0.76-0.90 4 1100 km 11 bits (2048

níveis)


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Tabela 4 - Satélite CBERS – Características do Sensores CCD, IR-MSS e WFI SENSOR FAIXA

ESPECTRAL(µm) RESOLUÇÃO

ESPACIAL (m x m)

VARREDURA NO TERRENO (km)

CCD 0,45 - 0,52 0,52 – 0,59 0,63 – 0,69 0,77 – 0,73

0,51 – 0,73 (PAN)

19,5

113

IR-MSS 0,50 – 1,10 1,55 – 1,75 2,08 – 2,35

10,04 – 12,05

77,8

120

WFI 0,63 – 0,69 0,77 – 0,89

256

890

O satélite CBERS-2B, lançado em setembro de 2007, foi construído para dar continuidade ao programa de imageamento do País, e é praticamente idêntico aos CBERS-1 e 2. Algumas melhorias foram introduzidas, a principal delas é quanto à carga útil, com a substituição do imageador IRMSS por uma Câmera Pancromática de Alta Resolução (HRC).

Características da Câmera Pancromática de Alta Resolução - HRC

Banda espectral 0,50 - 0,80 µm (pancromática)

Campo de Visada 2,1º

Resolução espacial 2,7 x 2,7 m

Largura da faixa imageada 27 km (nadir)

Resolução temporal 130 dias na operação proposta

Taxa de dados da imagem 432 Mbit/s (antes da compressão)

Quantização 8 bits Sensor do RADARSAT é um radar de alta tecnologia. A obtenção de imagens por

parte deste satélite não se encontra dependente das condições climáticas, nomeadamente da nebulosidade, como acontece com a maioria dos satélites de detecção remota com sensores ópticos (Tabela).


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TABELA 6 – Características do Sensor SAR Sensor Resolução

Espectral Modo de Operação

Resolução Espacial

Faixa de Varredura

Ângulo de incidência (Graus)

SAR

SAR

Syntethic Aperture

Radar Opera na

banda “C”

5.3 GHz ou (5.6cm)

Standard 25 x 28 m 100 km 20-49

5.3 GHz Wide-1 48-30 x 28

m 165 km 20-31

5.3 GHz Wide-2 32-25 x 28

m 150 km 31-39

5.3 GHz Fine

resolution 11-9 x 9 m 45 km 37-48

5.3 GHz ScanSAR Narrow

50 x 50 m 305 km 20-40

5.3 GHz ScanSAR

Wide 100 x 100 m 510 km 20-49

5.3 GHz Extended

(H) 22-19 x 28

m 75 km 50-60

5.3 GHz Extended (L) 63-28 x 28

m 170 km 10-23

8- COMPORTAMENTO ESPECTRAL

Para que possamos extrair informações a partir de dados de sensoriamento remoto é fundamental o conhecimento do comportamento espectral dos objetos da superfície da terra e dos fatores que interferem neste comportamento.

O CEA resulta das interações entre a REM incidente sobre o objeto e as propriedades físicas, químicas e biológicas do objeto.

O conhecimento do CEA não é importante apenas para a extração de informações de

imagens obtidas pelos sensores, é também importante na própria definição de novos sensores. Quando selecionamos, por exemplo, a melhor seleção de canais para uma composição colorida, temos que conhecer o comportamento espectral do alvo de nosso interesse, pois, sem conhecê-lo, corremos o risco de desprezar FAIXAS ESPECTRAIS DE GRANDE SIGNIFICÂNCIA NA SUA DISCRIMINAÇÃO.

• A maior fonte de REM é o Sol. A Terra também é uma grande fonte desta

energia. • A Terra é uma grande fonte de REM termal, que é emitida, em grande

quantidade, durante a noite. • Durante este percurso (Sol/atmosfera/Terra) acontecem alguns fenômenos já

conhecidos por nós, como: - a cor azul do céu: resultado do espalhamento, pela atmosfera, da radiação

eletromagnética na faixa do azul; - a cor avermelhada do céu ao amanhecer e no poente: resultado do

espalhamento, pela atmosfera, da radiação eletromagnética na faixa do vermelho;


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- a cor branca das nuvens: resultado do espalhamento, pela atmosfera, de todos os tipos de REM. A quantidade de energia refletida por um alvo irá definir o seu comportamento

espectral e esta informação será captada por um sensor, que é o equipamento responsável por essa detecção.

Para que possamos extrair informações a partir de dados de sensoriamento remoto, é

fundamental o conhecimento de comportamento espectral dos objetos da superfície terrestre e dos fatores que interferem neste comportamento (ex.: atmosfera).

Por exemplo: - A vegetação possui a cor verde porque ela reflete a REM (ou comprimento de onda)

na faixa do verde; - O mar possui a cor azul-esverdeada porque reflete o azul e um pouco do verde. EXEMPLO:

Sistema TM Bandas Faixa espectral (µm) Aplicações 1 0,45 – 0,52 (azul) � mapeamento de águas costeiras

� diferenciação entre solo e vegetação � diferenciação entre vegetação conífera e decídua

2 0,52 – 0,60 (verde) � mapeamento de vegetação � qualidade da água

3 0,63 – 0,69 (vermelho) � absorção de clorofila � diferenciação de espécies vegetais � áreas urbanas e uso do solo � agricultura � qualidade da água

4 0,76 – 0,90 (infravermelho próximo)

� delineamento de corpos d’água � mapeamento geomorfológico � mapeamento geológico � áreas de queimadas � agricultura � vegetação

5 1,55 – 1,75 (infravermelho médio)

� uso do solo � medidas de unidade da vegetação � diferenciação entre nuvem e neve � agricultura � vegetação

6 10,40 – 12,50 (infravermelho termal)

� mapeamento de estresse térmico em plantas � correntes marinhas � propriedade termal do solo � outros mapeamentos térmicos

7 2,08 – 2,35 (infravermelho médio)

� identificação de minerais � mapeamento hidrotermal


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9- COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS O comportamento espectral de alvos pode ser definido pela forma como diferentes

alvos interagem com a radiação eletromagnética. Algumas absorvem, refletem ou transmitem a radiação em proporções que variam com o comprimento de onda, de acordo com as suas características físicas, biológicas e químicas.

A figura acima mostra três tipos de alvos água, solo, e vegetação, que, em uma faixa

do espectro eletromagnético compreendida entre 0,4 a 2,6 µm, apresentam diferentes formas e intensidade de reflectância. Graças a isso, podemos discriminar e identificar os diferentes alvos existentes na natureza. Estes objetos da superfície refletem, absorvem e transmitem radiação eletromagnética em proporções que variam com o comprimento de onda, de acordo com as suas características bio-fisico-químicas.

No espectro eletromagnético, a absorção de energia é caracterizada por uma

diminuição relativa na porcentagem de reflectância em certas faixas de comprimento de onda, denominadas bandas de absorção.

Vegetação a) Até 0,7 µm - a reflectância é baixa (< 0,2), dominando a absorção da radiação

incidente pelos pigmentos da planta em 0,48 µm (caratenóides) e em 0,62 µm (clorofila). Em 0,56 µm há um pequeno aumento do coeficiente de reflectância;

b) Entre 0,7 µm e 1,3 µm – região dominada pela alta reflectância da vegetação (0,3 < ρ < 0,4), devido à interferência da estrutura celular;

Fig.2 – Assinatura Espectral


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Fig.3 – Capacidade da água em refletir Fonte: http://www.inpe.br/unidades/cep/atividadescep/educasere/

c) Entre 1,3 µm e 2,5 µm, a reflectância da vegetação é dominada pelo conteúdo de água nas folhas (correspondem também às bandas de absorção atmosférica).

Solos

Regiões do espectro mais adequadas ao estudo de propriedade físico-química.

Regiões Espectrais Propriedades

0,57 µm Monitoramento de matéria orgânica em solos sem cobertura vegetal

0,7 µm e 0,9 µm Monitoramento do conteúdo de compostos de ferro férrico

1,0 µm Monitoramento do conteúdo de compostos de ferro ferroso

2,2 µm Monitoramento de umidade do solo

Água a) A água em estado líquido apresenta baixa reflectância entre 0,38 µm e 0,70 µm,

absorvendo toda a radiação acima de 0,7 µm (Figura 3); b) A água em forma de nuvens apresenta altíssima reflectância (0,70 µm) entre 0,38

µm e 2,5 µm, com absorção ampla em torno de 1,0 µm, com absorção ampla em torno de 1,0 µm, 1,3 µm e 2 µm;

c) A água em forma de neve apresenta elevada reflectância (maior do que as nuvens) entre 0,7 µm e 1,2 µm. De 1,2 µm a 1,4 µm a reflectância decresce com um gradiente altíssimo (de 0,8 a 0,2) atingindo valores de ρ inferiores a 0,1 em 1,5 µm. Entre 1,5 µm e 2,0 µm há um aumento de reflectância da neve (máximo em aproximadamente 1,5 µm quando atinge um valor deρ = 0,2). Em 2,0 µm a reflectância aproxima-se de zero para aumentar até 0,2 em torno de 2,25 µm.

Asfalto a) Reflectância baixa e decrescente entre 0,3 µm e 0,4 µm; b) Reflectância crescente entre 0,4 µm e 0,6 µm; c) Reflectância de 0,2 entre 0,6 µm e 1,0 µm; d) Reflectância crescente até 1,3 µm.


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Concreto a) Aumento da reflectância com o comprimento de onda; b) Apresentando feições amplas entre 0,38 µm, entre 0,64 µm e 0,8 µm e em 1,1 µm.

Comportamento Espectral de áreas urbanas

As áreas urbanas são caracterizadas por uma aparência heterogênea, causada pelo fato

da variação interna dessas áreas ser muito grande, devido à sua própria natureza. As áreas residenciais, por exemplo, são formadas por materiais variados tais como: concreto, asfalto vidro, ferro e vegetação. Há que se considerar ainda a influência das sombras causadas por edificações altas. Por isso, a resposta espectral de cidades só pode ser descrita de uma forma generalizada.

A região do vermelho do espectro visível é a que mostra um contrate maior entre a área construída e a vegetação.

Composição Colorida (Divino Figueiredo/Conceitos Básicos de Sensoriamento Remoto)

Trata-se de um dos artifícios de maior utilidade na interpretação das informações do

SR. Ela é fundamental para uma boa identificação e discriminação dos alvos terrestres. O olho humano é capaz de discriminar mais facilmente matizes de cores do que tons de cinza. A composição colorida é produzida na tela do computador, ou em outro dispositivo qualquer, atribuindo-se as cores primárias (vermelha, verde e azul) a três bandas espectrais quaisquer. Este artifício é também conhecido como composição RGB (do inglês: Red, Green, Blue). Associando, por exemplo, a banda 3 à cor vermelha (R), a banda 4 à cor verde (G) e a banda 5 à cor azul (B), produz-se uma composição colorida representada por 345 (RGB) (Figura 4). A formação das cores na imagem pode ser considerada similar ao trabalho de um pintor que tenha à sua disposição 3 latas de tinta, uma de cada uma das cores acima. Com estas latas de tinta pintamos a imagem. A imagem é pintada pixel a pixel. Os pixels são pintados individualmente usando um pouco de tinta de cada lata. A quantidade de tinta de cada cor é determinada pelo nível de cinza do pixel na banda associada à cor. Se o nível de cinza for 0 em uma banda, significa que nenhuma tinta deve ser utilizada da correspondente cor. Pixels que têm nível de cinza igual a 0 nas 3 bandas ficam completamente sem tinta, portanto em cor preta (ou sem cor). Se o nível de cinza em uma banda for máximo, digamos 255, significa que se deve utilizar o máximo de tinta da cor correspondente. Pixels que têm o máximo valor de nível de cinza nas 3 bandas ficam, na imagem, em cor branca intensa. Pixels que têm o mesmo nível de cinza nas 3 bandas ficam em tons da cor cinza, (não confundir nível de cinza, que é o valor digital do pixel, com a cor cinza que estamos agora utilizando). Neste caso de valores iguais dos níveis de cinza, o tom da cor cinza será mais escuro para valores menores e mais claro para valores maiores. A título de ilustração, suponhamos que na composição 345 (RGB), um determinado pixel tivesse os seguintes níveis de cinza: banda 3 = 180, banda 4 = 70 e banda 5 = 10. Este pixel teria um tom de cor mais puxado para o vermelho do que para o azul, uma vez que o valor 180 determina que se utilize muito mais tinta da cor vermelha (R) do que da cor azul (B), que corresponde ao valor 10 da banda 5 que está associada a esta cor. O olho humano não consegue distinguir, na tela do computador, um único pixel de uma imagem em resolução plena, mas, embora pintados individualmente, eles formam, no conjunto, a imagem colorida. A quantidade total de cores possíveis de uma imagem no computador depende da faixa de valores dos níveis de cinza. Em uma imagem LANDSAT,


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por exemplo, onde a faixa é de 0 a 255, tem-se 256 níveis de cinza, neste caso, portanto, a quantidade de cores discretas na imagem é 256 X 256 X 256 = 16.777.216. São 256 quantidades diferentes de tinta que se pode tirar de cada lata que podem ser combinadas entre si.Como os níveis de cinza de cada banda representam a assinatura espectral dos alvos, as colorações que as feições terrestres recebem nas imagens representam valioso meio de reconhecimento e de obtenção de informações, de modo indireto.

10- SISTEMA MUNDIAL DE REFERÊNCIA ( World Reference System) O Sistema Mundial de Referência, composto pelo número da órbita e pelo número do

ponto, é utilizado para localizar a imagem da área de interesse para estudo. O número da órbita se refere à órbita base a que pertence a cena, da área de interesse, no Sistema Mundial de Referência, e o numero do ponto é associado a uma latitude padrão representada em um Mapa índice.

As imagens LANDSAT/TM podem ser adquiridas da seguinte forma: � Cena inteira – cobre uma área de 185 x 185 Km. � Quadrante – representa um quarto da cena inteira – cobre uma área de 90 x 90 km � Subquadrante – representa um quarto do quadrante – cobre uma área de 46 x

46km

Fig. 4 – Combinação das cores RGB e a Composição Colorida Fonte: http://omnis.if.ufrj.br/~coelho/DI/texto.html


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Fig. 5 - Mapa do sistema mundial de referência.

Fonte: http://www.ltid.inpe.br/selper/frame.html


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1 – Data da passagem do satélite; 2 – Tipo de projeção; 3 - Tipo de processamento geométrico; 4 – Tipo de efemérides; 5 – Área imageada; 6 – Órbita e ponto; 7 – Tipo de processamento; 8 – Coordenadas: C – coordenadas do centro da imagem; N – coordenadas do Nadir; 9 – Sensor; 10 – Satélite; 11 – Banda; 12 – Ângulo de elevação do sol; 13 – Ângulo de azimute solar; 14 – Orientação do satélite; 15, 16 – Parâmetros de processamento; 17 – Qualidade de gravação; 18 – Número de órbitas; 19 – Data de processamento; 20 – Escala de nível de cinza.

11- INTERPRETAÇÃO DE IMAGENS

Uma imagem orbital contém muitos DADOS. Para esses dados tornarem-se INFORMAÇÃO, é necessário a interpretação dos dados a partir das diferentes áreas do CONHECIMENTO.

Interpretar imagens é identificar objetos nelas representados e dar um significado a esses objetos, assim, quando identificamos uma represa, uma mancha urbana ou uma mata, estamos fazendo a sua interpretação.

As imagens obtidas por sensores remotos, qualquer que seja seu processo de formação, registram a energia proveniente dos objetos da superfície observada. Independente da resolução e escala, as imagens apresentam os elementos básicos de reconhecimento que são:

Fig.6 - Rodapé de uma imagem TM Fonte: http://www.ltid.inpe.br/selper/frame.html


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O Texto abaixo foi baseado em: http://www.tamoio.dmz.inpe.br/unidades/cep/atividadescep/educasere/ Padrão

Este conceito de padrão indica que um alvo no dado de sensoriamento remoto apresenta uma organização peculiar que o distingue de todos os outros.

Tonalidade e Cor

A tonalidade refere-se à intensidade de energia eletromagnética refletida por um tipo de alvo na superfície terrestre, em uma determinada banda do espectro eletromagnético, em outras palavras, a tonalidade está estreitamente relacionada com o comportamento espectral das diferentes coberturas da superfície terrestre.

Em uma imagem de satélite, estas diferentes quantidades de energia refletida pelos alvos são associadas a tons de cinza, isto é, quanto mais energia um alvo reflete mais energia chega ao sensor a bordo do satélite. Assim, este alvo será associado a um tom de cinza claro. Se, ao contrário, o alvo na superfície da terra reflete pouca energia, menos energia chegará ao sensor. Assim, este alvo será associado a tons de cinza mais escuros.

Fig. 7 - Imagem do Sensor AVIRIS apresentando dois padrões de drenagem diferente

Fig. 8 - Padrão típico de áreas agrícolas, imagem LANDSAT-TM


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O olho humano é mais sensível a cores que a tons de cinza. As cores que podemos ver são fruto da reflexão seletiva dos alvos existentes na superfície terrestre, nas distintas bandas do espectro eletromagnético. Assim, para facilitar a interpretação visual dos dados de sensoriamento, são associadas cores aos tons de cinza.

Forma e Tamanho

Textura

É a qualidade que se refere à aparente rugosidade ou suavidade de um alvo em uma imagem de sensoriamento remoto.

Fig. 9 - Imagem LANDSAT /TM do encontro das águas dos rios Solimões (azul claro) e Negro

(preto) formando o rio Amazonas

Fig. 10 - Imagem IKONOS com forma

característica de sistema viário

Fig. 11 - Imagem CBERS apresentando açudes, no estado do ceará com tamanhos diferentes.

O açude grande é o açude de Orós.

Fig. 12 - Imagens do sensor AVIRIS apresentando duas texturas distintas.


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Sombra

O sistema visual humano possui uma notável capacidade de reconhecer

padrões. Contudo, ele dificilmente é capaz de processar o enorme volume de dados e informações presentes em uma imagem. Vários tipos de degradações e distorções oriundas do processo de aquisição das imagens dificultam ainda mais esta atividade pelo olho humano.

A função primordial do processamento digital de imagens de SR é a de fornecer ferramentas para facilitar a identificação e a extração das informações sobre fenômenos ou objetos do mundo real contidas nas imagens. Ou ainda, transformar a imagem de tal modo que as informações radiométricas contidas nelas sejam mais facilmente discrimináveis pelo analista.

As técnicas computacionais tentam simular a capacidade do sistema visual humano em reconhecer padrões espectrais nos dados remotamente sensoriados. A grande vantagem do

Fig. 13 - Texturas

Fig. 14 - Imagem CBERS apresentando a nuvem em branco e a sombra da nuvem em preto, esta última confunde-se com a tonalidade preta da água do açude que está na porção inferior da imagem.


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uso do computador no reconhecimento de padrões em relação à interpretação visual, é que eles são capazes de processar um grande volume de informações.

Com relação à terminologia da classificação da imagem no computador, são

encontradas na literatura várias expressões sobre esse procedimento, como classificação automática, classificação digital, análise digital, interpretação digital, tratamento digital, etc.

A CLASSIFICAÇÃO AUTOMÁTICA DE IMAGENS DE SR CONSISTE NA

ASSOCIAÇÃO DE CADA PIXEL DA IMAGEM A UM RÓTULO, OU SEJA, CONSISTE NA ROTULAÇÃO (IDENTIFICAÇÃO) AUTOMÁTICA DE TODOS OS PIXELS CONTIDOS EM DETERMINADA CENA EM CLASSES TEMÁTICAS, SEGUNDO A OCUPAÇÃO DO SOLO.

A informação espectral de uma cena pode ser representada por uma imagem

espectral, na qual cada pixel tem coordenadas espaciais x, y (linha e coluna) e uma espectral L (atributo numérico), que representa a radiância do alvo em todas as bandas espectrais, ou seja para uma imagem de K bandas, existem K níveis de cinza associados a cada pixel, sendo um para cada banda espectral.

Quando esse tipo de operação é realizada para todos os pixels da imagem de uma

determinada área, o resultado pode vir a ser um mapa temático digital, claro que após essa imagem ter sido reorganizada para se ajustar a uma determinada projeção cartográfica. 12- PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS

As técnicas voltadas para a análise de dados multidimensionais, adquiridos por

diversos tipos de sensores, recebem o nome de processamento digital de imagens, ou seja, é a manipulação de uma imagem por computador de modo onde a entrada e a saída do processo são imagens. Usa-se para melhorar o aspecto visual de certas feições estruturais para o analista humano e para fornecer outros subsídios para a sua interpretação, inclusive gerando produtos que possam ser posteriormente submetidos a outros processamentos.

Um dos principais objetivos do Sensoriamento Remoto (SR) é o de servir de fonte de dados para a identificação dos diferentes materiais ou alvos existentes na superfície terrestre. Esses alvos sejam eles tipos de vegetação, padrões de uso do solo, rochas, água, etc.

Esta identificação é possível devido ao fato dos diferentes materiais, ou mesmo dos mesmos em estágios diferentes, terem comportamentos específicos ao longo do espectro eletromagnético.

Pré-Processamento Consiste na preparação dos dados de satélites para a classificação. Nesta fase

empregam-se técnicas visando melhorar a qualidade dos dados, por exemplo: remoção de ruídos, realce de imagens, correção geométrica e registro, etc.

Realce A técnica de realce de contraste tem por objetivo melhorar a qualidade das imagens

sob os critérios subjetivos do olho humano. É normalmente utilizada como uma etapa de pré-processamento para sistemas de reconhecimento de padrões. O contraste entre dois objetos pode ser definido como a razão entre os seus níveis de cinza médios. A manipulação do contraste consiste numa transferência radiométrica em cada pixel, com o objetivo de aumentar


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a discriminação visual entre os objetos presentes na imagem. Realiza-se a operação ponto a ponto, independentemente da vizinhança. A escolha do mapeamento direto adequado é, em geral, essencialmente empírica. Entretanto, um exame prévio do histograma da imagem pode ser útil. O histograma de uma imagem descreve a distribuição estatística dos níveis de cinza em termos do número de amostras (pixels) com cada nível.

A distribuição pode também ser dada em termos da percentagem do número total de pixels na imagem. Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de uma imagem e a função densidade de probabilidade, que é um modelo matemático da distribuição de tons de cinza de uma classe de imagens.

Correção geométrica e do registro de imagens As imagens produzidas por sensores remotos, sejam elas fotografias aéreas ou

imagens de satélite, apresentam uma série de distorções espaciais, não possuindo, portanto, precisão cartográfica quanto ao posicionamento dos objetos, superfícies ou fenômenos nelas representados. Erros geométricos resultam das seguintes causas: rotação e curvatura da Terra, movimento do espelho de imageamento, variações da altitude, posição e velocidade da plataforma, distorção topográfica.

Freqüentemente, a informação extraída da imagem de sensoriamento remoto precisa

ser integrada com outros tipos de informação, representados na forma de mapas, especialmente quando se trabalha com sistemas geográficos de informação, nos quais as imagens de sensoriamento remoto são uma das principais fontes de dados. Por outro lado, os dados contidos em uma imagem de satélite precisam ser apresentados na forma de um mapa, com uma grade de coordenadas geográficas de referência traçada sobre a mesma.

O registro de uma imagem compreende uma transformação geométrica que relaciona

coordenadas de imagem (linha, coluna) com coordenadas de um sistema de referência. Outros termos comuns para a designação do procedimento de registro são

geocodificação e georreferenciamento. É importante, contudo, fazer uma distinção clara entre registro e correção geométrica.

- O processo de correção geométrica de imagens elimina as distorções geométricas sistemáticas introduzidas na etapa de aquisição das imagens;

- O registro apenas usa transformações geométricas simples - usualmente transformações polinomiais - para estabelecer um mapeamento entre coordenadas de imagem

Fig. 15 – Distribuição do nível de cinza nas imagens

Fonte: http://www.dpi.inpe.br/spring/portugues/tutorial/introducao_pro.html


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e coordenadas geográficas. Por isso, sugere-se que o registro seja sempre utilizado como uma técnica que busca refinar a qualidade geométrica de imagens com correção geométrica de sistema.

13- ANÁLISE AMBIENTAL Toda ação de planejamento, ordenação ou monitoramento do espaço deve incluir a

análise dos diferentes componentes do ambiente, incluindo o meio físico-biótico, a ocupação humana e seus inter-relacionamentos. Assim, podem–se apontar algumas dimensões dos problemas ligados aos estudos ambientais, onde é grande o impacto do uso da tecnologia e dos recursos de SR. Por exemplo o mapeamento multitemático para subsidiar diagnósticos, avaliações e prognósticos ambientais bem como o ordenamento territorial.

É importante destacar que o critério espectral não é suficiente para discriminar, por

exemplo, entre classes de uso da terra (uso “cultural” da terra) em função da hierarquização da informação, ou escala geográfica de análise da máxima generalização ao máximo detalhamento.

�Resolução espacial; �Métodos de classificação digital X interpretação visual X elementos de

reconhecimento; �Resolução temporal – impactos/mudanças de curto, médio e longo prazos.


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14- EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DE TECNOLOGIAS DE AQUISIÇ ÃO DE DADOS PARA OS DIFERENTES ESTUDOS E ESCALAS

TECNOLOGIAS NÍVEL GLOBAL (ESCALA 1:25.000.000 a 1:1.000.000)

Sensoriamento Remoto

� Geopolítica � Levantamento de Recursos Ambientais � Geológicos � Camada de Ozônio � Mudanças Climáticas (efeito estufa, elevação do nível do mar) � Desmatamento � Desertificação

NÍVEL REGIONAL OU NACIONAL (1:250.000 a 1:100.000)

Sensoriamento Remoto e Fotogrametria/Levantamento

Geodésico – GPS

� Zoneamentos (planejamentos, monitoramentos e gestão ambiental)

� Florestais (desmatamentos e reflorestamentos) � Agricultura (previsões de safra) � Mapas geológicos

INTERMUNICIPAL (1:100.000 a 1:50.000)

Sensoriamento Remoto, Fotogrametria e GPS

� Gestão de Bacias Hidrográficas � Transporte � Planejamentos Hidrológicos � Planejamentos Energéticos � Planejamentos Florestais e Agrícolas � Geológicos, etc.

MUNICIPAL (1:50.000 a 1:10.000)

Sensoriamento Remoto e Fotogrametria

� Gestão Ambiental de Municípios (Planos Diretores, Planejamento Urbano)

� Análise Ambiental (Zoneamentos, EIA/RIMA) � Projetos de Engenharia (Saneamento, Água, Transportes) � Regularização Fundiária � Agricultura (Projetos de Irrigação) � Geologia, entre outras...

LOCAL (1:10.000 a 1:2.000)

Satélites de Alta Resolução (Ikonos, Quick Bird), Radares,

Fotogrametria, GPS e Topografia Convencional

� Gestão de Municípios (Planos Diretores, Planejamento Urbano e Cadastro Urbano – IPTU)

� Análise Ambiental (Zoneamentos, EIA/RIMA) � Projetos de Engenharia (Saneamento, Água, Transportes) � Redes de Concessionárias de Serviços Públicos (Telefonia, etc.) � Agricultura de Precisão � Florestas � Geologia e Geotectônica � Fenômenos Ambientais Específicos

LOCAL EM DETALHE (1:2.000 a 1:250)

Satélites de Alta Resolução (Ikonos, Quick Bird), Radares,

Fotogrametria, GPS Topográfico e Topografia

Convencional

� Aplicações Imobiliárias � Projetos de Engenharia (construção civil, projetos paisagísticos,

estudos de tráfego, sinalização, desapropriação) � Redes de Concessionárias � EIA � Agricultura de Precisão � Estudos Ambientais de fenômenos específicos e outras...


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BIBLIOGRAFIA CROSTA, A. Processamento Digital Aplicado à Interpretação de Imagens de Sensoriamento Remoto. UNICAMP. 1993. FLORENZANO, T. G. Imagens de satélites para estudos ambientais, INPE, Oficina de textos, 2002. IBGE. Introdução ao Processamento Digital de Imagens. Manuais Técnicos em Geociências n. 9. 2001. INPE. SPRING: Sistema de processamento de informações georreferenciadas.. Disponível em: http://www.dpi.inpe.br/spring/. MOREIRA, M. A. Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Metodologia de Aplicação. INPE, São José dos Campos. NOVO, E. M. L. M. Sensoriamento remoto: princípios e aplicações. Ed. Bluncher Ltda, SP, 1989.

Sistema de Informações Geográficas (SIG)

Autora: Profa. Dra. Cristiane Nunes Francisco

UFF Niterói-RJ

2008


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1- SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA E GEOPROCESSAM ENTO

Até o advento da informática, a manipulação de dados geográficos era feita através de mapas e outros documentos impressos ou desenhados em uma base em papel. Esta característica impunha algumas limitações, como (1) na análise combinada de mapas oriundos de diversas fontes, temas e escalas e (2) na atualização dos dados, neste caso, era necessária a reimpressão/redesenho em outra base. A partir da metade do século XX, os dados geográficos passam a serem tratados por um conjunto de técnicas matemáticas e computacionais denominadas de Geoprocessamento. Para Câmara et al. (2005), uma nova ciência estaria surgindo, denominada de Ciência da Geoinformação, que teria como objetivo “o estudo e a implementação de diferentes formas de representação computacional do espaço geográfico”, pois, trabalhar com a geoinformação “significa, antes de mais nada, utilizar computadores como instrumentos de representação de dados espacialmente referenciados”. Este tema é bastante controverso, pois há outros que consideram o Geoprocessamento como a automatização de processos de tratamento e manipulação de dados geográficos que antes eram feitos manualmente.

Os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) correspondem às ferramentas computacionais de Geoprocessamento, que permitem a realização de “análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados georreferenciados” (Câmara et al., 2005). Para Aronoff (1989), os SIG, projetados para a entrada, o gerenciamento (armazenamento e recuperação), a análise e a saída de dados, devem ser utilizados em estudos nos quais a localização geográfica seja uma questão fundamental na análise, apresentando, assim, potencial para serem utilizados nas mais diversas aplicações (Tabela 1). Burrough (1986) considera que estes sistemas não apresentam apenas a função de manipulação de dados geográficos, mas, dentro de um SIG, os dados estruturados representam um modelo do mundo real (Figura 1).

Tabela 1: Exemplos de aplicações dos SIG. Finalidade Objetivo Exemplos de aplicação

Projetos Definição das características do projeto

Projeto de loteamentos Projeto de irrigação

Planejamento territorial

Delimitação de zoneamentos e estabelecimento de normas e

diretrizes de uso

Planos de manejo de unidades de conservação

Planos diretores municipais

Modelagem Estudo de processos e comportamento

Modelagem de processos hidrológicos

Gestão Gestão de serviços de utilidade pública

Gerenciamento de rede abastecimento

Banco de Dados Armazenamento e recuperação de dados

Cadastro urbano e rural

Avaliação de riscos e potenciais

Identificação de locais susceptíveis à ocorrência de um

determinado evento

Mapeamento de riscos ou potenciais

Monitoramento Acompanhamento da evolução dos fenômenos espaciais através de mapeamentos

sucessivos no tempo

Monitoramento da cobertura florestal Monitoramento da expansão urbana

Logístico Identificação de locais e rotas ideais

Definição da melhor rota Identificação de locais para implantação

de empreendimento econômico


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As múltiplas operações apresentadas por um SIG podem ser classificadas em três grupos, de acordo com o fim a que se destinam (adaptado INPE, 2004):

� Gerenciamento de banco de dados geográficos – armazenamento, integração e recuperação de dados georreferenciados de diferentes fontes, formatos e temas dispostos em um único banco de dados.

� Análises espaciais – a partir de um banco de dados geográficos, são efetuados combinações e cruzamentos de dados por meio de operações geométricas e topológicas cujo resultado é a geração de novos dados.

� Produção cartográfica – entrada, conversão e edição de dados, bem como de acabamento visando à apresentação final por forma impressa ou meio digital.

Diferentemente dos sistemas de informação, os sistemas aplicativos utilizados em geoprocessamento não apresentam funções de banco de dados, mas desempenham tarefas específicas sobre a base de dados (Rodrigues, 1990). Dentre estes sistemas, podemos destacar:

� CAD (Computer Aided Design - projeto auxiliado por computador) – facilitam a elaboração de projetos de engenharia e arquitetura. Na cartografia digital, são empregados para a digitalização das bases cartográficas através da vetorização de um documento cartográfico, em formato raster, diretamente na tela ou de um documento impresso com auxílio de uma mesa digitalizadora. Estes sistemas apresentam recursos para apresentação com comandos sofisticados de edição gráfica, exibição e impressão.

� Processamento Digital de Imagens (PDI) – executam operações de tratamento de imagens de sensoriamento remoto com auxílio da análise estatística, visando à melhoria da sua qualidade para extração de informações pelo analista humano. Dentre as operações disponíveis, podem ser destacadas as técnicas de realce, as filtragens, as operações algébricas, a transformação por componentes principais e classificação.

� Modelos Numéricos de Terreno (MNT) – geram uma superfície contínua representando a distribuição espacial de uma grandeza através da interpolação de pontos amostrais ou isolinhas.

Mundo Real

Universo Matemático

Universo de Representação

Universo de Implementação

Figura 1: Representação do mundo real no ambiente computacional. Fonte: Adaptado de Câmara et al. (2005).


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2- DADOS GEOGRÁFICOS

Os dados geográficos descrevem os objetos do mundo real, com base (1) na localização geográfica - posição em relação a um sistema de coordenadas; (2) nos relacionamentos espaciais ou topológicos - relações espaciais entre objetos; e (3) em atributos temáticos - propriedades medidas ou observadas dos objetos (Barbosa, 1997).

Em um SIG, os dados geográficos são estruturados em planos de informação, também denominados de camadas. Os planos de informação, quando geograficamente referenciados (georreferenciados), ou seja, referenciados ao sistema de coordenadas terrestres (topográficas, geográficas ou planas), podem ser sobrepostos e representam o modelo do mundo real (Figura 2). Para que ocorra a correta sobreposição entre os planos de informação, é necessário que possuam projeção cartográfica, sistema de coordenadas e sistema geodésico (datum) comuns e tenham sido gerados em escalas aproximadas.

Os planos de informação são compostos por uma coleção de elementos geográficos, denominados também entes ou entidades espaciais ou objetos, relacionados a um único tema ou uma classe de informação. Conceitualmente, em uma única camada não devem existir elementos que se sobreponham espacialmente, pois, como a camada contém elementos de um único tema, não é correto que um elemento pertença a duas classes do mesmo tema simultaneamente. Por exemplo, um elemento não pode pertencer a ambas as classes, floresta e área urbana, em um mapa de uso e cobertura do solo. No entanto, há exceções, como no caso do mapeamento de unidades de conservação, em que podem estar presentes unidades sobrepostas.

Os elementos geográficos representam e descrevem os eventos e os fenômenos do mundo real através de duas componentes (Figura 3):

- Gráfica ou espacial – descreve (1) a localização registrada pelo sistema de coordenadas geográficas, sistema de coordenadas da projeção ou sistema de coordenadas com uma origem local; (2) a geometria que fornece informações sobre área, perímetro e forma; (3) a topologia que possibilita estabelecer as relações espaciais entre os elementos geográficos.

Figura 2: Estrutura de dados dispostos em camadas. Fonte: ESRI (2004)


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- Não-gráfica ou não-espacial ou alfanumérica – descreve os atributos temáticos e temporais dos elementos geográficos, representados em forma de tabela estruturada ou de um banco de dados convencional.

A componente alfanumérica relaciona-se com a componente gráfica através de identificadores comuns, denominados geocódigos. A organização dos atributos é feita de acordo com técnicas convencionais de banco de dados. A maioria dos SIG utiliza o modelo relacional, baseado na estruturação dos dados em tabelas onde cada linha ou registro corresponde a um elemento geográfico representado graficamente no plano de informação. As colunas ou campos correspondem aos atributos dos elementos.

3- MODELO GEOMÉTRICO DA COMPONENTE GRÁFICA

Os modelos geométricos para a representação da componente gráfica no ambiente digital são vetorial e matricial, também denominado de raster. As operações dos SIG, para serem eficientemente executadas, requerem que os planos de informação estejam representados em um determinado modelo. Em geral, estes sistemas suportam os dois modelos geométricos.

3.1 Modelo Vetorial

Na estrutura vetorial, a localização e a feição geométrica do elemento são armazenadas e representadas por vértices definidos por um par de coordenadas. Dependendo da sua forma e

Figura 3: Estrutura dos dados em um SIG.


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da escala cartográfica, os elementos podem ser expressos pelas seguintes feições geométricas (Figura 4):

� Pontos – representados por um vértice, ou seja, por apenas um par de coordenadas, definindo a localização de objetos que não apresentam área nem comprimento. Exemplos: hospital representado em uma escala intermediária, cidade em uma escala pequena, epicentro de um terremoto, etc.

� Linhas poligonais ou arcos – representados por, no mínimo, dois vértices conectados, gerando polígonos abertos que expressam elementos que possuem comprimento. Exemplos: estradas, rios, etc.

� Polígonos - representados por, no mínimo, três vértices conectados, sendo que o primeiro vértice possui coordenadas idênticas ao do último, gerando, assim, polígonos fechados que definem elementos geográficos com área e perímetro. Exemplos: limites político-administrativos (municípios, estados), classes de mapas temáticos (uso e cobertura do solo, pedologia), etc.

Os elementos geográficos em um plano de informação podem ser compostos por um ou mais elementos gráficos. Os rios de uma bacia hidrográfica, por exemplo, formados por um conjunto de linhas poligonais, podem estar agrupados e armazenados como um único elemento. Um outro exemplo refere-se aos limites municipais; os municípios compostos por partes insular e continental são representados por um conjunto de polígonos agrupados formando um único elemento. Há outros casos em que o elemento é representado por um polígono e outro(s) contido(s) dentro deste, formando “buracos”, representando, por exemplo, um corpo d’água no interior de uma mancha urbana (Figura 5).

Figura 4: Representação geométrica dos elementos geográficos.

Fonte: ESRI (2004)


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As feições geométricas (ponto, linha e polígono), utilizadas para representação dos elementos, bem como a sua estrutura de armazenamento, estabelecem as relações espaciais entre os elementos geográficos, ou seja, relações espaciais existentes entre si e entre os outros elementos, denominadas de relações topológicas (Burrough, 1998). As relações espaciais são percebidas intuitivamente pelo leitor: ao analisar um mapa, por exemplo, os elementos que fazem fronteiras com outros elementos são facilmente identificados. Entretanto, como os sistemas computacionais não são capazes de perceber estas relações, para processamento de análises espaciais nos SIG, há necessidade de que estas sejam definidas explicitamente nos arquivos digitais que armazenam as feições geométricas dos elementos.

A estrutura de armazenamento dos dados vetoriais pode ser topológica ou do tipo spaghetti (RIPSA, 2000). Na estrutura topológica (Figura 6), os relacionamentos espaciais entre os elementos geográficos, representados por nós, arcos e polígonos, estão armazenados em tabelas. Os nós são entidades unidimensionais que representam o vértice inicial e o final dos arcos, além das feições pontuais. Os arcos correspondem a entidades unidimensionais, iniciados e finalizados por um nó, podendo representar o limite de um polígono ou uma feição linear. Os polígonos, que representam feições de região, são definidos por arcos que compõem o seu perímetro. A topologia permite estabelecer as seguintes relações entre os elementos:

� Pertinência / Contingência – os arcos definem os limites dos polígonos fechados

delimitando uma área;

� Conectividade – os arcos são conectados com outros a partir de nós, permitindo a identificação de rotas e de redes, como rios e estradas;

� Contigüidade – os arcos comuns definem a adjacência entre polígonos.

(A) Rios agrupados por bacia compondo um

único elemento geográfico formado por

mais de uma linha.

(B) Município formado por mais de um

polígono formando um único elemento

geográfico.

(C) Lagoa formada por um “buraco” em

vários elementos geográficos.

(A) (B)

(C)

Figura 5: Formação dos elementos geográficos.


58

Na estrutura spaghetti, as coordenadas das feições são armazenadas linha a linha, resultando em arquivos contendo uma lista de coordenadas. A simplicidade desta estrutura limita a sua utilização em análises espaciais, já que pode gerar incongruências como as listadas na Figura 7.

Figura 6: Topologia de polígonos, arcos e nós.

Fonte: UNBC GIS LAB (2005)

(1) arcos sem contigüidade(2) polígonos abertos sem área(3) arcos sem conectividade devido ao cruzamento de dois arcos sem presença de nó(4) polígonos adjacentes com sobreposição ou "buracos"

##

# #

##

#

#

#

Estrutura spaghetti Estrutura topológica

01

02

03

04 04

Figura 7: Comparação entre a estrutura topológica e spaghetti.

Fonte: Adaptado UNBC GIS LAB (2005)


59

3.2 Modelo Matricial

No modelo matricial, também denominado raster, o terreno é representado por uma matriz M(i, j), composta por i colunas e j linhas, que definem células, denominadas de pixels (picture cell), ao se cruzarem (Figura 8). Cada pixel apresenta um valor referente ao atributo, além dos valores que definem o número da coluna e o número da linha, correspondendo, quando o arquivo está georreferenciado, às coordenadas x e y, respectivamente.

Neste tipo de representação, a superfície é concebida como contínua, onde cada pixel representa uma área no terreno, definindo a resolução espacial. Em dois documentos visualizados na mesma escala, o de maior resolução espacial apresenta pixels de menor tamanho e discrimina objetos de menor tamanho no terreno. Por exemplo, um arquivo com a resolução espacial de 1 m possui maior resolução do que um de 20 m, pois o primeiro discrimina objetos com tamanho de até 1 m, enquanto o segundo de até 20 m (Figura 9). As medidas de área e distância serão mais exatas nos documentos de maior resolução, mas, por sua vez, eles demandam mais espaço para o seu armazenamento.

Figura 8: Modelo de representação matricial.

Figura 9: Imagens IKONOS (1m) e SPOT (20 m).


60

O modelo raster é adequado para armazenar e manipular imagens de sensoriamento remoto, ou seja, imagens da superfície terrestre geradas a partir da detecção e do registro, por um sensor transportado em um veículo aéreo ou orbital, da radiação eletromagnética refletida ou emitida por uma área da superfície terrestre. Os atributos dos pixels representam um valor proporcional à energia eletromagnética refletida ou emitida pela superfície terrestre. Para identificação e classificação dos elementos geográficos, é necessário recorrer às técnicas de processamento digital de imagem e de interpretação visual.

3.3 Modelo Vetorial x Modelo Matricial

A eficiência na execução das operações de manipulação e tratamento dos dados em um SIG depende do modelo geométrico utilizado para sua representação, conforme pode ser observado na Tabela 2.

Tabela 2: Funções do SIG de acordo com o modelo geométrico. Fonte: Adaptado Câmara et al. (2005).

Função Representação Vetorial Representação Matricial Relações espaciais entre

objetos Relacionamentos topológicos

entre objetos disponíveis Relacionamentos espaciais

devem ser inferidos Ligação com banco de dados Facilita associar atributos a

elementos gráficos Associa atributos apenas a

classes do mapa Análise, Simulação e

Modelagem Representação indireta de

fenômenos contínuos Álgebra de mapas é limitada

Representa melhor fenômenos com variação contínua no

espaço Simulação e modelagem mais

fáceis Algoritmos Problemas com erros

geométricos Processamento mais rápido e

eficiente.

O modelo vetorial permite que os relacionamentos topológicos estejam disponíveis junto aos objetos, já no modelo matricial eles devem ser inseridos no banco de dados. Esta propriedade possibilita que os arquivos vetoriais sejam mais adequados à execução de consultas espaciais.

A associação entre o atributo e a componente gráfica também é mais adequada ao vetorial, já que neste modelo um elemento é identificado como único, enquanto no raster esse é definido por um conjunto de pixels que possuem um atributo comum. Assim, operações de consultas aos atributos são mais adequadas de serem executadas nos arquivos vetoriais.

Por outro lado, a representação da superfície por pixels permite que os fenômenos contínuos sejam adequadamente representados no modelo matricial. No modelo vetorial, para cada variação do fenômeno, há necessidade de criação de um novo elemento. Por isso, o modelo matricial é utilizado nas imagens de sensoriamento remoto.

A representação contínua da superfície facilita a realização de simulação e modelagem com o uso de modelos numéricos de terrenos (MNT). Por exemplo, é possível fazer modelagem hidrológica. Este tipo de representação também facilita as operações algébricas entre camadas (operações com matrizes), correspondendo a operações algébricas entre os pixels de camadas sobrepostas corretamente, ou seja, georreferenciadas e com mesma resolução espacial. Este processamento é utilizado na elaboração de mapas de susceptibilidade (potencial/risco); o valor obtido por cada pixel, após as operações algébricas, pode ser classificado em níveis de susceptibilidade (baixo, médio, alto).


61

4- MODELAGEM DE DADOS EM SIG

Ao se adotar o SIG como a ferramenta de tratamento e análise de dados em um projeto, o primeiro passo a ser efetuado é gerar um modelo de análise que represente o objeto de estudo e que seja baseado no objetivo do projeto. Este modelo deve conter as seguintes componentes: a base de dados, os tipos de processamento e os resultados alcançados em cada etapa.

Para definição da base de dados é necessário estabelecer as variáveis que compõem o objeto de estudo e necessárias para alcançar o objetivo do trabalho, por isso é fundamental que o pesquisador tenha conhecimento profundo do comportamento do fenômeno que está estudando. Por exemplo, caso o objetivo seja delimitar as áreas sujeitas a enchentes, devem ser coletadas as variáveis que influenciam na ocorrência deste evento, como hidrografia, uso e cobertura do solo, altimetria, etc. Estas variáveis são representadas por planos de informação e, para que sejam corretamente sobrepostos, devem ser conhecidos o sistema de coordenadas, a projeção cartográfica e o datum, e a escala de coleta dos dados deve ser próxima. Nesta etapa, assim, também devem ser determinados: as propriedades cartográficas dos dados (escala, projeção, datum), o modelo geométrico de representação (vetor ou raster), a unidade territorial de integração dos dados ou análise de dados (bacia hidrográfica, municípios, etc.), as fontes disponíveis de dados e os métodos de coleta.

O processamento dos dados corresponde às operações de tratamento e de análise dos dados. O tratamento destina-se à montagem e à preparação da base de dados, consistindo em operações como: conversão dos dados para o formato digital (digitalização), adequação da base de dados às propriedades cartográficas, construção das tabelas de atributos, e especificação dos geocódigos. Com a base de dados construída, o processamento seguinte consiste em operações de análise que se destinam a atingir o objetivo do projeto propriamente dito. Algumas destas operações estão descritas no próximo item.

Durante o processamento dos dados, serão gerados resultados intermediários e, sobre estes, serão executadas novas operações até atingir-se o resultado final. Tanto os produtos intermediários quanto o final devem ser definidos no modelo de análise.

Uma boa dica para a geração do modelo de análise é construí-lo com base em um fluxograma. A Figura 10 representa um modelo de análise de dados cujo objetivo é a identificação de áreas urbanizáveis a partir do mapeamento da legislação ambiental e urbanística. Neste estudo, foram consideradas como restrições legais à urbanização:

Figura 10: Modelo de análise para o mapeamento das restrições legais à ocupação urbana.


62

- Declividade do terreno – o Código Florestal e a Lei de Parcelamento do Solo restringem à ocupação de acordo com a declividade. Esta foi gerada através do MNT elaborado com base nas curvas de nível.

- Mata Atlântica – o projeto de lei da Mata Atlântica restringe à ocupação de acordo com os estágios sucessão. Para identificar estas áreas, foram utilizadas imagens de sensoriamento remoto.

- Hidrografia – o Código Florestal considera como áreas de preservação permanente aquelas localizadas próximas aos rios. Para definição destes locais, foram construídas áreas de proximidade em torno dos cursos d’água.

- Unidades de conservação – a presença de unidades restringe à ocupação e o uso do solo de acordo com a sua categoria.

- Plano diretor municipal – no zoneamento municipal são estabelecidas as áreas destinadas à preservação e outras onde não há restrição à ocupação.

Estes dados, representados em planos de informação, foram cruzados, obtendo como resultado a delimitação das áreas com restrições legais à ocupação e daquelas onde a ausência de uma das variáveis indica que a urbanização é legal (Figura 11).

5- OPERAÇÕES DE ANÁLISE DE DADOS DE UM SIG

A quantidade de operações que um SIG pode executar é numerosa, podendo ser classificadas em três grupos. No grupo relacionado à produção cartográfica estão inseridas operações de entrada, conversão e edição de dados, bem como aquelas destinadas ao acabamento visando à apresentação final de forma impressa ou digital. No grupo das operações relacionadas ao gerenciamento de banco de dados geográficos estão inseridas as operações de montagem, preparação e recuperação de dados. O grupo de operações

Plano Diretor Municipal

Zona de Preservação

Zona Rural

Zona Urbana

Outros

Domínio da União

Parque Nacional da Bocaina

Reserva Indígena

Decreto Mata Atlântica

Mata Atlântica Primária ou Secundária

APP

Manguezal

Faixa marginal

Parcelamento do Solo e Código Florestal

Área com declividade acima de 30%

0 2,5Km

De

Obs. Devido à escala, não está representada APA de Tamoios

Figura 11: Mapa de Restrições Legais ao Uso e Ocupação do Solo – Angra dos Reis


63

relacionadas à análise espacial dos dados gera novas informações a partir da base de dados existente. Abaixo serão apresentadas as principais operações presentes no SIG.

5.1 Associação entre plano de informação e tabela de atributos

A associação entre um plano de informação e uma tabela de atributos é feita a partir de um campo comum entre eles (Figura 12). Esta associação possibilita que, na seleção de elementos, sejam conjuntamente selecionados a componente gráfica e os atributos da tabela vinculados aos elementos selecionados. (Caderno de exercícios - Módulo IV: Montagem da Base de Dados)

Duas camadas também podem ser diretamente vinculadas, a partir da associação entre elementos geográficos de uma camada aos de outra camada, tendo como base a localização destes elementos. Quando o vínculo espacial é estabelecido entre duas camadas do tipo ponto ou do tipo linha, o critério para a associação é a distância entre os elementos de cada camada. Caso uma das camadas seja do tipo polígono, a pertinência ou a interseção entre os elementos geográficos é analisada. No vínculo espacial estabelecido pela distância pode haver a opção de que seja calculada a distância entre os dois elementos como um atributo a ser acrescentado à tabela. Esta operação é apropriada para calcular a menor distância entre dois elementos pertencentes a duas camadas distintas.

5.2 Consulta por atributos

Operações de consultas visam à recuperação da informação a partir da formulação de condições. Em um banco de dados geográficos, como no caso dos SIG, as condições podem ser estabelecidas com base nos atributos ou na localização dos elementos geográficos (consulta espacial). Como resultado das consultas, elementos geográficos são selecionados e,

Figura 12: Associação entre a camada e tabela de atributos.


64

sobre eles, outras operações podem ser executadas, como: novas consultas, criação de uma nova camada apenas com os elementos selecionados, cruzamento de camadas, etc. (Caderno de exercícios - Módulo VI: Consulta por atributos)

As consultas por atributos são baseadas em expressões compostas por campos da tabela, operadores e os valores de atributos, do tipo: [campo] <operador> “valor”. Geralmente, os SIG utilizam SQL (Structured Query Language), linguagem de programação utilizada para acessar e gerenciar banco de dados. Nesta linguagem, os operadores utilizados são: = (igual), <> (diferente), => (maior e igual), <= (menor e igual), > (maior), < (menor) e LIKE (como). Caso a consulta seja composta por mais de uma expressão, um dos seguintes operadores lógicos é utilizado para unir as duas expressões (Figura 13):

-AND (interseção) - os elementos, para serem selecionados, devem atender as condições de ambas as expressões;

-OR (união) - os elementos, para serem selecionados, devem atender apenas a condição de uma expressão;

-NOT (negação) - os elementos, para serem selecionados, não devem atender a condição da expressão precedida por este operador.

5.3 Consulta espacial

As consultas espaciais são formuladas a partir de condições baseadas na localização, na forma e nas relações topológicas dos elementos geográficos (Figura 14):

- Proximidade – seleção de elementos tendo como base a distância entre eles.

Figura 13: Operação de consulta aos atributos.


65

- Adjacência ou vizinhança – seleção de elementos com base na existência de limites comuns entre elementos. Com esta condição, é possível selecionar linhas ou polígonos que apresentam vértices comuns.

- Pertinência – estabelecida pela condição de elementos estarem contidos em polígonos ou de polígonos conterem elementos.

- Interceptação ou interseção - estabelecida pela condição de elementos (linhas e polígonos) cruzarem com outros elementos.

- Geometria – definida pela existência de elementos que apresentam geometria idêntica.

5.4. Elaboração de cartogramas

Esta operação destina-se ao estabelecimento de uma representação gráfica comum (cor, tipo, símbolo, padrão e tamanho) dos elementos geográficos a partir da classificação dos atributos, ou seja, os atributos pertencentes a uma mesma classe apresentam a mesma representação gráfica (Caderno de exercícios - Módulo VIII: Elaboração de Cartogramas). O número de classes, o tipo de classificador e a representação gráfica dos elementos são definidos pelo usuário. Os tipos de classificadores mais comuns são (Figura 15):

Figura 14: Condições de seleção por localização


66

- Quantil – as classes possuem o mesmo número de elementos. A partir da definição do número de classes, os intervalos são estipulados definindo o número de elementos de cada classe, obtido através da divisão entre o número total de elementos e número de classes.

- Intervalos iguais / Passos iguais – as classes devem possuir o mesmo intervalo, calculado pela subtração entre o valor máximo e valor mínimo do atributo a ser classificado e, posteriormente, dividindo este valor pelo número de classes.

- Desvio padrão – as classes são determinadas com base na soma e na subtração do desvio padrão da média do atributo a ser classificado, gerando, assim, respectivamente, as classes acima da média e as classes abaixo da média.

- Quebras naturais – classes são estabelecidas utilizando o algoritmo denominado Otimização de Jenks para classificar os atributos. Este algoritmo agrupa os atributos baseado no menor erro possível, definido pela soma dos desvios absolutos da classe mediana ou, alternativamente, a soma dos desvios quadrados da classe média (ESRI, 2004).

- Valor único - utilizado para dados qualitativos. Os atributos com mesmo valor são inseridos na mesma classe.

Dependendo da distribuição dos dados, um determinado tipo de classificador é adequado. No caso de dados que apresentam uma tendência de distribuição uniforme em todos os intervalos, a classificação utilizando intervalos iguais ou quantil é apropriada. No

Quebras naturais

Taxa de Alfabetização

QuantilNº de elementos / número de

classes =

91 / 3 = 30Taxa de Alfabetização

Desvio PadrãoDP =Desvio padrão

Intervalos iguais(Valor máx – valor mín) /

número de classes =

(97-77) / 3 = 6


Quebras naturais


QuantilNº de elementos / número de

classes =

91 / 3 = 30Taxa de Alfabetização

Desvio PadrãoDP =Desvio padrão

Intervalos iguais(Valor máx – valor mín) /

número de classes =

(97-77) / 3 = 6


77 - 83%84 - 90%91 - 97%

77 - 83%84 - 90%91 - 97%

7 7 - 8 8 %8 9 - 9 2 %9 3 - 9 7 %

7 7 - 8 8 %8 9 - 9 2 %9 3 - 9 7 %

77 - 85%86 - 90%91 - 97%

77 - 85%86 - 90%91 - 97%

< -3 DP-3 - -2 DP-2 - -1 DP-1 - 0 DPMédia0 - 1 DP1 - 2 DP

< -3 DP-3 - -2 DP-2 - -1 DP-1 - 0 DPMédia0 - 1 DP1 - 2 DP

Figura 15: Mapas de demografia do Rio de Janeiro segundo vários classificadores.


67

caso de dados intervalos fixos, como, por exemplo, porcentagens e temperaturas, o classificador intervalos iguais pode ser uma boa opção. Para dados com distribuição não uniforme, os classificadores por quebras naturais e desvio-padrão são as melhores opções. No caso deste tipo de distribuição, a classificação feita pelos classificadores - quantil e intervalos iguais - pode resultar em interpretações incorretas, já que estes podem agrupar em uma mesma classe elementos com valores de muito grande amplitude entre si e separar elementos com menor amplitude entre si.

5.5 Cálculo de medidas Lineares e de área

Uma das operações básicas de um SIG é o cálculo de medidas lineares e de área, desde que a base de dados esteja em uma estrutura topológica e corretamente georreferenciada (Caderno de exercícios - Módulo V: Cálculo de Atributos). Podem ser calculados: a distância entre elementos geográficos, a extensão de feições lineares, e a área e o perímetro de feições poligonais. Com base nestas medidas outros cálculos podem ser feitos, como densidade por área, indicadores de fragmentação e da geometria de bacias hidrográficas.

5.6 Cruzamento de planos de informação

Uma das funções mais relevantes em um SIG é o cruzamento de planos de informação, o que gera um novo plano com as feições gráficas originadas do cruzamento das camadas envolvidas e com os atributos de um ou de todos os planos cruzados (Caderno de exercícios - Módulo VII: Cruzamento de Temas). Os cruzamentos podem ser dos seguintes tipos (Figura 16):

- Interseção - a partir do cruzamento de duas ou mais camadas, é gerado um novo plano com a área de abrangência correspondendo à interseção das camadas cruzadas. Os atributos podem ser de todos ou apenas de um plano cruzado.

- União – a partir do cruzamento de duas ou mais camadas, é gerado um novo plano com área de abrangência correspondendo à união das camadas cruzadas. Os atributos podem ser de todos ou apenas de um plano cruzado.

- Diferença - a partir do cruzamento de duas ou mais camadas, é gerado um novo plano com área de abrangência correspondendo à diferença entre as camadas cruzadas. Os atributos podem ser de todos ou apenas de um plano cruzado.

União – conservam-se os atributos das duas

camadas sobrepostas e a união da área das duas

camadas.

Interseção – conservam-se os atributos das duas

camadas sobrepostas e a interseção da área das

duas camadas.

União – conservam-se os atributos das duas

camadas sobrepostas e a união da área das duas

camadas.

Interseção – conservam-se os atributos das duas

camadas sobrepostas e a interseção da área das

duas camadas.

Figura 16: Cruzamento de planos de informação.


68

5.7 Criação de áreas de proximidade

Esta função gera polígonos – buffer – no entorno de elementos a partir de uma distância definida pelo usuário ou de um atributo de distância vinculado aos elementos (Caderno de exercícios - Módulo VII: Cruzamento de Temas e Criação de Buffers). Na primeira opção, ou seja, quando um valor único de distância é especificado, serão criados um ou mais polígonos com a distância igual no entorno dos elementos (ponto ou linha) ou do seu perímetro (polígono). Na segunda opção, o atributo vinculado aos elementos estabelece a distância para geração dos polígonos; neste caso, o buffer a ser construído no entorno de cada elemento variará segundo este valor (Figura 17). No caso de polígonos, também pode haver a opção de construção do buffer no entorno externo ou interno.

5.8 Agregação de dados

Esta função gera uma nova camada a partir da agregação espacial de elementos com base em um atributo comum. Assim, a partir de uma camada com elementos com menor agregação espacial, uma nova camada pode ser gerada com elementos apresentando maior agregação, por exemplo: municípios podem ser agregados em microrregiões.

Da mesma forma, os atributos podem ser tratados, ou seja, uma nova tabela pode ser construída a partir da agregação de registros com base em um atributo comum. A agregação dos registros pode ocorrer a partir de medidas estatísticas como média, moda, variância, desvio-padrão e soma (Figura 18).

Figura 17: Opções na construção de buffers.


69

5.9 Tabela de Pontos

Uma tabela de pontos, denominada também como tabela de eventos, contém as

coordenadas de eventos, que podem ser mapeados e representados graficamente através de pontos. As coordenadas podem ser obtidas através de um sistema de posicionamento por satélite, como o GPS. Caderno de exercícios - Módulo X: Tabela de Pontos)

5.10 Geocodificação por endereço

Esta operação consiste no mapeamento de eventos através da atribuição de coordenadas

aos seus endereços, possibilitando que cada evento seja representado na tela por um ponto. Para executar esta operação, são necessárias uma base de ruas e uma lista de endereços. A base de ruas deve ser constituída pelos eixos de logradouros segmentados por quadras – “trechados”. Como atributos, cada trecho deve possuir o nome do logradouro, a numeração inicial e final, par e ímpar. A lista de eventos deve estar em uma tabela “endereço” formada pelo nome e complemento em campos separados. Para o ideal funcionamento desta operação, é necessário que o nome do logradouro que conste na base de ruas seja idêntico ao relacionado na tabela, caso contrário, o endereço não será encontrado automaticamente, sendo necessária intervenção do usuário para localização do endereço. Sugere-se que não sejam utilizados acentos e cedilha nos endereços, já que a chance de erro aumenta. (Caderno de exercícios - Módulo IX: Geocodificação por endereço)

Figura 18: Agregação de municípios gerando uma nova camada a partir do campo “regiões de governo”.


70

6- MODELOS NUMÉRICOS DE TERRENOS

Os modelos numéricos de terrenos (MNT), também denominados modelos digitais de terreno (MDT), representam a distribuição espacial da magnitude (grandeza) de um fenômeno através de uma representação matemática computacional gerada a partir da interpolação, ou seja, processo de medida para determinação de valores médios com base em valores fixos existentes (Felgueiras, 2005).

A primeira etapa para a geração de MNT corresponde ao levantamento dos valores da magnitude, que podem estar representados por curvas de isovalores (isolinhas) ou pontos tridimensionais, compostos pelas coordenadas (x,y) e pelo valor da magnitude (z), que correspondem a pontos de coleta dos dados.

A etapa seguinte corresponde à modelagem propriamente dita e consiste na interpolação dos valores de magnitude, resultando em uma grade regular ou triangular, dependendo do interpolador utilizado (Figura 19). A primeira grade corresponde a uma matriz (raster) com espaçamento fixo, onde cada ponto da grade apresenta um valor estimado a partir da interpolação das amostras. A grade triangular é formada a partir da conexão entre as amostras utilizando, em geral, a triangulação de Delaunay, representada por uma estrutura vetorial do tipo arco-nó.

Os MNT podem ser aplicados para representar espacialmente dados hidrometeorológicos, geofísicos, geoquímicos, altimétricos, etc. Estes últimos são denominados de modelos digitais de elevação (MDE) e com eles é possível: calcular o volume e a área da superfície; traçar perfil e seção transversal do terreno; gerar curva de nível; elaborar mapas de declividade, orientação de vertentes, sombreamento e visibilidade; e visualizar em perspectiva tridimensional.

Figura 19: Modelo Numérico de Terreno: (A) grade regular e (B) grade triangular.


71

7- LEVANTAMENTO DE DADOS GEOGRÁFICOS

O levantamento de dados geográficos será aqui apresentado de acordo com a natureza dos dados e está dividido em planialtimétrico, ambiental e populacional.

Os levantamentos planialtimétricos determinam a posição do objeto em relação à localização (x,y) e à altura ou altitude (z). Os métodos de levantamento podem ser divididos nos seguintes grupos (adaptado Rodrigues, 1990):

� Topográficos - são baseados na medição de distâncias e ângulos e na aplicação de relações trigonométricas, através de equipamentos analógicos e, mais recentemente, por estações totais. São utilizados em levantamentos com extensão de até 30 km, onde a curvatura da Terra não necessita ser considerada.

� Geodésicos - são similares aos topográficos, porém, destinados a levantamentos de maiores extensões, onde a curvatura da Terra deve ser considerada. A determinação da localização planimétrica dos pontos pode ser feita por triangulação, poligonação ou trilateração, e a altitude através de nivelamento geodésico.

� Aerofotogramétricos - utilizam fotografias aéreas para determinação da posição dos objetos. Estes não prescindem dos dados levantados pelos métodos anteriores, pois é necessário ter pontos de controle com coordenadas conhecidas para a transformação dos pontos das fotos em valores das coordenadas.

� Posicionamento por satélites - fundamentam-se na utilização de rastreadores geodésicos que recebem ondas eletromagnéticas emitidas de posições conhecidas, permitindo a determinação da posição do objeto na superfície terrestre. São exemplos deste levantamento aqueles realizados com o auxílio de sistema de posicionamento por satélites artificiais, como o GPS e o GLONASS.

� Sistemas de varredura - baseiam-se na emissão de um pulso de energia em direção à superfície terrestre a partir de um sensor a bordo de uma aeronave. Ao atingir a superfície, parte do sinal emitido é refletida na direção do sensor, que mede a intensidade do sinal de retorno e o tempo decorrido entre a emissão e a captação. Um destes sistemas é denominado como LIDAR - Light Detection And Ranging - e consiste na utilização de um pulso de laser disparado na direção da superfície.

� De forma semelhante funciona a interferometria por radar, que consiste na interação de pulsos refletidos pelo terreno e recebidos por antenas instaladas no sensor e operando conjuntamente na plataforma de vôo. O sinal refletido pelo terreno chega em tempos diferentes nas duas antenas; conhecendo-se esta diferença, dados sobre a altura do terreno são obtidos. A missão espacial liderada pela NASA, em fevereiro de 2000, conhecida como Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM), coletou dados altimétricos de mais de 80% da superfície terrestre utilizando um radar a bordo do ônibus espacial Endeavour, fazendo uso da técnica de interferometria. Os dados adquiridos possuem resolução espacial de 30m, no entanto, são distribuídos com resolução de 90m. Dados do território brasileiro podem ser adquiridos gratuitamente no sítio da EMBRAPA (http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/index.htm).

Os levantamentos de dados ambientais coletam a distribuição espacial de eventos da superfície terrestre de forma contínua e qualitativa, como os mapas de pedologia e a aptidão agrícola, ou de forma pontual e quantitativa, como os dados pluviométricos.


72

Nos levantamentos ambientais contínuos, os dados podem ser coletados diretamente em campo ou remotamente. Neste último caso, a coleta é feita por sensores que registram a energia emitida ou refletida pelo alvo de forma contínua na superfície, gerando imagens e possibilitando a coleta de dados de áreas extensas e de difícil acesso. Os dados coletados, quando interpretados visualmente ou processados digitalmente, fornecem as feições espaciais e os atributos qualitativos. Devido à possibilidade de coleta temporal constante, é possível fazer o monitoramento de fenômenos espaciais, como, por exemplo, o monitoramento do uso e cobertura do solo. Estes levantamentos podem dar origem a outras informações ambientais, como: pedologia, geologia, etc.

Os levantamentos ambientais pontuais baseiam-se na coleta de dados a partir de estações localizadas em campo ou na coleta direta em campo, e visam medir a magnitude do fenômeno. A possibilidade dos dados serem enviados por estações telemétricas reduz a quantidade de visitas a campo. Nestes levantamentos, podem ser obtidas séries históricas de dados, permitindo o monitoramento do fenômeno estudado. As estações hidrometeorológicas são exemplos deste tipo de levantamento.

Os levantamentos populacionais coletam dados sobre a freqüência de ocorrências (contagem) e os atributos dos indivíduos que compõem a população. Estes levantamentos podem ser feitos por amostragem, nos quais parte representativa da população é levantada, ou por censo, onde todo universo é levantado. Os métodos de levantamento podem ser por observação ou por entrevistas. As pesquisas domiciliares demográficas e socioeconômicas são exemplos dos métodos baseados em entrevistas, onde os atributos são obtidos através da aplicação de questionários.


73

BIBLIOGRAFIA

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BARBOSA, C. C.F. Álgebra de mapas e suas aplicações em sensoriamento remoto e geoprocessamento. de Mestrado. São José dos Campos, SP, 1997. Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto). INPE.

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74

SÍTIOS DE GEOPROCESSAMENTOSÍTIOS DE GEOPROCESSAMENTOSÍTIOS DE GEOPROCESSAMENTOSÍTIOS DE GEOPROCESSAMENTO por Marcus Vinícius Alves de Carvalho

>>AQUISIÇÃO DE DADOS VETORIAIS<<

PortalGeo da Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro

Apresenta SIGWeb que possibilita o download gratuito de dados geográficos da Cidade do Rio de Janeiro no formato ESRI Shapefile - .shp, softwares, etc. http://portalgeo.rio.rj.gov.br/ HidroWeb da Agência Nacional de Águas (ANA)

Possibilita o download de arquivos no formato ESRI Shapefile - .shp sobre as bacias hidrográficas brasileiras. http://hidroweb.ana.gov.br/ Centro de Sensoriamento Remoto (CSR) do IBAMA

Possibilita o download de variados dados ambientais no formato ESRI Shapefile - .shp. http://siscom.ibama.gov.br/shapes/ Download Geociências do IBGE

Vasto acervo de informações georreferenciadas para download. Os dados estão no formato ESRI Shapefile - shp, DWG, raster, PDF, entre outros. Disponibiliza também, softwares gratuitos para visualização dos dados. ftp://geoftp.ibge.gov.br/

Mapas Interativos do IBGE

Além de apresentar os diferentes temas geográficos, possibilita o download dos mesmos (não todos) no formato ESRI Shapefile - .shp. http://mapas.ibge.gov.br/ Mapas SOS Mata Atlântica

SIG Web com diversas informações sobre o Bioma Mata Atlântica. Possibilita o download de arquivos no formato ESRI Shapefile - shp, mediante o aceite da solicitação. http://mapas.sosma.gov.br/ DataDownloads do Ministério do Meio Ambiente (MMA)

Seção de Downloads do MMA. Possibilita o download de variados arquivos no formato ESRI Shapefile - shp.

http://www.proac.uff.br/sigcidades


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http://mapas.mma.gov.br/i3geo/datadownload.htm GeoSNIC - Ministério das Cidades

Sistema Nacional de Informações das Cidades. SIG Web que possibilita o download de arquivos no formato ESRI Shapefile - shp e em forma de tabelas. Dispõe de um vasto acervo de informações sobre os municípios brasileiros. http://www2.cidades.gov.br/geosnic Comunidade Virtual SPRING

Possui atendimento on-line, material de apoio, tutoriais, acervo de dados vetoriais, fóruns e enquetes. http://www.comunidadespring.com.br/ GEO Portal da EMBRAPA Solos (CNPS)

Apresenta um bom acervo. Permite o download dos dados no formato ESRI Shapefile (.shp) e PDF. Dispõe de SIG Web para visualização dos dados. http://mapoteca.cnps.embrapa.br/

>>AQUISIÇÃO DE DADOS MATRICIAIS (IMAGENS)<< Catálogo de Imagens do INPE

Download de imagens dos satélites CBERS 2 e 2B, LANDSAT 1 a 7. Para tanto, basta o cadastramento gratuito no sítio. http://www.obt.inpe.br/catalogo/ Global LandCover Facility

Possui um vasto acervo de imagens LANDSAT, MDE do SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), etc. http://glcfapp.umiacs.umd.edu/

GeoCover da NASA

Download gratuito de mosaicos de imagens do satélite LANDSAT no formato MrSID (.sid). MrSID é uma tecnologia de imagem que permite redução do tamanho de arquivos. https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/ Brasil em Relevo da EMBRAPA Monitoramento por Satél ite (CNPM)

Disponibiliza gratuitamente o Modelo Digital de Elevação (MDE) do SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) já tratado e dividido segundo a articulação do mapeamento sistemática do IBGE na escala 1/250.000 http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/index. htm

>>AQUISIÇÃO DE INFORMAÇÕES<< Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)

Portal oficial do INPE. O INPE é um órgão do Governo Federal vinculado ao Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT). Caracteriza-se como referência a nível nacional e internacional na área de pesquisas espaciais. http://www.inpe.br/


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SIDRA (Sistema IBGE de Recuperação Automática) Banco de Dados Agregados. Dispõe de um rico acervo de informações sobre a

realidade do país. Faz uso de informações do Censo Populacional, Levantamento Sistemático da Produção Agrícola, Contagem da População, PNAD - Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios, entre outras. Permite a realização de consultas simples e avançadas. Possibilita ainda a apresentação dos dados consultados sobre a forma de tabelas e mapas temáticos. http://www.sidra.ibge.gov.br/ Geoprocessamento UFF

Página elaborada pela Profa. Dra. Cristiane Nunes Francisco, do Departamento de Análise Geoambiental da UFF. O sítio apresenta estudos dirigidos, treinamento prático em TerraView, indicações bibliográficas e Web sobre geotecnologias, material didático, entre outros. http://www.professores.uff.br/cristiane Armazém de Dados da Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro (PCRJ)

Reúne um vasto acervo de informações sobre a Cidade do Rio de Janeiro, permitindo o download das mesmas, sobre a forma de PDFs, tabelas, imagens, etc. http://www.armazemdedados.rio.rj.gov.br/ Programa CBERS (Satélite Sino-Brasileiro de Recurso s Terrestres)

Consórcio do governo brasileiro com o governo chinês para a criação de satélites para o monitoramento e estudo dos recursos naturais. http://www.cbers.inpe.br/ i3Geo do Ministério do Meio Ambiente (MMA)

SIG Web que apresenta um vasto acervo de informações físico-ambientais. http://mapas.mma.gov.br/i3geo

Informações sobre o Satélite LANDSAT (em português) http://www.dgi.inpe.br/html/landsat.htm CD Brasil Visto do Espaço – EMBRAPA/CNPM

Apresenta mosaicos de imagens dos satélites LANDSAT 5 e 7 que cobrem todo o Brasil. As imagens estão no formato JPEG. http://www.cdbrasil.cnpm.embrapa.br Monitoramento de Focos de Queimadas - Centro de Pre visão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) do INPE http://www.cptec.inpe.br/queimadas/ MMA Geoprocessamento

Seção de Geoprocessamento do Ministério do Meio Ambiente. Indica fontes de dados, softwares gratuitos, entre outros. http://mapas.mma.gov.br/ Satélites - EMBRAPA Monitoramento por Satélite (CNP M)

Apresenta diversas informações sobre vários satélites, seus respectivos sensores e produtos por eles gerados. http://www.sat.cnpm.embrapa.br/


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Atlas do Amazonas - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA) SIG Web com diversas informações sobre o estado do Amazonas e da Floresta

Amazônica compreendida nesta área. http://siglab.inpa.gov.br/atlasamazonas IBGE Cidades@

Informações sobre os municípios brasileiros. Permite a exportação das informações consultadas. http://www.ibge.gov.br/cidadesat/ IBGE Países@

Informações sobre os países. http://www.ibge.gov.br/paisesat Google Maps

Sítio que possibilita a localização (visual e/ou pelo endereço) de pontos de interesse no globo terrestre. Utiliza imagens de sensores orbitais e suborbitais e arquivos vetoriais. http://maps.google.com.br/

Google Earth

Software (do tipo “globo virtual”) que permite “voar” para qualquer lugar na Terra e observar imagens orbitais de sensoriamento remoto (orbital e suborbital), modelos digitais de elevação, edificações em 3D e até mesmo explorar galáxias. Permite: pesquisar endereços, localizar serviços e empresas, traçar rotas, criar e compartilhar mapas personalizados. O Google Earth está disponível em duas versões, uma gratuita e a outra paga (Professional – possui mais recursos). http://earth.google.com.br/

Secretaria de Urbanismo e Controle Urbano da Prefei tura Municipal de Niterói-RJ

Apresenta SIGWeb sobre a organização urbana do município. http://www.urbanismo.niteroi.rj.gov.br/ Geo.NET

Portal sobre geotecnologias. Disponibiliza material para download (manuais, tutoriais, softwares gratuitos, etc.), possui fóruns, enquetes, etc. http://www.geoprocessamento.net/ Geoprocessamento Teoria e Aplicações - INPE

Série de livros editada pelos pesquisadores do INPE, Gilberto Câmara, Antônio Miguel Monteiro, e Clodoveu Davis. Os livros estão no formato PDF. http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/ MundoGeo

Portal de geotecnologias que dispõe de fóruns, enquetes, newsletter, debates, etc. Apresenta uma boa variedade de notícias referentes à área de geotecnologias. http://www.mundogeo.com.br/


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>>SOFTWARES GRATUITOS DE GEOPROCESSAMENTO<< GEOLIVRE – O portal das geotecnologias livres http://www.geolivre.org.br/ SPRING – Sistema de Processamento de Informações Ge orreferenciadas

SIG desenvolvido pela Divisão de Processamento de Imagens (DPI) do INPE. http://www.dpi.inpe.br/spring/ TerraView

Aplicativo geográfico desenvolvido pela Divisão de Processamento de Imagens (DPI) do INPE a partir da biblioteca de geoprocessamento TerraLib. http://www.dpi.inpe.br/terraview/ JUMP (JAVA Unified Mapping Platform) http://www.jump-project.org/ TerraSIG

Aplicativo geográfico elaborado a partir da biblioteca de geoprocessamento TerraLib. http://www.cidades.gov.br/ EduSPRING 5.0 - SPRING para a Educação (Projeto GEOIDEA: Geotecnologia como instrumento da Inclusão Digital e Educação Amb iental - UFF)

Customização do software SPRING a fim de servir de apoio no processo de ensino-aprendizagem nas aulas do ensino básico. http://www.uff.br/geoden/ TerraView – Política Social

Aplicativo geográfico desenvolvido pela Divisão de Processamento de Imagens (DPI) do INPE a partir da biblioteca de geoprocessamento TerraLib. http://www.centrodametropole.org.br/t_transf_terrav iew.html MapServer

MapSercer é um ambiente de desenvolvimento de Código Aberto para construção de aplicativos espaciais na Internet. Destaca-se na apresentação de dados espaciais (mapas, imagens e dados vetoriais) na web. http://mapserver.gis.umn.edu/ QUANTUM GIS (qGIS) http://qgis.institutoecos.org.br/ GRASS GIS http://grass.itc.it/ gvSIG

gvSIG é uma boa ferramenta para o gerenciamento de informações geográficas. Sua aparência lembra o ArcView GIS 3.x. O software está disponível no idioma espanhol. http://www.gvsig.gva.es/


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>>PROJETOS EDUCACIONAIS QUE UTILIZAM GEOPROCESSAMEN TO<< Projeto de Pesquisa e Extensão GEODEN: Geotecnologi as Digitais no Ensino - UFF

Projeto coordenado pela Profa. Dra. Angelica Carvalho Di Maio do Departamento de Análise Geoambiental da UFF. http://www.uff.br/geoden/ Projeto Educa SeRe III do INPE - elaboração de Cart a Imagem para o Ensino de Sensoriamento Remoto Projeto do INPE que trabalha a inserção do Sensoriamento Remoto nas aulas do ensino básico. http://www.inpe.br/unidades/cep/atividadescep/educa sere/

Conceitos de Geoprocessamento · 2014-09-16 · SIG APLICADO AO ORDENAMENTO TERRITORIAL MUNICIPAL...

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