Apostila basica de_cartografia_arc_gis102

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  1. 1. 0
  2. 2. 1
  3. 3. 2 LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Modelos da superfície terrestre....................................................................8 Figura 2 – Paralelos e Meridianos...............................................................................11 Figura 3 – Representação do Sistema de Coordenadas Tridimensionais...................12 Figura 4 – Sistema de Referência de Folhas ao Milionésimo.....................................16 Figura 5 – Mapeamento Topográfico..........................................................................17 Figura 6 – Cálculo de Escala.......................................................................................18 Figura 7 – Escala Numérica e gráfica..........................................................................18 Figura 8 - Representação da linguagem monossêmica..............................................19 Figura 9 - Formas de representação gráfica................................................................20 Figura 10 - Quadro demonstrativo da aplicação da percepção...................................21 Figura 11 – Representação das variáveis espaciais...................................................22 Figura 12 - Exemplo de mapa com todos os itens necessários..................................23 Figura 13 – Exemplo de mapa com símbolos lineares nominais.................................27 Figura 14 – Exemplo de mapas corocromático...........................................................28 Figura 15 – Exemplo de mapa de símbolos pontuais proporcionais...........................30 Figura 16 – Exemplo de mapa pontual quantitativo.....................................................32 Figura 17 – Exemplo de mapa Coroplético..................................................................33 Figura 18 – Exemplo de mapa Isoplético....................................................................34 Figura 19 – Exemplo de mapa de fluxo.......................................................................35 Figura 20 – Exemplo de mapa de diagrama................................................................36 Figura 21 – Símbolo do aplicativo ArcMap..................................................................38 Figura 22 – Caixa de diálogo inicial do ArcMAP.........................................................39 Figura 23 – Inserindo o Sistema de Coordenadas.......................................................40 Figura 24 – Configuração das Extensões do ArcMAP................................................41 Figura 25 – Habilitar ferramentas na área de trabalho.................................................42 Figura 26 – Como salvar o projeto...............................................................................42 Figura 27 – Área de Trabalho configurada.................................................................43 Figura 28 – Ferramentas de Zoom..............................................................................44 Figura 29 – Ferramentas de Consultas.......................................................................44 Figura 30 – Ferramentas de Seleção..........................................................................45
  4. 4. 3 Figura 31 – Outras ferramentas..................................................................................45 Figura 32 – Características da representação vetorial................................................46 Figura 33 – Características da representação raster..................................................46 Figura 34 – Ferramentas do Standard........................................................................48 Figura 35 - Estabelecendo o Sistema de Coordenadas UTM.....................................49 Figura 36 – Inserir arquivo no ArcMap.........................................................................50 Figura 37 – Janela “Create pyramids”.........................................................................51 Figura 38 – “Georeferencing”......................................................................................52 Figura 39 – Localidade da região que será georreferênciada.....................................52 Figura 40 – Processo para inserir as Coordenadas do ponto......................................53 Figura 41 – Inserindo as Coordenadas do Ponto.......................................................54 Figura 42 – Ferramenta “Georeferencing” e a localização do “View link table”............54 Figura 43 – Como calcular o erro admissível..............................................................54 Figura 44 - Janela “Link Table”...................................................................................55 Figura 45 – Confirmar operação..................................................................................56 Figura 46 – ArcCatalog...............................................................................................57 Figura 47 – Criação da “Shapefile...”...........................................................................58 Figura 48 – Definindo as características da Shapefile.................................................59 Figura 49 – Estabelecendo o Sistema de Coordenadas.............................................60 Figura 50 – Habilitando a edição.................................................................................61 Figura 51 – “Create Features”.....................................................................................62 Figura 52 – Inicio da Vetorização................................................................................63 Figura 53 – Salve a edição..........................................................................................63 Figura 54 – Base de Minas Gerais IEDE.....................................................................64 Figura 55 – “Layer Properties” e “Definition Query”.....................................................65 Figura 56 – Escolha Belo Horizonte............................................................................66 Figura 57 – Depois de selecionado Belo Horizonte.....................................................67 Figura 58 – Localização de Belo Horizonte e MG........................................................67 Figura 59 – “Layer Properties” --> “Symbology”..........................................................68 Figura 60 – “Features” -- > “Single symbol”................................................................69 Figura 61 – “Color Selector”........................................................................................70 Figura 62 – Mudança de cores....................................................................................70 Figura 63 – Clique em “Layout view”...........................................................................71
  5. 5. 4 Figura 64 – Configurando a orientação do “Layout”....................................................72 Figura 65 – Funcionalidades do “Insert” necessárias para produção do mapa............72 Figura 66 – Criação do “Data frame”...........................................................................72 Figura 67 – Inserindo o “Grid”......................................................................................74 Figura 68 – Adicionando o “Grid” (Configuração).......................................................75 Figura 69 – Editando o “Grid”......................................................................................76 Figura 70 - “Grid” pronto..............................................................................................77 Figura 71 – Inserir Legenda........................................................................................78 Figura 72 – Inserindo o Norte......................................................................................79 Figura 73 – Inserindo a escala gráfica........................................................................79 Figura 74 – Inserir título e texto ao mapa....................................................................80 Figura 75 – Editando Texto/ Título..............................................................................80 Figura 76 – Exportando o mapa para formato JPEG..................................................81 Figura 77 – Mapa pronto.............................................................................................82 Figura 78 – Inserindo informações no shapefile, a partir de dados do Excel (xlsx.).....83 Figura 79 – Passos para fazer o “Join”........................................................................84 Figura 80 – Informações do Excel, inseridas na tabela de atributos do shapefile........85 Figura 81 – Selecionando as classes para criação do mapa coroplético...................86 Figura 82 – Edição das classes para adicionar a legenda do mapa...........................87 Figura 83 – Valores em classes quantitativas distribuídas pelos municípios da RMBH.........................................................................................................................87 LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Características do Sistema Geodésico e do Sistema Plano......................14 Quadro 2 - Tabela do Sistema de Coordenadas.........................................................15
  6. 6. 5 SUMÁRIO 1 CONCEITO E CAMPOS DE APLICAÇÃO DA CARTOGRAFIA...............................6 2 REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA DO PLANETA TERRA E OS MODELOS, FORMAS E DIMENSÕES DA TERRA.........................................................................7 3 REFERÊNCIA ESPACIAL......................................................................................10 4 O MAPEAMENTO SISTEMÁTICO NACIONAL.....................................................15 5 ESCALA..................................................................................................................17 7 CONSTRUÇÃO DE MAPAS TEMÁTICOS.............................................................23 8 MÉTODOS DE MAPEAMENTO..............................................................................26 9 ARCGIS 10.2.2........................................................................................................37 10 COMO GEORREFERENCIAR E VETORIZAR ARQUIVO RASTER NO ARCGIS 10.2.2..........................................................................................................................45 11 CRIAÇÃO DE MAPA TEMÁTICO.........................................................................64 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................88 ANEXO.......................................................................................................................90
  7. 7. 6 1 CONCEITO E CAMPOS DE APLICAÇÃO DA CARTOGRAFIA Dentre os vários conceitos de Cartografia compilados da literatura é relevante destacar a definição estabelecida em 1964, durante o XX Congresso Internacional de Geografia, organizado pela Associação Cartográfica Internacional (ACI), que sintetiza os aspectos mais importantes da disciplina. Desse modo, a Cartografia apresenta-se como: Conjunto de estudos e operações científicas, artísticas e técnicas, baseado nos resultados de observações diretas ou de análise de documentação, com vistas à elaboração e preparação de cartas, projetos e outras formas de expressão, assim como a sua utilização. (IBGE, 2015) A Cartografia destaca-se como uma das mais antigas ciências de que se tem conhecimento e teve origem nos primórdios da antiguidade, quando o homem primitivo já sentia necessidade de registrar o espaço a fim de demarcar os lugares mais importantes para a sua sobrevivência (ELMIRO, 2001, p. 2). Posteriormente, com o advento do comércio entre os povos e o consequente aparecimento dos primeiros exploradores e navegadores, a necessidade de registrar as novas terras e riquezas, ampliou os horizontes geográficos conhecidos, ocasionando a maior necessidade de se localizar sobre a superfície terrestre, com os novos interesses instaurados, estabeleceu-se, o marco inicial da Cartografia como ciência (MAIO, 2008, p. 2). A Cartografia tem, nos dias atuais, aplicação em praticamente todas as áreas que lidam com recursos geograficamente distribuídos, tais como, Engenharia, Geografia, Geologia, Pedologia, Agricultura, Arquitetura, Navegação, Transporte, Turismo, Meteorologia, Urbanismo, Geoprocessamento, entre outros. Será acentuada a relação da Cartografia com o Geoprocessamento na apostila, pois é o tema central de abordagem. Maio (2008) descreve que a razão principal da relação interdisciplinar forte entre Cartografia com o 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 de atuação que envolve a coleta e tratamento de informação espacial, assim como o desenvolvimento de novos sistemas e aplicações. A tecnologia ligada ao geoprocessamento envolve equipamentos
  8. 8. 7 (hardware) e programas (software) com diversos níveis de sofisticação destinados à implementação de sistemas com fins didáticos, de pesquisa acadêmica ou aplicações profissionais e científicas nos mais diversos ramos da geociências (CHRISTOFOLETTI, MARETTI, TEIXEIRA, 1992, p.12). 2 REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA DO PLANETA TERRA E OS MODELOS, FORMAS E DIMENSÕES DA TERRA Em primeiro momento é necessário ser feita uma abordagem a respeito da forma da Terra que foi motivo de discussões e até violentas execuções no passado. No século XVII, o astrônomo francês Jean Richer verificou que em Caiena na Guiana Francesa, um relógio dotado de um pêndulo de um metro atrasava cerca de dois minutos e meio por dia em relação à idêntica situação experimentada em Paris. A partir do princípio de Gravidade Universal de Newton, o pesquisador estabeleceu uma relação entre as diferentes gravidades experimentadas nas proximidades do equador e em Paris. Dessa maneira, concluiu que, na zona equatorial, a distância entre a superfície e o centro da Terra era maior que a distância mensurada na proximidade dos polos. (FITZ, 2008, p.31). Fitz afirma que as observações realizadas levaram, portanto, à ideia de que a forma do Planeta não seria de uma esfera perfeita, pois ocorre um “achatamento” nos seus polos. Assim, sua forma estaria próxima a de um elipsoide, figura matemática cuja superfície é gerada pela rotação de um elipse em torno de um de seus eixos (FITZ, 2008, p. 32). 2.1 Superfície Topográfica A superfície topográfica é a forma verdadeira da Terra com suas montanhas, vales, oceanos e outras saliências e reentrâncias geográficas. É a superfície física (de existência real) onde são executadas as medições e observações cartográficas (ELMIRO, 2001, p. 9). (Figura 1, A) 2.2 Geóide Segundo o IBGE (1998) o conceito de Geóide foi introduzido pelo matemático alemão Carl Friedrich Gauss (1777-1855), para denominar a forma do planeta, que
  9. 9. 8 corresponde à superfície do nível médio do mar homogêneo (ausência de correntezas, ventos, variação de densidade da água, etc.) supostamente prolongado por sob continentes. Essa superfície se deve, principalmente, às forças de atração (gravidade) e força centrífuga (rotação da Terra). (Figura 1, A) 2.3 Esfera A esfera é a forma da Terra definida matematicamente como sendo uma simplificação do Geóide, considerando que o achatamento da Terra é muito pequeno (43 Km em relação a 13.000 Km de diâmetro). É a forma considerada algumas vezes pela Geodésia para cálculos auxiliares e trabalhos simplificados. (ELMIRO, 2001, p. 10). (Figura 1, B) 2.4 O Elipsóide de Revolução O Elipsóide de Revolução é definido como sendo o sólido geométrico gerado por uma elipse que gira em torno do seu eixo menor (eixo polar). Constitui a forma definida matematicamente que mais se aproxima da forma verdadeira da Terra, portanto é, dentre todas, a forma que permite a maior precisão de representação da Terra. Os mapas e cartas topográficas, o sistema GPS e a grande maioria dos sistemas e processos envolvidos em cartografia e navegação, trabalham sobre o modelo elipsóidico terrestre. Esta é a forma padrão considerada pela Geodesia para trabalhos de precisão (ELMIRO, 2001, p. 10). (Figura 1, A) Figura 1 – Modelos da superfície terrestre Fonte: Adaptado de ELMIRO, 2001, p. 9, 10. 2.5 Plano É a forma mais simplificada de todas, servindo apenas para representar local até um raio aproximado de 50 Km, considerando que a curvatura da Terra é muito pequena em relação a esta extensão. Neste caso, todas as medidas feitas no terreno
  10. 10. 9 são simplesmente projetadas em um plano horizontal tangente à superfície terrestre local (Plano Topográfico) (ELMIRO, 2001, p. 11). 2.6 Datum Horizontal Concluiu-se ao longo dos anos que o modelo matemático mais adequado para a representação da Terra é o elipsóide de revolução, porém, vários países e continentes adotaram elipsóides de parâmetros diferentes, com objetivo de que se ajustassem localmente às suas regiões específicas e produzissem resultados locais mais precisos. (ELMIRO, 2001, p. 12). Define–se Datum Horizontal como um sistema de referência padrão adotado por um país, uma região ou por todo o planeta ao qual devem ser referenciadas as posições geográficas (latitude e longitude ou coordenadas cartesianas). É fundamental que os dados geográficos de um mesmo projeto de Geoprocessamento estejam referenciados ao mesmo Datum Horizontal para evitar incompatibilidades (ELMIRO, 2001, p. 13). O Datum está diretamente associado ao Sistema de Coordenadas e em todos os estudos, devemos definir o parâmetro Datum para realizar cálculos matemáticos. O Datum padrão no mundo chama-se WGS 1984 - World Geodetic System, de 1984. Este é o Datum utilizado no Sistema GPS. No Brasil, temos outros modelos da Terra e o Datum oficial do país definido pelo IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) chama se ‐ SIRGAS 2000 - Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas, ano 2000 (SANTOS, 2014, p. 4) Dependendo da atividade, podemos utilizar diferentes modelos da Terra em diferentes projetos. Na aplicação SIG1, ao carregar os dados no projeto, a referência espacial de uma determinada fonte de dados será reconhecida somente se preencher esses dois requisitos: Sistema de Coordenadas e Modelo da Terra – também conhecido como Datum. Se uma dessas informações estiver ausente, o sistema vai 1 SIG – (Sistema de Informação Geográfico) é caracterizado por Koshkariov (1989) como: Ferramenta com avançadas capacidades de modelação geográfica. Um exemplo de SIG é o programa Arcgis.
  11. 11. 10 determinar a referência espacial como arbitrária – a ser definida pelo usuário (SANTOS, 2014, p. 5). 3 REFERÊNCIA ESPACIAL As coordenadas são referências entre a posição de um ponto no mapa e no mundo real. No SIG todas as análises dependem de dados espacialmente referenciados. Por isso, se a intenção é produzir informação espacial, significa que devem ser associados esses dados a um Sistema de Coordenadas. Vale acrescentar que uma fonte de dados qualquer (um objeto do tipo vetor ou raster) pode ser classificado como espacial somente se possuir um Sistema de Coordenadas (SANTOS, 2014, p. 3). Assim, toda informação produzida no sistema SIG está organizada em pelo menos um dos dois sistemas existentes: • Sistemas de Coordenadas Geográficas (ou Geodésicas) é o sistema recomendado para trabalhos de medição de distâncias ou áreas; • Sistemas de Coordenadas Planas (ou Projetadas) serve para representação de grandes extensões de área num mapa. 3.1 O Sistema de Coordenadas Geográficas O sistema de coordenadas geodésicas constitui um sistema eficiente para localização inequívoca da posição de objetos, fenômenos e acidentes geográficos na CURIOSIDADE: O DATUM VERTICAL É um sistema padrão ao qual devem ser referenciadas as altitudes de um país ou região. Geralmente é a média das observações de um marégrafo que tem o registro das variações de marés por um período de pelo menos 19 anos. É fundamental que os dados altimétricos de um mesmo projeto estejam referenciados ao mesmo Datum para evitar incompatibilidades. Cabe ressaltar que, salvo numa aproximação grosseira, não tem sentido falar em altitude sem mencionar o Datum vertical de referência. (ELMIRO, 2001, p. 13).
  12. 12. 11 superfície terrestre. Neste sistema a Terra é dividida em círculos paralelos ao Equador chamados paralelos e em elipses que passam pelos pólos terrestres (perpendiculares aos paralelos) chamadas meridianos (ELMIRO, 2001, p. 16). (Figura 2). Figura 2 – Paralelos e Meridianos Fonte: Secretaria de Educação, 2015. As principais características do Sistema de Coordenadas Geográficas: • A Longitude pode ser Oeste (W) ou Leste (E) e a Latitude pode ser Norte (N) ou Sul (S); • Não é necessário definir uma projeção para trabalhar no Sistema Geográfico; • Unidades neste sistema são representadas em graus (unidades angulares); • Para importar dados do Sistema de Coordenadas Geográficas para um aplicativo SIG, (Exemplo: tabela do Excel contendo dados e coordenadas geográficas), é preciso converter as coordenadas geográficas de Graus, Minutos e Segundos para Graus Decimais; • O Sistema de Coordenadas Geográficas não é um sistema conveniente para aplicações onde busca‐se o cálculo de distância e áreas. Use o Sistema de Coordenadas Planas; • No SIG, ao decidir pelo uso do Sistema de Coordenadas Geográficas, o analista precisa informar o Modelo da Terra (Datum) da região de interesse (SANTOS, 2014, p. 4).
  13. 13. 12 3.1.1 Sistema de Coordenadas Tridimensionais (X, Y e Z) Um sistema de três eixos cartesianos ortogonais (X, Y, Z) é muito utilizado pelos satélites artificiais (GPS) para cálculo de posições, utilizando geometria tridimensional. As principais características do sistema são: Origem dos eixos no centro de massa da Terra (Geocentro) Eixo X coincidente com o traço do meridiano de Greenwich no plano do Equador; Eixo Y ortogonal a X no plano do Equador 90° anti-horário; Eixo Z coincide com o eixo de rotação da Terra (ELMIRO, 2001, p. 17). (Figura 3) Figura 3 – Representação do Sistema de Coordenadas Tridimensionais Fonte: ELMIRO, 2001, p. 17. 3.2 Sobre o Sistema de Coordenadas Planas O sistema de coordenadas esféricas, apesar de localizar pontos inequivocamente na superfície elipsóidica, se mostrou pouco prático para trabalhar com mapas planos, e assim foram estabelecidos sistemas de coordenadas planas cartesianas associados às projeções cartográficas. Os sistemas de coordenadas planas cartesianas têm a origem dos eixos coordenados estabelecidas em certos paralelos e meridianos terrestres e as coordenadas do sistema são medidas em metros, e não em graus. A coordenada X é chamada Este (E) e a coordenada Y é chamada Norte (N). Cabe ressaltar que as coordenadas planas estão estritamente associadas ao sistema de projeção do mapa, cada coordenada plana corresponde a uma coordenada geográfica que foi transformada pelas equações do sistema de projeção. Não tem nenhum sentido falar em coordenada plana sem o mencionar o sistema de projeção que lhe deu origem (ELMIRO, 2001, p. 19).
  14. 14. 13 Importante: • UTM (Universal Tranversa of Mercator) é a projeção plana adotada no Brasil para todos os projetos de mapeamento (olhar figura em anexo). • O Sistema de Coordenadas Planas deve ser usado para cálculo de distâncias e áreas. • No SIG, ao decidir utilizar o Sistema de Coordenadas Planas UTM, o analista precisa informar o Modelo da Terra (Datum), o Fuso (Zona) e o Hemisfério da região de interesse (SANTOS, 2014, p. 4) Curiosidade: Sistema de projeção cartográfica As projeções cartográficas são uma necessidade imposta devido à impossibilidade de transformar uma superfície esferoidal (como a da Terra) em um plano (como o do mapa) sem provocar rupturas, estiramentos, dobras e outras deformações imprevisíveis. Um sistema de projeção cartográfica é uma transformação matemática executada sobre os pontos da superfície curva terrestre, de forma a representá-los sobre uma superfície plana provocando um mínimo de deformações. O modelo matemático teórico da Terra, nesse caso, é um elipsóide de revolução. As superfícies de projeção podem ser planos, cilindros ou cones, que podem, por sua vez, ser secantes ou tangentes à superfície elipsóidica, dependendo das propriedades que se deseje conservar ou realçar na transformação. A forma projetada (plana) de representação reúne uma série de vantagens sobre a forma elipsóidica original. Entretanto, qualquer projeção de uma superfície curva sobre um plano provoca algumas alterações nos comprimentos, nas formas ou nas áreas dos elementos originais. Um sistema que conserve algum destes atributos (por exemplo, distâncias), forçosamente deformará os demais (áreas e formas) e vice- versa. Deste modo, não existe um sistema de projeção ideal. Qualquer que seja o sistema escolhido, constituirá apenas a melhor forma de representação da superfície terrestre para um determinado objetivo.
  15. 15. 14 3.3 Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e os sistemas de coordenadas No sistema SIG, nenhuma ação, processo, recurso ou algoritmo deve ser executado antes da verificação do sistema de referência das camadas. A referência espacial determina todas as ações no SIG, há projetos que utilizam o Sistema Geodésico em todos os temas. Em outros projetos, a utilização do Sistema Plano é obrigatória (SANTOS, 2014, p. 3). (Quadro 1) Quadro 1 - Características do Sistema Geodésico e do Sistema Plano Sistema Geodésico Sistema Plano UTM Utilizado para grandes extensões de área Utilizado para pequenas extensões de área Maior distorção (menor precisão) Menor distorção (maior precisão) A posição das coordenadas nunca se altera No Sistema Plano UTM, cada Fuso possui sua própria coordenada É necessário fornecer o Datum para trabalhar neste Sistema de Coordenadas É necessário fornecer o Datum, o Fuso e o Hemisfério para trabalhar neste Sistema de Coordenadas Para raster, é possível criar mosaicos de grandes extensões Para raster, não é possível criar mosaicos de grandes extensões no Sistema plano UTM por causa da diferença de fusos Os dados são gerados em graus (unidades angulares) Os dados são gerados em metros (unidades lineares) Fonte: Santos, 2014. Após a escolha do sistema de referência, podemos providenciar os insumos necessários para a construção do projeto (bases cartográficas vetoriais, arquivos raster como ortofotos2 ou imagens de satélite, planilhas contendo dados 2 Ortofoto é a fotografia corrigida das deformações decorrentes da projeção perspectiva central da fotografia (a fotografia é gerada pela projeção dos raios de luz no plano focal da câmara, os quais passam por um único ponto denominado centro perspectivo – CP) e das variações do relevo (que resultam em variação na escala dos objetos fotografados). A ortofoto equivale geometricamente ao mapa, com projeção ortogonal, de modo que, todos os pontos se apresentam na mesma escala. Assim todos os elementos presentes nas fotografias podem ser medidos, vetorizados e representados na forma de mapa, sendo possível à medição de distâncias, posições, ângulos e áreas, como num mapa qualquer. As grandes vantagens de uma ortofoto em relação ao mapa são a riqueza de detalhes e Entretanto, é bom lembrar, que as deformações são matemáticas e portanto são previsíveis, controláveis, calculáveis e corrigireis em qualquer situação (ELMIRO, 2001, p. 19).
  16. 16. 15 alfanuméricos, etc). Além da seleção de um Sistema de Referência, temos outro parâmetro obrigatório em todas as atividades desenvolvidas no SIG: a escolha de um Modelo da Terra ou Datum (SANTOS, 2014, p. 3). (Quadro 2) Quadro 2 - Tabela do Sistema de Coordenadas Fonte: Santos, 2014, p. 3 4 O MAPEAMENTO SISTEMÁTICO NACIONAL Chama-se mapeamento sistemático o esquema de mapas topográficos nas escalas padronizadas de 1:25.000, 1:50.000, 1:100.000, 1:250.000, 1:500.000 e 1:1.000.000, executados pelo método aerofotogramétrico3, segundo uma articulação sistemática padrão formando uma grande série cartográfica. O sistema de referência utilizado nas Cartas Topográficas é baseado no sistema da Carta do Brasil ao Milionésimo, o qual faz parte da Carta Internacional do Mundo ao Milionésimo (CIM) na escala 1/1.000.000. Quando se tem que mapear, sistematicamente, uma unidade geográfica, em uma determinada escala, tem-se que recorrer ao método das Séries Cartográficas (CASTRO, 2006, p. 32). (Figura 4) Os mapas sistemáticos até a escala de 1:25.000, são considerados um pré- requisito para o desenvolvimento do país, e é visto como uma obrigação do governo provê-los e mantê-los atualizados para uso da comunidade. No Brasil os principais órgãos executores de mapeamento sistemático são o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE e a Diretoria do Serviço Geográfico do Exército – DSG. As escalas e a articulação das folhas oficiais do mapeamento sistemático. (ELMIRO, 2001, p. 30). (Figura 5) dados apresentados e uma visão do terreno muito mais compreensível que um mapa. (SILVA NETO, Manoel, 2014). 3 É uma técnica para a confecção de mapas a partir de fotografias aéreas, ou seja, fotos tiradas por uma câmera fotográfica presa a um avião. Assim, podemos representar uma paisagem vista de cima (IBGE, 2015). Sistema de Coordenadas Projeção Datum Horizontal Coordenadas Geográficas Não se aplica WGS 1984, SIRGAS 2000, SAD 69, NAD 27, Córrego Alegre, etc. Graus, Minutos e Segundos Planas UTM, Cônica, Polar, etc WGS 1984, SIRGAS 2000, SAD 69, NAD 27, Córrego Alegre, etc. Cartesianas
  17. 17. 16 Figura 4 – Sistema de Referência de Folhas ao Milionésimo Fonte: Castro, 2006, p. 36
  18. 18. 17 Figura 5 – Mapeamento Topográfico Fonte: IBGE, 2015 5 ESCALA Entre os diversos componentes de um mapa, um dos elementos fundamentais, para o seu bom entendimento e uso eficaz, é a escala. Pode-se definir escala como a relação ou proporção existente entre as distâncias lineares representadas em um mapa e aquelas existentes no terreno, ou seja, na superfície real. (FITZ, 2008, p. 48) Assim, as distâncias entre quaisquer pontos podem ser facilmente calculadas por meio de uma simples regra de três, a qual pode ser visualizada na figura 6:
  19. 19. 18 Figura 6 – Cálculo de Escala Elaborado pelo autor, 2015 Em geral, as escalas são apresentadas em mapas nas formas numéricas, gráficas ou nominal. A escala numérica é representada por uma fração na qual o numerador é sempre a unidade, designando a distância medida no mapa, e o denominador representa a distância correspondente no terreno. Essa forma de representação é a maneira mais utilizada em mapas impressos. (FITZ, 2008, p. 48) (Figura 9) A escala gráfica é representada por uma linha ou barra (régua) graduada, contendo subdivisões denominadas talões. Cada talão apresenta a relação de seu comprimento com o valor correspondente no terreno, indicado sob forma numérica, na sua parte inferior. O talão deve ser expresso, referencialmente, por um valor inteiro. Normalmente utilizado em mapas digitais, a escala gráfica consta de duas porções: a principal, desenhada do zero para a direita, e a fracionária, do zero para a esquerda, que corresponde ao talão da fração principal subdividido em dez partes (FITZ, 2008, p. 48, 49). (Figura 7) Figura 7 – Escala Numérica e gráfica Elaborado pelo autor, 2015 D= N. d Em que: D distância real do terreno N denominador da escala (Escala – 1/N) D distância medida no mapa.
  20. 20. 19 6 SEMIOLOGIA GRÁFICA E O SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICO (SIG) O tratamento de informações através do SIG pode ser considerado segundo Fitz (2008) como um conjunto de registros e dados interpretados e dotados de significado lógico. Já em relação ao sistema que esses dados se integram e interagem, Fitz (2008) afirma que é um conjunto integrado de elementos interdependentes, estruturado de tal forma que estes possam relacionar-se para a execução de determinada função. E em fim o autor cita o sistema de informação que é um sistema utilizado para coletar, armazenar, recuperar, transformar e visualizar dados e informações a ele vinculados. Uma forma da representação cartográfica que surgiu com o aprimoramento da técnica foi a Semiologia Gráfica que é uma das correntes da cartografia temática que se desenvolveu no Brasil, a partir da década de 1980. Bertin (1967), apresenta os princípios do que ele denominou semiologia gráfica, centralizando seus esforços na normatização da representação gráfica para o tratamento e comunicação de informações através de três elaborações básicas: as redes, os diagramas e os mapas. Estes são principalmente elementos de comunicação. O autor define a representação gráfica através: A representação gráfica constitui um dos sistemas de signos básicos concebidos pela mente humana para armazenar, entender e comunicar informações essenciais. Como uma “linguagem” para o olho, a representação gráfica beneficia por suas características ubíquas de percepção visual. Como um sistema monossêmico, ela forma a porção racional do mundo da imagem. (BERTIN, 1983 [1962], p.2) Bertin (1983) utilizou da linguagem monossêmica que exclui qualquer ambiguidade possível, como embasamento da Semiologia Gráfica. Como pode ser observado na figura 8, um esquema representativo da linguagem monossêmica, existe apenas uma forma de representação do mesmo produto, tanto em A, quando em B. Figura 8 - Representação da linguagem monossêmica Fonte: Martinelli, 1998
  21. 21. 20 Martinelli (2003) descreve que a representação gráfica possui o objetivo de transcrever as três relações fundamentais de diversidade ou seletividade, de ordem e de proporcionalidade estabelecidas entre objetos, por relações visuais da mesma natureza (Figura 9). Figura 9 - Formas de representação gráfica Fonte: Martinelli, 2003. Elaborado pela autora, 2015 Martinelli (2003) acrescenta que as variáveis espaciais são as formas de representar a informação cartográfica, geralmente associada com a escala dos mapas. As variáveis espaciais são: Ponto que é adimensional, representando a posição ou localização. Exemplo: ponto indicando a localização de uma cidade, de uma mina etc. Linha que é unidimensional, indicando comprimento. Exemplo: rodovias, rios. E a Área, Zona ou polígono que é bidimensional, representando comprimento e largura. Uma área é formada por polígono fechado. Exemplos: municípios, estados, regiões, entre outras. Essas categorias são representadas na figura 10, que demonstra a forma de aplicação das variáveis visuais aplicadas às variáveis espaciais. Figura 10 - Quadro demonstrativo da aplicação da percepção
  22. 22. 21 Fonte: Martinelli, 2003
  23. 23. 22 Segundo Martinelli (1998), as variáveis visuais apresentam propriedades perceptivas características diante do nosso olhar. São elas: - Percepção dissociativa: a visibilidade é variável, onde afastando-se da vista tamanhos e valores visuais diferentes, somem sucessivamente (tamanho e valor); - Percepção associativa: a visibilidade é constante e as categorias se confundem com a distância; no entanto, afastando-se da vista, não somem (forma, orientação, granulação e cores de mesmo valor visual (contrastantes); - Percepção seletiva: o olho consegue isolar os elementos distintos (forma, orientação, tamanho, granulação, valor e cor de mesmo valor visual (contrastante); -Percepção ordenada: as categorias se ordenam naturalmente (tamanho, granulação, valor e cores com valores visuais diferentes); - Percepção quantitativa: a relação de proporção é imediata (somente tamanho). (Figura 11) Figura 11 - Representação das variáveis espaciais Fonte: Martinelli, 2003, Elaborado pela autora, 2015
  24. 24. 23 7 CONSTRUÇÃO DE MAPAS TEMÁTICOS Na cartografia, os mapas têm características específicas que os classificam, e representam elementos selecionados de um determinado espaço geográfico, de forma reduzida, utilizando simbologia e projeção cartográfica. Para os cartógrafos, escreve Loch (2006, p.33), os mapas são veículos de transmissão do conhecimento que pode ser o mais amplo e variado possível ou o mais restrito e objetivo possível e afirma que “cada mapa tem seu autor, uma questão e um tema, mesmo os mapas de referência geral, os topográficos ou os cadastrais” (ARCHELA, THÉRY, 2008, p. 2). Além da utilização de mapas diversos para a condução dos trabalhos com o uso de SIGs, outros mapas podem ser obtidos como produtos derivados desses sistemas. Esses mapas geralmente se vinculam a um tema específico, sendo, em decorrência, denominados de mapas temáticos (FITZ, 2008, p. 43). A utilização do geoprocessamento propicia facilidades quando à confecção de mapas, o que pode vir a gerar tanto bons produtos quanto quadros desastrosos. Nesse sentido, torna-se importante lembrar que a produção de mapas é definida por lei, cuja fiscalização, no Brasil, é exercida pelos Conselhos Regionais de Engenharia, Arquitetura e Agronomia (CREAs). A responsabilidade técnica por sua execução remete, portanto, a profissionais devidamente habilitados para tal (FITZ, 2008, p. 43). A geração de mapas temáticos necessita de outros mapas como base. O objetivo básico dos mapas temáticos é o de fornecer uma representação do fenômenos existentes sobre a superfície terrestre fazendo uso de uma simbologia específica. Com certos cuidados, pode-se afirmar que qualquer mapa que apresente outra informação, distinta da mera representação da porção analisada, pode ser enquadrado como temático (FITZ, 2008, p. 43, 44). Um mapa temático, assim como qualquer outro tipo de mapa, deve possuir alguns elementos de fundamental importância para o fácil entendimento do usuário em geral, além de fornecer subsídio para uso profissional (FITZ, 2008, p. 44). Os elementos constituintes de um mapa temático são: • O título do mapa: realçado, preciso e conciso; • As convenções utilizadas; • A base de origem (mapa-base, dados e etc.);
  25. 25. 24 • As referências (autoria, responsabilidade técnica, data da confecção, fontes, etc.); • A indicação da direção norte; • O sistema de projeção utilizado; • A escala; • O(s) sistema(s) de coordenadas utilizado(s). (Figura 12)
  26. 26. 25 Figura 12 - Exemplo de mapa com todos os itens necessários Elaboração: Equipe LEMTe, 2014
  27. 27. 26 8 MÉTODOS DE MAPEAMENTO Segundo Moulin (2014) os métodos padronizados, conforme o uso das variáveis visuais, podem ser originados diferentes tipos de mapas, entre eles: • Mapas de símbolos pontuais nominais; • Mapas de símbolos lineares nominais; • Mapas corocromáticos; • Mapas de símbolos proporcionais; • Mapas de pontos; • Mapas coropléticos; • Mapas isopléticos ou de linhas; • Mapas de fluxos; • Mapas diagramas. 8.1 Métodos de mapeamento para fenômenos qualitativos Moulin (2014) afirma que existem diversas feições ou fenômenos observados na realidade como pontos, linhas ou áreas podem ser concebidos da mesma maneira na sua representação cartográfica. Nos fenômenos qualitativos, muitos símbolos cartográficos podem ser construídos usando as variáveis visuais e as primitivas gráficas (ponto, linha e área), dando origem aos seguintes mapas: 8.1.1 Mapas de símbolos pontuais nominais Moulin (2014) descreve que os mapa pontual qualitativo, considera em sua confecção os dados nominais que são localizados como pontos e representados com diferenças na forma, orientação ou cor. A maioria dos mapas usa símbolos geométricos associados ou não, às cores para fazer a diferenciação dos dados. Neste caso esses símbolos requerem clara definição na legenda sobre o que estão representando. Outro mapa desse tipo é o pictograma ou mapa de figuras pictóricas, no qual os dados pontuais são representados por figuras (ícones) que lembram o fato representado. (Figura 12)
  28. 28. 27 8.1.2 Mapas de símbolos lineares nominais Moulin (2014) destaca que a simbologia linear nominal é indicado para representar feições que se desenvolvem linearmente no espaço e por isso podem ser reduzidas à forma de linha, como a rede viária. Também pode ser utilizado para mostrar deslocamento no espaço indicando uma direção ou rota, sem envolver quantidades, diz apenas “de onde para onde”. Exemplos: rotas de transporte aéreo, correntes oceânicas, fluxo de migração, direção dos ventos e corrente de ar. (Figura 13). Figura 13 – Exemplo de mapa com simbolos lineares nominais Elaborado pela autora, 2014 8.1.3 Mapas corocromáticos Moulin (2014) descreve que os mapas corocromáticos Ilustram dados geográficos nominais utilizando diferenças na cor, padrão ou textura para representar as áreas. Este método deve ser empregado sempre que for preciso mostrar diferenças nominais em dados qualitativos, sem que sejam sugeridas diferenças em ordem ou hierarquia. (Figura 14)
  29. 29. 28 Figura 14 – Exemplo de mapas corocromático Elaborado pela autora, 2014 8.2 Métodos de mapeamento para fenômenos quantitativos Segundo o IBGE (2015) a descrição quantitativa, mensura o fenômeno através de uma unidade de medida ou através de um percentual. (Aspecto ordinal do fenômeno). 8.2.1 Mapas de símbolos pontuais proporcionais Moulin (2014) descreve os símbolos pontuais proporcionais que são empregados para representar dados absolutos econômicos e magnitudes de fenômenos físicos e culturais. É um método simples e muito empregado. Pode ser feito manualmente ou com o auxílio de programas de computador. Duas condições são aceitáveis para usar símbolos proporcionais: Quando os dados ocorrem em localizações pontuais; Quando eles são empregados em pontos dentro de áreas. Os símbolos mais usados são o círculo, quadrado e triangulo. A facilidade para comparar tamanhos de símbolos depende da forma do símbolo. É mais fácil comparar diferenças de tamanho de símbolos proporcionais que
  30. 30. 29 variam em uma única direção, como a forma de colunas se comparado aos círculos, por exemplo. Deve ser usado o máximo de 5 classes de tamanho de círculos sem preenchimento de cor em mapas de símbolos proporcionais, e até 9 variações de tamanho para círculos coloridos ou pretos, variando de 1,3mm até 30,2mm. Depois define-se os intervalos de cada classe de acordo com o método adotado, os dados devem estar ordenados e ter um mapa base para que estes sejam apresentados. Geralmente o mapa base apresenta os limites político-administrativos e as suas sedes. Para os símbolos de círculo deve-se calcular o valor de raio correspondente ao maior valor estatístico do mapa e os demais raios serão determinados proporcionalmente a este, bem como o seu próprio valor estatístico. (Figura 15) Vantagens e desvantagens -Permite uma diferenciação nítida da intensidade do fenômeno em cada área; -O uso de computadores para a produção de mapas de símbolos proporcionais tornou o método de fácil aplicação e reprodução; -Não permite que se perceba como as quantidades estão distribuídas no espaço; -Possibilita a combinação de diversas variáveis, permitindo a abrangência maior de informações, variando cores, formas e dimensões.
  31. 31. 30 Figura 15 – Exemplo de mapa de símbolos pontuais proporcionais Fonte: Acervo pessoal, 2014
  32. 32. 31 8.2.2 Mapas de pontos Moulin (2014) cita que este mapa é usado para representar fenômenos discretos com conotação pontual, para ilustrar a densidade espacial, tendo como objetivo facilitar a comunicação cartográfica, ou seja, o entendimento do usuário sobre o padrão da distribuição existente. É um tipo especial de mapas de símbolos proporcionais. Ilustra os dados pontuais pelos pontos, de forma que cada um denote a mesma quantidade e que seja localizado, tanto quanto possível, no local onde ocorre o elemento considerado. O ideal seria cada ponto representar uma ocorrência, o que pode não ocorrer. Em geral, são feitas aproximações onde cada ponto representa um conjunto de elementos mapeáveis. Geralmente os dados disponíveis para a construção de mapas socioeconômicos são aqueles coletados em censos que consideram áreas estatísticas como bairros, distritos e municípios. O mesmo conjunto de dados pode gerar diferentes mapas de pontos, por causa da escolha do valor e tamanho do ponto, que são subjetivos. Não há um padrão a ser seguido, então o caminho é consultar os usuários sobre a aparência e entendimento do mapa gerado. Contudo, algumas regras devem ser seguidas: O ponto deve ser localizado no centro gravitacional dos dados; A escala deve ser levada em consideração para a escolha do valor do ponto e tamanho do ponto. Deve ser escolhido valores de fácil interpretação para os pontos, como por exemplo, 50, 500, 1000. Pequenos pontos com pequenos valores mostram um mapa que pode parecer ser mais exato do que realmente é. Pontos grandes para valores grandes dão uma aparência não profissional ao mapa. (Figura 16) Vantagens e desvantagens A racionalidade do mapeamento, que mostra a distribuição do fenômeno, é facilmente entendida pelo usuário do mapa; Pode ser ilustrado mais de um conjunto de dados no mapa desde que exista uma relação entre eles.
  33. 33. 32 Figura 16 – Exemplo de mapa pontual quantitativo Fonte: Acervo pessoal, 2014 8.2.3 Mapas coropléticos Moulin (2014) descreve que a técnica coroplética é um método de representação cartográfica que tem como finalidade traduzir valores para as áreas. Os valores a serem representados devem ser transformados em valores relativos como razões ou proporções. Valores absolutos devem ser representados com outro método, o método usa valores aproximados dos dados. Para dados precisos (que não depende de uma variação de média de valores por área) deve-se usar tabelas ou diagramas juntamente com o mapa, o método faz uso da variável visual luminosidade e saturação da cor, de forma que as diferenças são ordenadas em classes distintas (dados quantitativos). (Figura 17).
  34. 34. 33 Figura 17 – Exemplo de mapa Coroplético Fonte: Godoy Et al, 2014 8.2.4 Mapas isopléticos ou de linhas Moulin (2014) afirma que Isoplético quer dizer “mesmo valor”. O método isoplético é aplicável para fenômenos geográficos contínuos na natureza, tais como: médias, razões, proporções e medidas de dispersão, sempre envolvendo área. Em contraste com um mapa coroplético, o mapa isoplético ou de isolinhas mostra claramente em que direções os valores ou intensidades de um fenômeno crescem ou decrescem. Como ocorre com os mapas de temperatura, precipitação, umidade. A autora acrescenta que no caso dos mapas climáticos, apesar dos valores serem coletados em estações meteorológicas, ou seja, pontuais, eles são considerados como contínuos na natureza e não discretos ou escalonados. Outro fenômeno geográfico que pode ser mapeado de forma isoritmica é a densidade populacional, a qual pode ser assumida como existente em todo o lugar. O uso de computadores para gerar desse tipo de mapa tornou este método fácil e rápido. (Figura 18).
  35. 35. 34 Figura 18 – Exemplo de mapa Isoplético Fonte: Adaptado de Departamento de Ciências Humanas – LCE, 2000 8.2.5 Mapas de fluxos Moulin (2014) descreve que os mapas de fluxo são representações que tentam simular o movimento linear do objeto alvo de um lugar para o outro. Representam o deslocamento no espaço e indicam a direção e/ou a rota do movimento. Para representar dados quantitativos em mapas de fluxos, considerando-se valores
  36. 36. 35 absolutos ou derivados e nível de medida ordenado, intervalar ou de razão. (Figura 19) Exemplo: mapas de fluxo de tráfego e mapas de transportes que ilustram interações sociais ou econômicas entre pontos de origem e destino. Figura 19 – Exemplo de mapa de fluxo Fonte: Atelier de Cartographia, 2014 8.2.6 Mapas de diagramas Moulin (2014) afirma que os mapas de diagramas contém um diagrama em cada unidade de área em análise. Esse tipo de mapa é construído com o propósito analítico, isto é, para que cada dado seja analisado na sua posição. (Figura 20)
  37. 37. 36 Figura 20 – Exemplo de mapa de diagrama Fonte: Moulin, 2014
  38. 38. 37 9 ARCGIS 10.2.2 O ArcGIS 10.2.2 é um conjunto de aplicativos computacionais de Sistemas de Informações Geográficas (SIG’s) desenvolvido pela empresa norte-americana ESRI (Environmental Systems Research Institute) que fornece ferramentas avançadas para a análise espacial, manipulação de dados e cartografia (SANTOS, al et, 2014, p. 14). Um Sistema de Informações Geográficas (SIG) é um conjunto de técnicas empregadas na integração e análise de dados provenientes das mais diversas fontes, como imagens fornecidas por satélites, mapas, cartas climatológicas, censos, e outros (ASPIAZÚ e BRITES, 1989). O SIG é um sistema auxiliado por computador para adquirir, armazenar e analisar dados geográficos. Hoje, muitos softwares estão disponíveis para ajudar nesta atividade (SANTOS, al et, 2014, p. 10). 9.1 ArcGIS Desktop O ArcGIS Desktop é composto pelos seguintes aplicativos: ArcMAP, ArcCATALOG e ArcTOOLBOX. O ArcMap constitui-se como uma ferramenta do ARCGIS utilizada para criação, pesquisa, edição, organização e publicação de mapas. O ArcCatalog permite o acesso e gerenciamento do conteúdo de dados geográficos, o acesso aos dados se dá através de conexões aos arquivos, estas juntas formam o catálogo de origem dos dados geográficos. O ArcToolbox é um aplicativo simples que contém muitas ferramentas GIS usadas para geoprocessamento de dados, conforme a licença adquirida, do pacote de softwares da ESRI. 9.1.1 ArcMap O ArcMap será utilizado para todos os processos que serão mostrados na apostila, tais como georreferenciar, vetorizar, criação de mapas temáticos e a produção de mapas a partir de tabela Excel. (Figura 21)
  39. 39. 38 Figura 21 – Símbolo do aplicativo ArcMap Fonte: ArcGIS 10.2.2 O ArcMap possibilita explorar dados geográficos e criar mapas para exibição, para iniciar o ArcMap, procure-o na barra de ferramentas do computador, caso a extensão não esteja afixada, deve-se seguir os seguintes passos: 1. Clique no botão Iniciar da barra de estado do Windows; 2. Clique sobre o nome Todos os Programas; 3. Clique sobre o nome ArcGIS; 4. Clique sobre o nome ArcMap 10.2.2. A primeira vez em que é aberto o ArcMap, a caixa de diálogo inicial irá aparecer, ela oferece várias opções de edição de projetos anteriores, mas para esta etapa será iniciado o programa com um projeto em branco. (Figura 22). 1. Clique no botão Cancel.
  40. 40. 39 Figura 22 – Caixa de diálogo inicial do ArcMAP Para organizar e personalizar a área de trabalho do ArcMap, com o intuito de iniciar a elaboração de mapas, é preciso seguir os seguintes passos. Primeiramente será estabelecido um Sistema de Coordenas, no caso, será escolhido o Sistema de Coordenadas Geográficas, datum SIRGAS 2000, para trabalharmos em uma base de Minas Gerais do IEDE (2014) (Figura 23). 1. Clicar com o botão direito em “Layers” e ir em “Properties”; 2. Será aberta uma janela “Data frame Properties”, clique em “Geographic Coordinete Systems”, escolha “South America” e clique em SIRGAS 2000 e aplique “OK”.
  41. 41. 40 Figura 23 – Inserindo o Sistema de Coordenadas O segundo passo do processo de configuração da área de trabalho do ArcMAP, será personalizar as extensões que irão ser utilizadas (Figura 24): 1. Clique em “Customize” e escolha “Extensions...”; 2. Irá abrir a janela “extensions”, habilite as extensões que serão utilizadas, geralmente opta-se por habilitar todas as extensões; 3. Clique em “Close”.
  42. 42. 41 Figura 24 – Configuração das Extensões do ArcMAP Para habilitar as ferramentas provindas da extensão que serão utilizadas na área de trabalho, deve-se (Figura 25): 1. Clicar com o botão direito na porção superior da área de trabalho, próximo a barra de ferramentas. 2. E selecionar, clicando em cima dos nomes: “editor”, “georeferencing”, “layout”, “standard”, “tools”.
  43. 43. 42 Figura 25 – Habilitar ferramentas na área de trabalho Depois desse processo é necessário salvar a área de trabalho, na qual, será elaborado o projeto (Figura 26). 1. Clique em “save”; 2. Escolha o nome e clique em salvar. Figura 26 – Como salvar o projeto
  44. 44. 43 Apresentação da área de trabalho já configurada para uso (Figura 27) Figura 27 – Área de Trabalho configurada 9.1.1.1 Barra de ferramentas (Tools) A barra de ferramenta (Tools) é uma das mais importantes na organização do trabalho realizado no ArcMap, pois permite que o usuário estabeleça várias práticas imprescindíveis na elaboração e manuseio de mapas, como as ferramentas de Zoom (Figura 28), Consulta (Figura 29), Seleção (Figura 30) entre outras (Figura 31).
  45. 45. 44 Figura 28 – Ferramentas de Zoom Figura 29 – Ferramentas de Consultas
  46. 46. 45 Figura 30 – Ferramentas de Seleção Figura 31 – Outras ferramentas 10 COMO GEORREFERENCIAR E VETORIZAR ARQUIVO RASTER NO ARCGIS 10.2.2 Nessa parte será mostrado como georreferenciar e vetorizar um arquivo raster, deve ser lembrado que só pode ser vetorizado um arquivo, depois de georreferenciado para que ele adquira e conste uma localidade espacial dentro do SIG. 10.1 Georreferenciamento de arquivo raster Primeiramente é importante definir o que são arquivos raster e vetor para que ocorra um esclarecimento dos formatos que são utilizados na elaboração dos mapas, para isso são apresentadas as figuras 32 e 33 de Marino (2014) que descrevem as características do raster e do vetor.
  47. 47. 46 Figura 32 – Características da representação vetorial
  48. 48. 47 Figura 33 – Características da representação raster
  49. 49. 48 Em segundo momento devem ser explicitadas as funcionalidades da barra de ferramentas standard (Figura 34) que como a Tools é de extrema importância para o manuseio do ArcMap, pois as suas funcionalidades básicas possuem extensão de salvar, imprimir, entre outras, além de extensão de outros aplicativos do ArcGIS, como ArcToolbox e ArcCatalog. Figura 34 – Ferramentas do Standard Os primeiros passos para o georreferenciamento de uma imagem são: Observação: Abra o ArcMap, feche a caixa de diálogo inicial, defina o sistema de coordenadas, habilite as extensões, bem como as ferramentas que serão utilizadas na área de trabalho, com base no que foi explicitado nos tópicos anteriores. 1. Será georreferenciada a Carta Topográfica de Caeté (1977), nesse caso, iremos optar pelo sistema de projeção UTM, e será definido o datum em Córrego Alegre, como pode ser observado na figura 35. É importante observar que em Minas Gerais há muitas cartas do IBGE no elipsóide de Hayford com datum em Córrego Alegre, como é o caso da carta de Caeté. Contudo, para outras situações o sistema usual no Brasil é o SAD69 (South American Datum, datum em Chuá) (MOURA, 2007, p. 3). E atualmente o SIRGAS 2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas), no qual, a sua orientação é geocêntrica isso significa que esse sistema adota um referencial que é um ponto calculado computacionalmente no centro da terra (geóide) (IBGE,2015). A Carta Topográfica do IBGE de Caeté, pode ser acessada para baixar em <http://portaldemapas.ibge.gov.br/portal.php#mapa16228>, além de outras cartas de outros municípios.
  50. 50. 49 Figura 35 - Estabelecendo o Sistema de Coordenadas UTM 1. Para inserir a Carta Topográfica (arquivo raster) no ArcMap é necessário seguir as seguintes instruções (Figura 36): I – Clique em Add data; II – Selecione o arquivo; III – Clique em “OK”.
  51. 51. 50 Figura 36 – Inserir arquivo no ArcMap Pelo fato de a carta topográfica de Caeté não estar georreferenciada aparecerá o seguinte quadro (Figura 37). E nele haverá uma pergunta na tela que questionará se o usuário deseja criar pirâmides na imagem, as quais agilizam a visualização em resoluções diversas. 3. Clique em “Yes”.
  52. 52. 51 Figura 37 – Janela “Create pyramids” 4. Após a inserção da imagem, inicia-se o processo de georreferenciamento, será necessário o conhecimento das coordenadas geográficas de no mínimo quatro pontos na imagem. I. Desabilite o “auto adjust”; II. II. Na barra de georreferenciamento clique na opção “add Control Points” para iniciar a marcação dos pontos de amarre na imagem. (Figura 38)
  53. 53. 52 Figura 38 – “Georeferencing” Para georreferenciar a carta topográfica é indicado aumentar o zoom até ao nível do pixel para marcar o ponto exatamente dentro e no meio do pixel que indica a confluência da linha da latitude com de longitude. A figura 39 mostra a localidade que deve ser dado o zoom (entre a linha da latitude e da longitude, onde elas se cruzam). Figura 39 – Localidade da região que será georreferenciada Ao clicar sobre um ponto, uma cruz verde irá indicar a demarcação e puxando a seta para outro lugar, o ponto ainda continua assinalado. Clique com o botão direito
  54. 54. 53 do mouse e escolha a opção “Input X and Y...”, para determinar as coordenadas desse ponto ou em “Cancel Point” para cancelar o ponto escolhido (Figura 40). Figura 40 – Processo para inserir as Coordenadas do ponto Clicando em “Input X and Y...” uma nova janela abrirá para ser preenchida as respectivas coordenadas X e Y do ponto escolhido, por isso se deve ter o conhecimento prévio das coordenadas do ponto. Clique em “OK” e repita o processo em no mínimo mais três pontos. Quanto mais pontos forem determinados maior será a precisão e melhor será o resultado do georreferenciamento. (Figura 41)
  55. 55. 54 Figura 41 – Inserindo as Coordenadas do Ponto Para conferir os pontos demarcados e os respectivos erros residuais clique na opção “View link table” e habilite o “auto adjust”. (Figura 42) Figura 42 – Ferramenta “Georeferencing” e a localização do “View link table” Nesta janela “Link Table”, os pontos são listados com as respectivas coordenadas. É possível editá-las clicando sobre os números e para apagar um ponto, clique sobre ele e aperte a tecla “delete”. No canto superior se encontra o erro residual ou o desvio-padrão do georreferenciamento sob o nome de “Total RMS Error”. A variação máxima aceitável deve estar abaixo de 1/5 do valor da escala do mapa (Figura 43). Figura 43 – Como calcular o erro admissível Fonte: Matias, 2008
  56. 56. 55 No exemplo, a escala da folha de Caeté é de 1:50.000, então o desvio máximo aceitável deve ser inferior a 10. Isto significa trabalhar com o padrão de exatidão cartográfica A (0,2 mm na escala do mapa) – exemplo: na escala 1:50.000, 1 mm no mapa significa 50 metros da realidade, de modo que 0,2 mm no mapa significa 10 metros da realidade (MOURA, 2007, p. 6). (Figura 44) Figura 44 - Janela “Link Table” Para confirmar toda a operação do georreferenciamento clique em “Georeferencing” e depois em “Update Georeferencing”, concluindo o processo. (Figura 45)
  57. 57. 56 Figura 45 – Confirmar operação 10. 2 Como vetorizar um arquivo raster georreferenciado Para iniciar o processo de vetorização no programa ArcGIS, é imprescindível que a base que será trabalhada já esteja georreferenciada, de modo a não perder o posicionamento geográfico dos vetores. Abra e configure o software conforme o sistema de projeções da sua base, (como mostrado anteriormente). Além disso, é preciso criar “shapefiles” que correspondam aos layers (camadas) nos quais serão vetorizados os diferentes tipos de informações geográficas. A criação de “shapefiles” é realizada no aplicativo “ArcCatalog”, responsável pelo gerenciamento dos dados componentes de um SIG. Utilizando o próprio “ArcMap”, clique na tecla de atalho do “ArcCatalog”, será aberta uma janela, na qual o usuário poderá buscar o arquivo que será vetorizado (Figura 46).
  58. 58. 57 Figura 46 - ArcCatalog O novo aplicativo será aberto e dentro dos diretórios do computador localize a pasta onde se deseja salvar o arquivo do shapefile. Logo após, clique com o botão direito do mouse, selecione a opção “New” e depois “Shapefile...” (Figura 47).
  59. 59. 58 Figura 47 – Criação da “Shapefile...” A janela “Create New Shapefile” se abrirá e será criado uma shape (camada), de modo que cada tipo de informação no mapa em produção, também deve ser criada uma camada correspondente. Na janela preencha o nome da shape, seu modo de implantação (ponto, linha ou polígono) e, por último, determine o sistema de coordenadas da camada clicando em “Edit...”. Deve ser lembrado que é importante ter previamente as informações que serão inseridas como camadas: quantas serão necessárias, seus respectivos nomes, suas qualidades enquadradas em “ponto, linha ou polígono” e novamente o sistemas de coordenadas com o qual se está trabalhando (Figura 48).
  60. 60. 59 Figura 48 – Definindo as características da Shapefile Na outra janela que se abrirá, “Properties of Spatial Reference”, estabeleça o Sistema de Coordenadas, como demonstrado anteriormente, de acordo com o Sistema de Coordenas estabelecido no arquivo raster que será vetorizado, no exemplo a carta selecionada será a folha de Caeté (Córrego Alegre ZONE 23S). Clique em OK e depois clique Ok novamente para criação da shapefile. (Figura 49) Realize a mesma operação para cada camada ou informação a ser vetorizada no ArcMap.
  61. 61. 60 Figura 49 – Estabelecendo o Sistema de Coordenadas Em seguida, na janela “Add Data” localize e selecione o arquivo raster que será vetorizado, no caso, a folha de Caeté. Na barra de ferramentas do Editor, clique em “Editor” e em “Start Editing” para que se habilite a utilização das ferramentas de vetorização (Figura 50).
  62. 62. 61 Figura 50 – Habilitando a edição Uma vez disponibilizadas as ferramentas, clique em “Create features” para abrir a janela de exibição, sendo possível observar a camada selecionada e a alteração a ser realizada (Figura 51).
  63. 63. 62 Figura 51 – “Create Features” Clique sobre o nome “rios” que está localizado na janela “Create Features” e encontre, por exemplo, na folha de Caeté a simbologia representada que será vetorizada, no caso, o rio. E dê um zoom na imagem para que a vetorização tenha uma exatidão maior. E clique na imagem com o botão esquerdo do mouse, criando a linha a partir do clique que vai constituindo “nós” enquanto segue a vetorização da linha, clicando em intervalos iguais, para parar a vetorização, dê dois cliques na imagem (Figura 52).
  64. 64. 63 Figura 52 – Inicio da Vetorização No final, ao se concluir toda a operação, salve sua vetorização clicando novamente em “Editor” >”Save Edits” e depois em “Stop Editing”, terminando a edição. (Figura 53) Figura 53 – Salve a edição
  65. 65. 64 11 CRIAÇÃO DE MAPA TEMÁTICO Para a criação do mapa temático no ArcMap, primeiramente deve se ter em mente qual será o tipo de mapa elaborado, pois existem vários tipos de mapas temáticos, como os políticos, os de localização, econômicos, demográficos, entre outros. Cada mapa temático em algum momento recebe uma forma diferente de elaboração, representação e simbologia. Nesse tópico será mostrado como é a elaboração do mapa de localização no ArcMap, iremos utilizar a base de Minas Gerais do IEDE4 de 2014 que pode ser acessada em <http://www.iga.mg.gov.br/IEDE/>, na qual, iremos destacar o município de Belo Horizonte. Dessa forma iremos inserir a base de Minas Gerais no ArcMap, como demonstrado anteriormente, verifique o Sistema de Coordenadas. (Figura 54). Figura 54 – Base de Minas Gerais IEDE Para selecionar apenas Belo Horizonte na “Shapefile” de MG, clique na camada de Minas Gerais com o botão direito e clique em “properties”, depois vá em “Definition Query” e em seguida “Query Builder”. (Figura 55) 4 Infraestrutura Estadual de Dados Espaciais (IEDE)
  66. 66. 65 Figura 55 – “Layer Properties” e “Definition Query” E deve ser configurado como mostra na figura 56, para que seja selecionado apenas Minas Gerais na “Shafile de Minas Gerais.
  67. 67. 66 Figura 56 – Escolha Belo Horizonte Como pode ser observado na figura 57, o resultado da seleção:
  68. 68. 67 Figura 57 – Depois de selecionado Belo Horizonte Depois insira, novamente, a base do IEDE 2014 de Minas Gerais. (Figura 58) Figura 58 – Localização de Belo Horizonte e MG Para mudar as cores deve-se aplicar as simbologias e cores, clique com o botão direito do mouse sobre a “shapefile” escolha a opção “properties”. Abrirá uma nova
  69. 69. 68 janela de propriedades conforme já descrito anteriormente “layer properties”, escolha a opção “symbology”. No canto esquerdo da janela aparecerá uma lista de opção “show” contendo cinco opções: “feature”, “categories”, “quantities”, “chart”, “mutiple atributes”. Ao clicar sobre as opções aparecerão outras opções que serão utilizadas para mudanças e inserção de símbolos aos temas. Ao escolher a opção um exemplo aparece no canto inferior esquerdo (Figura 59). Figura 59 – “Layer Properties” “Symbology” Iremos optar pelo “Features” “Single symbol”, que é utilizada para aplicar um único símbolo para todas as feições do tema, quando adicionados os temas na “Frame” esta opção é habilitada. Clicando sobre o nome aparecerá a opção “single symbol” que indica justamente que todas as feições aparecerão da mesma cor e com o mesmo símbolo (Figura 60).
  70. 70. 69 Figura 60 – “Features” “Single symbol” Clicando sobre o quadrado colorido que aparece no campo “symbol” abrirá uma nova caixa que permitirá escolher um novo padrão de cor para as feições “symbol selector”. Na janela do canto esquerdo aparecem os modelos já do programa. No canto direito aparecem opções para modificar a simbologia. Selecionando a opção “fill color”, aparecerá uma relação de cores possíveis para sua escolha (Figura 61).
  71. 71. 70 Figura 61 – “Color Selector” No meu caso, optei por colocar Minas Gerais de verde e Belo Horizonte em Vermelho, como pode ser visualizado na figura 62, além disso na mesma figura é possível observar que troquei o nome das shapefiles da área de trabalho, o que é temporário, pois essa mudança ocorre só na área de trabalho e não no arquivo, para mudar os nomes clique duas vezes em cima do nome. Figura 62 – Mudança de cores
  72. 72. 71 Para fazer o “layout” da imagem para transformá-la em um mapa clique “layout view” como indicado na figura 63, depois de realizar essa etapa, dê zoom na imagem até que alcance as extremidades da borda, sem que a imagem toque as linhas. Figura 63 – Clique em “Layout view” Para configurar a página do Layout, caso haja necessidade, siga os passos da imagem 64, nesse caso optei para a orientação “Paisagem”.
  73. 73. 72 Figura 64 – Configurando a orientação do “Layout” Um campo que deve ser destacado no ArcMap, para elaboração de mapas é o “Insert”, no qual, apresenta os componentes necessários para a construção dos mapas. (Figura 65) Figura 65 – Funcionalidades do “Insert” necessárias para produção do mapa
  74. 74. 73 Como pode ser observado na figura 66, existe um componente no “Insert” que se chama “Data frame”, que é inserido, caso queira criar dois mapas (“Layout”), um mostrando a localização da área, por exemplo, e outro com os atributos necessários, ou até mesmo, nesse caso, apenas a localização, com a área de estudo e um outro mapa a localidade em que ela se insere. A figura 66, mostra como é criado o “Data frame”. Depois que é criado o “data frame” é necessário que se insira os dados para criação do novo mapa, que deve ser editado e disposto de acordo com o gosto estético de quem irá elaborar o mapa, não devendo esquecer das normas estabelecidas pela Semiologia Gráfica. Figura 66 – Criação do “Data frame” Depois de criar o “data frame” e edita-lo, deve ser criado o “grid”, que insere a borda do “layout” do mapa a localização de coordenadas geográficas e UTM. Nesse caso, optei por inserir coordenadas geográficas. (Figura 67, 68)
  75. 75. 74 Figura 67 – Inserindo o “Grid”
  76. 76. 75 Figura 68 – Adicionando o “Grid” (Configuração)
  77. 77. 76 Para editar o grid, clique em “Properties”, no caso habilitei para que as coordenadas do “grid” fossem verticais na direita e esquerda da borda, por questões estéticas. (Figura 69) Figura 69 – Editando o “Grid” A figura 70 mostra como irá ficar depois de inserido o grid e editado, repare o lado esquerdo.
  78. 78. 77 Figura 70 - “Grid” pronto Para inserir a legenda é necessário seguir os passos indicados na figura 71.
  79. 79. 78 Figura 71 – Inserir Legenda
  80. 80. 79 Para inserir o norte “Rosa dos ventos” deve seguir os passos da figura 72. Figura 72 – Inserindo o Norte Para inserir e configurar a escala gráfica é necessário que siga os passos da figura 73. Figura 73 – Inserindo a escala gráfica
  81. 81. 80 Para inserir título e textos, é necessário seguir os passos da figura 74 e para edita-los é demonstrado na figura 75. Dessa forma, para que ocorra a edição é necessário clicar duas vezes sobre o texto/título, ou clicar com o botão direito sobre (título/texto) e clicar em “properties”. Figura 74 – Inserir título e texto ao mapa Figura 75 – Editando Texto/ Título
  82. 82. 81 Para exportar o mapa, ou seja, salva-lo, em outros formatos, exemplo JPEG é necessário seguir os passos da figura 76. Figura 76 – Exportando o mapa para formato JPEG Resultado final do mapa em formato JPEG (Figura 77).
  83. 83. 82 Figura 77 – Mapa pronto 11.1 Inserir dados do Excel para o ArcMap Os dados que são exportados do Excel para o ArcMap, devem ter em comum um campo, por exemplo, nome dos municípios e esses devem ser idênticos, em relação a grafia. Como pode ser observado na figura 78 para que seja inserido os dados da tabela na “shapefile” é necessário fazer o “Join”, como mostram os passos na figura 79.
  84. 84. 83 Figura 78 – Inserindo informações na “shapefile”, a partir de dados do Excel (xlsx.)
  85. 85. 84 Figura 79 – Passos para fazer o “Join”
  86. 86. 85 A figura 80 mostra a tabela do Excel já inserida na tabela de atributo da “shapefile”. Figura 80 – Informações do Excel, inseridas na tabela de atributos da “shapefile” Para criar um mapa coroplético com os dados exportados do Excel, é necessário clicar em “Properties” “Layer Properties” “Symbology, depois em “quantities” e clique em “graduated color” e em seguida selecione o campo que será calculado em classes, no caso da “shapefile” o campo é denominado por “valores”, selecione “Natural Breaks” e coloque para ser calculado 7 classes, como indicado na figura 81. As vezes nesse cálculo, aparecem seis campos a mais com “0”, nesse caso para retirar os seis “0” siga os passos indicados na mesma figura (81).
  87. 87. 86 Figura 81 – Selecionando as classes para criação do mapa coroplético Para edição dos valores siga os passos da figura 82. E por fim termine de elaborar o mapa como indicado anteriormente (mapa de localização), colocando legenda, título, norte, escala, fonte, entre outros. Esse resultado se trata da quantidade de Domicílios particulares permanentes, por classes de rendimento nominal mensal domiciliar per capita RMBH- 2010, foi retirado do censo do IBGE de 2010 e a base da RMBH também foi retirado do site do IBGE. (Figura 83).
  88. 88. 87 Figura 82 – Edição das classes para adicionar a legenda do mapa Figura 83 – Valores em classes quantitativas distribuídas pelos municípios da RMBH
  89. 89. 88 Referências Bibliográficas ARCHELA, Rosely Sampaio. THÉRY, Hervé. Orientação metodológica para construção e leitura de mapas temáticos. Disponível em: < http://www.uel.br/cce/geo/didatico/omar/orientacao_metodologica.pdf > Acesso em: 15/12/ 2014 ATELIER DE CARTOGRAPHIA. As migrações, final do século XX. Disponível em: <cartotheque/03web_migrants_BAT.jpg> Acessado em: 15/12/ 2014 BEGÊ, Bruno Grossi. “Ilustração Menina NERD”. Disponível em: <https://brunogrossi.wordpress.com/arte/menina-nerd/> Acessado em: 16/12/ 2014 BERTIN, Jacques. Semiologie Graphique: les Diagrammes, les Réseaux, les Cartes. 1a. ed., Paris: Gauthier-Villars, 1967, 380 p. CASTRO, Iná Elias de; GOMES, Paulo Cesar da Costa; CORRÊA, Roberto Lobato. Geografia: Conceitos e temas. 10 ed. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2007. 352 p. CASTRO, José Flávio Morais. História da Cartografia e Cartografia Sistemática. Editora PUC Minas. Belo Horizonte, 2006. CRISTOFOLETTI, Antonio. MARETTI, Edmar. TEIXEIRA, Amandio Luís de Almeida. Introdução aos Sistemas de Informação. Rio Claro. Edição do autor, 1992. ELMIRO, Marcos Antônio Timbó. Elementos de Cartografia. Belo Horizonte, 2001. Disponível em: < http://www.csr.ufmg.br/carto1/elementoscartografia_timbo.pdf> Acesso em: 20/12/ 2014. DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS – LCE, Atlas Solarimétrico do Brasil, 2000. Disponível em: < http://www.lce.esalq.usp.br/atlasolar.html > Acesso em: 20/12/ 2014. FITZ, Paulo Roberto. Geoprocessamento sem complicação. São Paulo, Editora Oficina dos textos.2008. GODOY, Marcelo Magalhães. BARBOSA, Lidiany Silva. CAMINI, Thiago Antônio da Silva. FONSECA, Diego Ferreira. CORRÊA, Danielle Cristina Gomes Corrêa. Região, população e transportes em Minas Gerais na Era Vargas. Disponível em: < http://abep.info/files/trabalhos/trabalho_completo/TC- 4-6-749-644.pdf > Acesso em: 04/01/ 2015 INSTITUTO BRASILEITO DE ESTATÍSTICA E CARTOGRAFIA. Atlas Geográfico Escolar. Disponível em: < http://atlasescolar.ibge.gov.br/conceitos-gerais/o-que-e- cartografia > Acesso em: 04/01/2015 INSTITUTO BRASILEITO DE ESTATÍSTICA E CARTOGRAFIA. Mudança de referência geodésica Disponível em: < http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/pmrg/faq.shtm#3> Acesso em: 04/01/2015 INSTITUTO BRASILEITO DE ESTATÍSTICA E CARTOGRAFIA. Noções Básicas de Cartografia. Rio de Janeiro, 1998. Disponível em: <
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  91. 91. 90 ANEXO Fonte: Universidade Federal Fluminense, 2015

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