Introducão ao arcgis

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Introducão ao arcgis

  1. 1. INTRODUÇÃO AO SIG SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA
  2. 2. História dos SIG Os primeiros SIG surgiram na década de 60, no Canadá, como parte de um programa governamental para criar um inventário de recursos naturais. Estes sistemas, no entanto, eram muito difíceis de usar: não existiam monitores gráficos de alta resolução, os computadores necessários eram excessivamente caros, e a mão-de-obra tinha que ser altamente especializada e caríssima. Além disto, a capacidade de armazenamento e a velocidade de processamento eram muito baixas.
  3. 3. CRIADOR DO SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRAFICA Dr. Roger Tomlinson conhecido como “pai do SIG” o Canadian Geographical Information System (Assad e Sano, 1998). Trabalhava numa companhia de reconhecimento aéreo. Em certa ocasião, surgiu a proposta da análise de uma extensa floresta na África, de modo a localizar áreas para novas plantações e para a construção de uma nova serração. A realização deste estudo tinha custos tão elevados que a empresa viria a recusar o serviço. Tomlinson pensara então que a análise poderia ser facilmente realizada com a ajuda das novas tecnologias da informática, chegando a propor a sua ideia a várias companhias de computadores, embora com pouco sucesso.
  4. 4. Algum tempo depois, surge o projecto de inventário agrícola do Canadá, o que necessitaria obrigatoriamente da concretização de vários mapas e análises, então Tomlinson propõe ao administrador do Departamento Agrícola do Canadá a realização do trabalho com o recurso às tecnologias computacionais, argumentado que os trabalhos seriam mais rápidos e baratos. Assim, com a colaboração da IBM, Tomlinson desenvolve o CGIS (Canada Geographic Information System), considerado por muitos como o primeiro Sistema de Informação Geográfica da história. SURGIMENTO DO 1º SIG
  5. 5. DEFINIÇÃO SIG – SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA Conjunto de elementos relacionados de tal maneira a formar uma unidade ou um todo organizado SISTEMA INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA SISTEMA DE INFORMAÇÃO Dados ou valores que podem ser apresentados em forma gráfica, numérica ou alfanumérica, e cujo o significado contém associações ou relações de natureza espacial Conjunto de elementos inter relacionados que visam a colecta, amazenamento, tratamento, análise e provisão de informações
  6. 6. OUTRAS DEFINIÇÕES DO SIG. Um Sistema de hardware, software, dados geográficos e pessoas com a função de adquirir, armazenar, actualizar, manipular, analisar e visualizar todas as formas de informação geográfica referenciada, de maneira eficiente. SIG é uma base de dados digitais de propósito especial, na qual um sistema de coordenadas espaciais comum é o meio primário de referência.
  7. 7. PRINCIPAIS CARACTERISTICAS DO SIG. Inserir e integrar, numa única base de dados, informações espaciais provenientes de dados cartográficos, dados censitários e cadastro urbano e rural, imagens de satélite, redes e modelos numéricos de terreno; Oferecer mecanismos para combinar as várias informações, através de algoritmos de manipulação e análise, bem como para consultar, recuperar, visualizar e representar o conteúdo da base de dados georreferenciados;
  8. 8. GIS/SIG GIS / SIG - Geographic Information System : Sistema que utiliza dados espaciais através de de hardware, software e procedimentos, e que possibilita a aquisição de dados, manipulação, gestão, análise e visualização de dados.
  9. 9. SISTEMA DE FORMAÇÃO GEOGRÁFICA SISTEMA QUE INTEGRA DADOS + PESSOAS + INSTITUIÇÃO - Software - Hardware - Metodologia COLETA ARMAZENAMENTO PROCESSAMENTO ANÁLISE PRODUÇÃO DE NOVAS INFORMAÇÕES VISANDO • SEGURANÇA/CONFIABILIDADE • FACILIDADE DE USO • AGILIDADE NAS ACTIVIDADES HUMANAS REFERENTES AO: -Monitoramento -Planeamento -Tomada de decisões relativas ao espaço físico geográfico POSSIBILITA PARA
  10. 10. SIG UMA COMPONENTES DE UM SIG
  11. 11. Um SIG operacional apresenta 5 componentes chaves • Equipamento • Software • Dados • Recursos humanos • Métodos (I) Componentes de um SIG
  12. 12. (II) Componentes de um SIG Equipamento: É o suporte físico do SIG. Actualmente os SIG funcionam sobre uma ampla variedade de tipos e configurações de equipamento informático Software: Providencia as funções e ferramentas necessárias para captar, armazenar, manuseiar, gerir, analisar e visualizar a informação geográfica
  13. 13. (III) Componentes de um SIG Dados: Geralmente é a componente mais importânte e cara num SIG. Apresentam-se em forma gráfica e/ou tabelar. Colectam-se de muito diversas fontes. Requerem de um DB Recursos humanos: A tecnologia dos SIG tem um valor limitado sem os recursos humanos que conduzem as aplicações dos SIG, e desenvolvem planos para aplicá-los aos problemas do mundo real. Desde desenvolvedores até utilizadores ocasionais
  14. 14. (IV) Componentes de um SIG Métodos: Um SIG opera com sucesso na medida em que esteja ajustado a um plano e a regras bem desenvolvidas, que são os modelos e prácticas de operação particulares de cada organização. Os métodos dependem das tarefas a serem resolvidas pelo SIG
  15. 15. (I) Componentes de software • Base de Dados »espacial e »de atributos • Sistema de gerenciamento da BD • Sistema de análise geográfica • Sistema de análise estatística Algumas das componentes de software presentes nos SIG:
  16. 16. (II) Componentes de software • Sistema de suporte à tomada de decisões • Sistema de visualização cartográfica • Sistema de processamento de imágens • Sistema de digitalização de mapas
  17. 17. (I) Como trabalham os SIG Um SIG armazena informação acerca do mundo como uma coletânea de camadas temáticas, que podem estar ligadas mutuamente através das referências geográficas. Este conceito simples, mas extremamente poderoso e flexível, tem demonstrate seu valor para resolver muitos problemas do mundo real, desde o seguimento de naves e veículos, o registo de detalhes de planejamento até a modelagem da circulação atmosférica global. Atributos dos objectos: espaciais, temporais e temáticos
  18. 18. Um exemplo de organização de dados de: • Uso do solo • Ruas • Distritos e • Parcelas em camadas (layers) temáticas
  19. 19. (II) Como trabalham os SIG Referências geográficas A informação espacial contém bem seja uma referência geográfica explícita, tal como Lat/Lon ou coordenadas X,Y,Z, ou então uma referência implícita, tal como um endereço, um código postal, um identificador de quarteirão ou de parcela florestal ou um nome de rua ou estrada. Através do processo automatizado de geocodificação, se pode passar de referências implícitas para explícitas. As referências geográficas permitem localizar os objectos e eventos sujeitos às análises
  20. 20. (III) Como trabalham os SIG Modelos de dados Os SIG trabalham com os modelos de dados geográficos essencialmente diferentes: • Modelo vectorial • Modelo raster ou de varrido ou matrizial Ambos os modelos de dados têm suas vantagens e desvantagens inerentes
  21. 21. DADOS As formas de guardar e visualizar os dados num SIG são: Formato Raster: Mapas, fotografias aéreas, imagens de satélite, ortofotomapas, etc.
  22. 22. • Modelo Raster • Modelo Vectorial • Mundo Real
  23. 23. Modelo Raster
  24. 24. Modelo Raster
  25. 25. Formato Vectorial Representação discreta dos objectos em formato vector, através de pontos, linhas e polígonos.
  26. 26. Modelo Vectorial
  27. 27. Modelo Vectorial
  28. 28. Modelo vectorial: É muito apropriado para representar objectos geográficos como entidades geométricas discretas e isoladas, tais como pontos, línhas, nôs e polígonos. Os dados são codificados e armazenados como coletâneas de coordenadas X,Y. Ex: um poço: (X,Y) uma estrada: (X1,Y1)-(X2,Y2)-(X3,Y3)... uma parcela: (X1,Y1)-(X2,Y2)-(X3,Y3)... -(X1,Y1) É impróprio para descrever grandezas com variações contínuas, tais como o relevo topográfico, os tipos de solo ou de vegetação, os custos de accessibilidade a um certo local, etc. (IV) Como trabalham os SIG
  29. 29. Modelo raster ou de varrido ou matrizial: Tem evoluido para a modelagem de propriedades contínuas. Uma imagem raster está composta por um arranjo ordenado (matriz) de células chamadas de pixels (caso 2D), que compõem uma imágem ou mapa (V) Como trabalham os SIG
  30. 30. Modelo Vectorial x ModeloRaster
  31. 31. Captura dos dados geográficos: É necessário saber a quantidade, o tipo de dado e a sua localização. Vector Raster Mundo real
  32. 32. • Exemplo de análises de sobreposição
  33. 33. (VI) Como trabalham os SIG Vantagens • Estrutura de dados simples • Eficiente representação de grandezas contínuas ou com grande variabilidade espacial • Compatível com imagens de Teledetecção • Fácil e eficiênte sobreposição de camadas • Estructura simples para programação • Grande, única para diferentes atributos Vantagens • Estrutura de dados muito compacta (eficiênte armazenamento na memória) • Eficiênte para as análises de redes • Eficiênte para as mudanças de projecções cartográficas • Muito alta precisão cartográfica Dados Raster Dados Vectoriais
  34. 34. Desvantagens • Uso ineficiênte da memória do computador • Dificuldades para as análises de redes • Transformações ineficiêntes para as mudanças de projecções cartográficas • Perdas de informação quando utilizadas células de tamanho grande • Maiores erros nos perímetros, e nas formas das feições • Mapas menos precisos (ainda os interactivos) Dados Raster Desvantagens • Estructura de dados complexa • Ineficiênte representação de grandezas contínuas ou com grande variabilidade • Incompatível com as imagens de Teledetecção • Dificuldades para operações de sobreposição Dados Vectoriais
  35. 35. Base de dados geográfica Banco de dados geográficos em SIG, é um conjunto de dados espaciais e seus atributos, organizados de forma adequada para operações de inserção, busca, edição e análise espacial. As bases de dados físicas são compostas por arquivos onde os dados são armazenados;
  36. 36. Num. Imóvel Código Proprietário Área Construída (m2 ) Tipo Construção 000789 19852/9 50 1 000152 15365/2 120 2 125896 63258/2 41 3 741235 53625/1 500 4 852311 78541/9 70 2 000854 52215/5 78 2 002544 33645/4 421 4 851245 52121/8 123 1 BANCO DE DADOS IMAGEM CARTOGRAFIA
  37. 37. Para melhor definir o SIG é necessário compreender a sua ligação com outros sistemas Cartografia Digital Basesde Dados Sensoriamento Remota SIG CAD
  38. 38. Esferas de aplicação dos SIG (I) Meio ambiente • Estudo e gestão de ecosistemas • Caracterização de localidades para eleição, inspecção, estudos de factibilidade e mitigação • Modelagem e estudo do efeito de contaminantes e outros estudos espaciais e temporais • Gestão do lixo • Gestão de emergências • Gestão e planejamento ambiental • Monitoramento da distribuição de espécies e estudo de populações • Monitoramento da biodiversidade • Gestão de áreas costeiras e outras áreas vulneráveis • Monitoramento da qualidade das àguas
  39. 39. Esferas de aplicação dos SIG (II) Administração florestal • Inventário e controle de condições actuais • Assistência no planejamento estratégico • Estabelecimento de florestas adultas • Administração da exploração • Modelagem da ecologia da floresta • Estudo do efeito das técnicas de exploração e implementação de novas técnicas • Gestão e modelagem de emergências
  40. 40. Esferas de aplicação dos SIG (III) Agricultura • Gestão de safras • Monitoramento de técnicas de rotação de culturas • Controle de pragas e tempo de safra óptimo • Monitoramento de sistemas de rego • Modelagem do efeito das técnicas de cultivo sobre o solo Marketing • Estudo das características de clientes e concorrentes • Orientação de campanhas de mercado • Optimizar a atenção territorial • Gestão de bens raízes (parcelas e imóveis) • Planejamento de rotas de distribuição • Suporte à tomada de decisões
  41. 41. Esferas de aplicação dos SIG (IV) Serviços de àgua, gas e electricidade • Projecção, inventários e manutenção de redes técnicas • Análises de reclamações, monitoramento de avarias e guia dos consertos • Modelagem e gestão da distribuição, estudo de cargas • Gestão de rotas de leitura e cobro pelos serviços Governo central • Estudos cartográficos, geológicos, ambientales e demográficos • Gestão de riscos e emergências (sísmicos, furacões, enchentes, etc.) • Distribuição óptima de recursos • Ajuda em decisões tácticas e estratégicas (esfera militar) • Gestão florestal • Planejamento da transportação
  42. 42. Esferas de aplicação dos SIG (V) Geologia • Estudos morfológicos • Análises de estruturas geológicas • Análises de solos • Estabelecimiento de riscos geológicos • Estabelecimento de potenciáis e prognósticos (previsões) Hidrologia • Análises de sistemas de drenagem • Monitoramento dos níveis da àgua subterránea • Monitoramento do processo de recarregamento de aquíferos • Gestão de bacias hidrológicas • Monitoramento de poços • Modelagem de aquíferos e bacias
  43. 43. Esferas de aplicação dos SIG (VI) Planejamento e uso do solo • Desenvolvimento de planes mestres e de uso do solo • Establecimiento de planos de revitalização e reconversão • Análises de tendências no ambiente construido • Estudo do impacto visual produzido pelo desenvolvimento Governo local • Estudo do efeito das mudanças no uso do solo • Monitoramento da informação cadastral • Assistência ao desenvolvimento da comunidade • Ajuda em situações de emergência (polícia, bombeiros, ambulâncias, etc.) • Estudo, controle e prevenção de actividades criminosas • Gestão de recursos e serviços urbanos • Organização e acompanhamento de eleições
  44. 44. Esferas de aplicação dos SIG (VII) Cartografia • Criação de mapas detalhados de autoestradas, caminhos e caminhos de ferro • Criação de mapas de ruas nas cidades • Criação de mapas de relevo sombreados e coloridos • Criación de mapas e repressentações (maquetas) 3D Esfera militar • Criação de mapas base • Ajuda na tomada de decisões tácticas e estratégicas • Visualização simultánea de dados cartográficos e de fotos aéreas
  45. 45. Esferas de aplicação dos SIG (VIII) Gestão de riscos e desastres • Estimação de vulnerabilidade • Avaliação de danos por desastres • Estimação de susceptibilidade (deslizamentos, alagamentos, etc.) • Determinação de riscos naturais e tecnológicos • Planejamento de contingências Eleição de sítios • Para a reciclagem de materiais • Para acumulação de lixos (urbanos, industriais, nucleares) • Para estabelecimentos (mercados, bancos, restaurantes, serviços, etc.) • Para a relocação de facilidades já existentes
  46. 46. Esferas de aplicação dos SIG (IX) Transportação • Estimação de rotas óptimas • Comparação de custos associados a rotas alternativas • Balanço de cargas de trabalho e tempos de resposta de facilidades, veículos e tripulações • Planejamento de investimentos • Monitoramento dos volumes de tráfego Aquedutos e esgotos • Controle de inventários e monitoramento de redes técnicas • Optimização e manutenção de redes • Monitoramento da qualidade da àgua • Modelagem e determinação do efeito de desastres sobre as redes técnicas • Suporte ao programa de lixos industriais
  47. 47. Esferas de aplicação dos SIG (X) Outras actividades interessantes • Petróleo e Mineira • Ensino Superior • Segurança Pública (ambulâncias, polícia e bombeiros) • Sistema Tributário (impostos) • Escolas, Bibliotecas e Museus • Marinha Mercante, Portos e Pesca
  48. 48. PRINCIPAIS APLICAÇÕES DE UM SIG O Sistema de Informação Geográfica (SIG) pode ser aplicado em diversas áreas, tais como: SIG aplicado à análise das relações da qualidade da água e risco em saúde pública Permite identificar e caracterizar as diferentes fontes de poluição (industrial e doméstica) que influenciam directa ou indirectamente na qualidade das águas subterrâneas e de superfície (lagoas) numa determinada região, e Possibilitará futuramente realizar o monitoramento e a gestão da qualidade da água nessa região.
  49. 49. A partir dos dados levantados, foram construídas diversas camadas inter-relacionadas, que permitem integrar as informações espaciais envolvendo o banco de dados
  50. 50. Gestão Municipal: É fundamental para o gestor do município conhecer toda sua realidade, tanto a área urbana, como a rural. Isto inclui a infra- estrutura da cidade, o cadastro das áreas construídas, as redes de transporte, água e esgoto, os serviços públicos, os pontos turísticos, o uso do solo, as áreas de preservação, dentre outras variáveis consideradas na gestão de um município. Todas estas informações têm em comum o facto de estarem inseridas na geografia do município, ou seja, elas podem ser localizadas espacialmente.
  51. 51. Gestão de Redes (Utilities) Os serviços públicos de saneamento, energia eléctrica, gás e telecomunicações, podem usar o SIG para relacionarem as suas redes de distribuição (informação gráfica) às informações de seus bancos de dados (informação alfa numérica). Planeamento Estratégico de Negócios Os novos conceitos de business intelligence não podem prescindir das ferramentas de SIG. Eles são capazes de mapear, literalmente vários factores críticos do sucesso de um negócio, respondendo a questão: onde estão os clientes, onde estão os fornecedores e onde estão os concorrentes? Entre outras perguntas, de forma a permitir às empresas agirem e decidirem com informações muito mais precisas sobre seus negócios.
  52. 52. Necessidade de um SIG A necessidade da construção de um SIG torna-se perceptível por avaliação da qualidade e rapidez de desempenho numa organização, no que respeita a dados espaciais. Existem actualmente casos de aplicação suficientes para que um gestor esclarecido possa reconhecer a importância do SIG para a sua organização. É licito afirmar que qualquer organização com intervenção baseada em dados geográficos, orientada por padrões razoáveis de qualidade de serviço, não tem alternativas à utilização de SIG.
  53. 53. (I) O que podem fazer por Vc. Fazer Consultas e Análises Geográficas • Os SIG têm ajudado a:  Achar o local óptimo para um certo uso (Mapeamento de Aptidão).  Pesquisar relações entre factores com dimensão espacial (p. ex. volumes das safras, solos e clima).  Analisar cenários.  Reduzir o tempo para responder reclamações dos clientes.  Optimizar a distribuição de recursos.
  54. 54. (I) O que podem fazer por Você. Fazer Consultas e Análises Geográficas (cont.) Exemplos:  Uma empresa de prospecção poderia estudar o potencial mineral, ou avaliar a previsão perspectiva de jazigos em uma região...  Uma empresa de transportações poderia planejar as rotas ótimas e levar o controle das frotas de veículos...  Uma empresa imobiliária poderia achar todas as casas em uma área, que tenham telhado de telhas e cinco quartos, e logo listar todas suas características para um cliente...  Uma empresa de serviços poderia levar conta do estado da rede técnica, para manutenção e descoberta de avarias...
  55. 55. (II) O que podem fazer por Você. Acrescentar a Integracão Organizacional • Muitas organizações que têm instalado um SIG têm descoberto que um dos seus principais benefícios é a melhoria no gerenciamento da propria empresa e seus recursos. Como os SIG têm a capacidade de ligar conjuntos de dados através da geografia, eles facilitam a partilha de informações, bem como a comunicação interdepartamental. Através da criação de uma Base de Dados compartilhada, um departamento pode-se beneficiar com o trabalho de outro: os dados podem ser coletados uma vez só, e utilizados muitas vezes.
  56. 56. (III) O que podem fazer por Você. Tomar Melhores Decisões • Um SIG não é um sistema automático para tomada de decisões, mas uma ferramenta para consulta, análise e cartografia de dados que pode ajudar no processo de tomada de decisões. A tecnologia SIG tem sido usada para apoiar tarefas tais como apresentar informações em tarefas de planejamento, resolução de conflitos territoriais, traçado e instalação de redes técnicas para que sejam mínimos os impactos negativos (visual, ecológico, econômico), etc.
  57. 57. Tomar Melhor Decisões (cont.) • Os SIG podem ser utilizados para ajudar a tomar decisões sobre a localização de uma nova zona habitacional, que produza o mínimo impacto ambiental, seja localizada numa área de baixo risco geológico e próxima de um centro populacional. A informação pode ser apresentada de forma breve e clara em forma de mapas e acompanhada de relatórios, permitindo aos responsáveis da tomada de decisões focalizar os verdadeiros requisitos, em vez de ficar tentando entender os dados. Devido ao facto que os resultados se providenciam rapidamente, se podem avaliar eficiente e eficazmente múltiplas alternativas. (IV) O que podem fazer por Você.
  58. 58. (V) O que podem fazer por Vc. Criar Mapas • Os mapas ocupam um lugar especial nos SIG. O processo de fazer mapas com SIG é muito mais flexível do que os procedimentos manuais tradicionais ou até os cartográficos automáticos. Inicia com a criação de uma Base de Dados. Os mapas em papel podem ser digitalizados e uma vez em formato compatível, podem ser introduzidos no SIG. A tal BD cartográficos baseada em SIG pode ser contínua e de livre escala. Assim, os mapas podem ser criados centralizados em qualquer ponto, e com qualquer escala.
  59. 59. Estado da arte (Novas Tendências) O que podemos perceber como novas tendências no uso de SIG, e a integração de diferentes tipos de dados geográficos, e de documentos que possibilitara que o usuário opere em um ambiente flexível para a tomada de decisões complexa. A ideia tradicional de um mapeamento ou SIG como sendo somente um mapa com vectores ou com vectores associados à dados alfanuméricos será substituída pelo conceito de hipermédia e pelo acesso directo via internet. O uso da internet para veicular mapas e disponibilizar mapas e informações para os clientes on-line já é bastante comum nos EUA. Esta opção é adoptada porque tem um custo baixo e possibilita atender o cliente de forma diferenciada.

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