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Introdução a SistemaIntrodução a Sistema
de Informaçõesde Informações
Geográficas - SIGGeográficas - SIG
Universidade Federal de ViçosaUniversidade Federal de Viçosa
Departamento de SolosDepartamento de Solos
Rogério Mercandelle SantanaRogério Mercandelle Santana
Flying Blind
Jul 24th 2003Jul 24th 2003
The EconomistThe Economist
Vivemos em Dois MundosVivemos em Dois Mundos
Auto-Regulado Gerenciado (Bem ou Mal?)
Mundo Natural Mundo Construído
. . . Estão Cada Vez Mais em Conflito
• Bacias Hidrográficas
• Estados
• Municípios
• Distritos
Visão EspacialVisão Espacial
• Padrões
• Ligações
• Tendências
Visão Global
Planejamento Local
Abstração do Mundo RealAbstração do Mundo Real
O que é SIG?O que é SIG?
O Que é SIG ?
• Sistemas de Informação Geográfica
(SIG) é sistema baseado na interação
software, hardware, pessoas e
informações espaciais.
• O SIG propicia:
 criar, editar, pesquisar, analisar e
apresentar as informações em um mapa
ou no computador.
DefiniçõesDefinições
• Um poderoso conjunto de ferramentas para coletar, armazenar,
recuperar, transformar e exibir dados espaciais do mundo real
(Burrough, 1986).
• Um sistema para capturar, armazenar, controlar, manipular,
analisar e visualizar dados que são espacialmente
referenciados à Terra (Departamento de Meio Ambiente, 1987).
• Uma tecnologia de informação que armazena, analisa e
exibe tanto espaciais e não espaciais de dados (Parker,1988).
• Um sistema de base de dados no qual a maioria dos dados são
indexados espacialmente, e sobre a qual um conjunto de processos
acionados de forma a responder perguntas sobre entidades
espaciais na base de dados (Smith et al., 1987).
• Sistema de apoio à decisão que envolve a integração de dados
espacialmente referenciados na resolução de um problema
ambiental (Cowen, 1988).
Sistemas de Informação GeográficaSistemas de Informação Geográfica
• Sistema – uma operação que ilimitada que vincula a
informação à sua localização geográfica, por meio de
hardware,redes software, dados e procedimentos
operacionais.
• Informação – atributos ou características (dados) podem
ser usados para melhor descrever uma localização espacial.
• Geográfica – Localização Espacial - 80% dos dados do
governo EUA estão associados a algum localização espacial.
... Não é simplesmente um software!
... Não é usado somente para fazer mapas!
Mais de 7.000 universidades ensinam SIG no mundo (Angela Lee
ESRI Education Program)
Quem usa SIG?Quem usa SIG?
• Organizações Internacionais
 UN-HABITAT (Programa das Nações Unidas para os
Assentamentos Humanos), Banco Mundial, UNEP
(Program de Meio ambiente das Nacções Unidas) , FAO
(Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a
Alimentação) , Organização Mundial da Saúde (OMS),
etc.
• Industria Privada
 Transportes (rotas), bens imobiliários, Seguros, etc.
• Governo
 Ministério do Meio Ambiente, Habitação, Agricultura, etc.
 Municípios, autarquias (SAAE, COPASA, CEMIG), etc.
 Agências de Planejamento, Parques, transportes, etc
• Agencias não-governamentais ONG´s
 WRI - Instituto Mundial de Recursos, WWF, SOS - Mata
Atlântida, etc.
• Universidades e Centrosd de Paequisa
 LABGEO – UFV, INPE, USGS, IBGE, etc.
• As possibilidades são ilimitadas…
 Estudo de Impacto Ambiental
 Gestão de Recursos
 Planejamento do uso do solo
 Saneamento Básico e rede de
distribuição de águas
 Rotas de Transporte
 mais ...
O que você pode fazer com o SIG?O que você pode fazer com o SIG?
Como um SIG trabalha?Como um SIG trabalha?
• Os dados no SIG possuem
referência espacial (geográfica)
 Descreve uma feição sobre a superfície
terrestre usando por exemplo:
• coordenadas
• sistema de referencia (datum)
• seu endereço
• seu município
• nome da rua
• bacia hidrográfica
O SIG armazena informações sobre a superfície
terrestre em uma coleção de camadas (layers). Essas
se ligam a um banco de dados descritivos e se
relacionam umas com as outras por meio de sua
localização espacial
O SIG permite aO SIG permite a Integração de DadosIntegração de Dados
VetoresVetores
TopologiaTopologia
Redes - TrajetosRedes - Trajetos
TerrenoTerreno
MediçõesMedições
ImagensImagens
DesenhosDesenhos
CADCAD
AnotaçõesAnotações
EndereçosEndereços
27 Main St.27 Main St.
AtributosAtributos
ABCABC
107’107’
Objetos 3DObjetos 3D
DimensãoDimensão
• Estradas
• Uso da Terra
• População
• Serviços
• Escolas
• Hospitais
• Campo de Refugiados
• Nascentes
• Saneamento
HistóriaHistória
A 35.000 anos, caçadores representavam animais
nas paredes de cavernas próximo a Lascaux, França.
Associados aos desenhos dos animais, foram traçados locais de
pastagem, repouso e rotas migratórias.
Estes primeiros registros representam dois elementos
estruturais dos sistemas de informação geográfica (SIG):
Um arquivo gráfico ligada a um atributo de dados.
Kingston Centre for GIS
17
• Epidemia de cólera em Londres 1854
• Bairro SohoBairro Soho •Mortes por cóleraMortes por cólera
•Bomba de águaBomba de água
•+
•Historicamente coube a John
Snow, no século XIX, a
percepção de que a epidemia
de cólera na Londres de então
podia estar sendo propagada
através do escoamento
superficial das águas
contaminadas. Recorrendo a
mapas nos quais se
representavam a distribuição
geográfica de mortes por
cólera bem como a infra-
estrutura de distribuição de
águas, em 1854, este
pesquisador provou a
associação entre mortalidade e
regiões drenadas por águas
contaminadas.
Kingston Centre for GIS
18
Informação Espacial Tratada
1854
•Mortes por cóleraMortes por cólera
•Bomba de águaBomba de água
•+
Existem dois tipos fundamentaisExistem dois tipos fundamentais
de dadosde dados
• Vetoriais
 Usa coordenadas x,y para definir as feições
 Para dados discretos representados por pontos,
linhas e polígonos
• Raster (matriciais)
 Formado por grades e células
 Usado para dados contínuos como elevações
(MDE), declividades, superfícies
• Os SIG´s possuem ferramentas para
utilização correta desses dois tipos de dados
Raster
Vetor
Mundo Real
Representação dos dadosRepresentação dos dados
• Vetorial
 Pontos, linhas e polígonos
 “Feições” (casa, lago, rede
de transmissão, etc.)
 Atributos (tamanho, tipo,
comprimento, etc.)
•Raster – Grid
 “pixels”
 Localização e valor
 Imagens de satélite e
fotografias áreas são de
formato raster
Mundo Real
Modelo de Dados VetoriaisModelo de Dados Vetoriais
• Abstração espacial das feiçõesAbstração espacial das feições
 PontosPontos
 LinhasLinhas
 Áreas (polígonos)Áreas (polígonos)
• Grava as coordenadas dosGrava as coordenadas dos
vérticesvértices
• Bom para representar objetosBom para representar objetos
com limites bem definidoscom limites bem definidos
• As relações espaciais podem serAs relações espaciais podem ser
definidasdefinidas
Modelo de dados RasterModelo de dados Raster
• Grade regular de células
 Cada célula representa
uma área no terreno
 Depende da resolução
espacial
• O valor atribuído para cada
célula representa seu
atributo
 Declividade
 Cobertura vegetal
 Elevação
• Imagem de Satélites
• DEMs
• Utilizado para representar
atributos que apresentam
mudanças contínuas
Permite ao usuário representar uma localização especifica
no espaço geográfico por meio de pontos, linhas e
polígonos.
Mesmo uma entidade contínua pode ser representada por
meio de uma representação vetorial (ex. mapa de solos).
Cabe ao usuário determinar de que forma os dados serão
utilizados.
Representação Espacial VetorialRepresentação Espacial Vetorial
(X,Y)
Representação Espacial VetorialRepresentação Espacial Vetorial Cont.Cont.
Utilizamos esses três elementos espaciais para
representar o mundo real.
É importante que o usuário tenha em mente a escala do
trabalho, pois feições poligonais em campo poderão, segundo a
escala, ser representadas como feições lineares ou até mesmo
pontuais.
Ponto – Elementos simples
Linhas (arcos – Nós conectados por
vértices)
Polígonos – Conjunto de linhas conectadas
Nó Nó
Vértice
Nó
Vértice
Representação Raster ou MatricialRepresentação Raster ou Matricial
Armazena as imagens em linhas e colunas com um valor numérico
digital para cada célula.
As células são uniformes (mesmo tamanho) e apresentam sua área
com sua unidade ao quadrado .
O usuário no momento da rasterização (transformação de feições
vetoriais para raster) define o tamanho do pixel de trabalho. O tamanho do
pixel determinará a precisão e o nível de detalhe da imagem gerada, tendo-
se em conta a escala de trabalho. Imagens com pixel muito pequeno são
difíceis para armazenamento e manipulação dos dados, o que demanda
uma grande rotina computacional, muitas vezes desnecessária ao estudo.
Os dados são classificados como
“contínuos” (como em uma imagem,
ex. MDE, declividade, etc), ou
“temático” (onde cada pixel possui um
valor relacionado com uma
característica ex. solos, cobertura
vegetal, etc).
Diversos formatos existentes (TIFF,
GIF, ERDAS.img etc)
Contínuos
• Tamanho Menor Célula
• Maior resolução
• Maior precisão da feição
espacial
• Apresentação mais lenta
• Processamento mais lento
• Arquivo de armazenagem maior
• Tamanho Maior da Célula
• Menor resolução
• Menor precisão na localização da
feição espacial
• Apresentação mais rápida
• Processamento mais rápido
• Arquivo de armazenagem menor
Raster vs. VetorRaster vs. Vetor
Vantagens - Raster
• Formato de dado mais comum
• Operações matemáticas e de overlay mais fáceis
• Informações de imagens de satélites facilmente incorporadas
• Melhor para representar dados “contínuos”
Vantagens - Vetor
• Informação com maior precisão em sua posição. Melhor forma de
armazenar feições temáticas discretas (ex. Estradas, rios, limites ).
• Dados mais compactos para armazenamento
• Podemos associar números ilimitados de atributos com
características específicas
Equação Universal de Perdas de Solos
A=R.K.L.S.C.P
• A é a perda de solos em T/(ha.ano)
•· R é o fator de erosividade das chuvas, em t.h.Mj.mm
•· K é o fator de erosividade do solo em t.h./(M.J/mm)
•· L é o fator comprimento de rampa
•· S é a declividade
•· C é o fator uso e manejo e
•· P o fator práticas conservacionistas.
QUAL É A MELHOR SOLUÇÃO?
VETORIAL OU RASTER?
A=R.K.L.S.C.P
= X X X X X
AtributosAtributos
• Para o modelo de dados raster, o valor da célula (número
digital) é o atributo.
Examples: elevação, declividade, cobertura vegetal(?),
Solos (?), etc.
• Para dados vetoriais os atributos são gravados e
relacionados (“linkados”) as feições pontos, linhas ou
polígonos. Cada dado pode possuir múltiplos atributos
para a feição (ex. Latossolo (cor, textura, estrutura. etc.).
Torna-se possível realizar análises a partir de cada
atributo individualmente.
• As feições vetoriais estão “linkados” aos atributos
através de uma única característica numérica.
!!!! – O uso do software de SIG não!!!! – O uso do software de SIG não
dispensa conceitos básicos dedispensa conceitos básicos de
cartografiacartografia
(o que “sai” depende do que “entra” )(o que “sai” depende do que “entra” )
• Pontos a serem analisados na
construção de um mapa e na análise
espacial...
 Escala/Resolução
 Projeção
 Princípios cartográficos, design,
generalização, etc…
Relações EspaciaisRelações Espaciais
• Características geométricas individuais deCaracterísticas geométricas individuais de
cada feiçãocada feição
 Comprimento, área, perímetro, formaComprimento, área, perímetro, forma
• Relação espacial entre 2 ou mais objetosRelação espacial entre 2 ou mais objetos
 Distancia, direção, topologiaDistancia, direção, topologia
• Distribuição espacial dos objetosDistribuição espacial dos objetos
 Como os objetos estão distribuídos no espaço.Como os objetos estão distribuídos no espaço.
Topologias no SIGTopologias no SIG
• No contexto do SIG, uma topologia é umNo contexto do SIG, uma topologia é um
conjunto de regras e comportamentos queconjunto de regras e comportamentos que
estipulam como pontos, linhas e polígonosestipulam como pontos, linhas e polígonos
partilham geometrias coincidentes.partilham geometrias coincidentes.
 Por exemplo:Por exemplo:
• Objetos adjacentes, tais comoObjetos adjacentes, tais como
países ou parcelas de terreno, têmpaíses ou parcelas de terreno, têm
uma fronteira comum, isto é,uma fronteira comum, isto é,
partilham uma aresta.partilham uma aresta.
• O conjunto de países ouO conjunto de países ou
parcelas de terreno adjacentesparcelas de terreno adjacentes
cobrem completamente (semcobrem completamente (sem
sobreposições) uma região dosobreposições) uma região do
espaço.espaço.
No SIG a topologia é usada para garantir a
integridade dos dados.
Assegura a qualidade dos dados e permite a
execução de algumas funções de análise espacial (por
exemplo, a operação dissolução).
Um modelo de dados topológico representa os
objetos espaciais (ponto, linha e polígono) tendo
subjacente um grafo composto por nós e arcos.
• Um arco é definido por 2 nós.Um arco é definido por 2 nós.
• O ponto de intersecção de 2 arcos éO ponto de intersecção de 2 arcos é
sempre um nósempre um nó
•Nó
•Arco
•Nó
Utilização de topologias
• Uma topologia pode ser utilizadaUma topologia pode ser utilizada
 para definir regras de integridade dos dados,taispara definir regras de integridade dos dados,tais
como:como:
• entre parcelas de terreno não podem existir “buracos”entre parcelas de terreno não podem existir “buracos”
• parcelas de terreno não podem ser sobrepostasparcelas de terreno não podem ser sobrepostas
• as estradas têm que estar ligadas entre sias estradas têm que estar ligadas entre si
 para suporte de funções de análise espacial quepara suporte de funções de análise espacial que
requerem, por exemplo:requerem, por exemplo:
• identificação de objetos adjacentesidentificação de objetos adjacentes
• identificação de objetos ligadosidentificação de objetos ligados
 para suporte de ferramentas de edição quepara suporte de ferramentas de edição que
respeitem as restrições topológicas do modelo derespeitem as restrições topológicas do modelo de
dados, por exemplo:dados, por exemplo:
• alterar uma aresta comum e, automaticamente, alteraralterar uma aresta comum e, automaticamente, alterar
todos os objetos que partilham essa arestatodos os objetos que partilham essa aresta
Funções de ediçãoFunções de edição
• Para edição de dados respeitando regrasPara edição de dados respeitando regras
topológicas o ArcGIS disponibiliza funçõestopológicas o ArcGIS disponibiliza funções
especialmente úteis:especialmente úteis:
 snappingsnapping – garante arestas ligadas– garante arestas ligadas
• snapping tolerance – definição desnapping tolerance – definição de
uma distância de tolerância parauma distância de tolerância para
snappingsnapping
 extendextend – estende uma linha até– estende uma linha até
que esta toque numa featureque esta toque numa feature
previamente seleccionadapreviamente seleccionada
 trimtrim – trunca uma linha que é– trunca uma linha que é
cortada por uma featurecortada por uma feature
previamente selecionadapreviamente selecionada
 cut polygoncut polygon – para dividir um– para dividir um
polígono em doispolígono em dois
 auto-complete polygonsauto-complete polygons – garante que 2 polígonos– garante que 2 polígonos
possuem uma aresta comum (isto é, são adjacentes)possuem uma aresta comum (isto é, são adjacentes)
TopologiaTopologia
• Topologia é definido como a relação
espacial entre feições vizinhas ou
adjacentes.
Tipos de Topologia
Linhas que compartilham
pontos
Topologia Arc-Nó
Áreas que compartilham
limites
Topologia de Polígono
Linhas que compartilham
segmentos com outras
linhas
Topologia de rota ou
caminho
Feições poligonais com
sobreposição a outros
polígonos
Topologia de região ou
área
Feições Lineares que
compartilham seu ponto
final com outras feições
pontuais
Topologia de Nó
Feições Pontuais que
compartilham vértices com
feições lineares
Evento de Ponto
Ferramentas AvançadasFerramentas Avançadas
• Extração de dadosExtração de dados
 Cria um subconjunto deCria um subconjunto de
feições baseado nafeições baseado na
extensão geográfica deextensão geográfica de
outro dadooutro dado
• OverlaysOverlays
 Combinam duas ou maisCombinam duas ou mais
feições para criar um novofeições para criar um novo
dadodado
• ProximidadeProximidade
 Busca de áreas que sãoBusca de áreas que são
próximas de uma feiçãopróximas de uma feição
Operações Fundamentais em SIG
• CapturarCapturar
• ArmazenarArmazenar
• EditarEditar
• AnalisarAnalisar
• VisualizarVisualizar
• ApresentarApresentar
CapturarCapturar
Obtenção de DadosObtenção de Dados
• DigitalizaçãoDigitalização
• Base de DadosBase de Dados
• GPSGPS
• Sensoriamento RemotoSensoriamento Remoto
• ScaneamentoScaneamento
• OutrosOutros (Fotos, gráficos, etc.)(Fotos, gráficos, etc.)
DigitalizaçãoDigitalização
•RMS – Erro Médio Quadrático.
•Representa o erro nas
coordenadas da entre a posição
informada e a posição correta ou
conhecida.
•Quanto menor o erro RMS, o mais
acurado a digitalização ou
transformação.
Base de Dados
•GEOMINAS www.geominas.mg.gov.br/
•IBGE
www.ibge.gov.br/home/mapa_site/mapa_site.php
SRTM
The Shuttle Radar Topography Mission
http://glcfapp.umiacs.umd.edu:8080/esdi/index.jspGeonetwork – LABGEO/UFV
GPS/ESTAÇÃO TOTAL
Obtenção deObtenção de
coordenadas precisas decoordenadas precisas de
pontos, linhas epontos, linhas e
polígonos de terminandopolígonos de terminando
feições vetoriais.feições vetoriais.
A determinação deA determinação de
superfícies contínuassuperfícies contínuas
como por exemplo MDE,como por exemplo MDE,
pode ser gerado no SIGpode ser gerado no SIG
a partir de umaa partir de uma
densificação de pontos.densificação de pontos.
Sensoriamento RemotoSensoriamento Remoto
Fotografias Aéreas
Imagens de Satélite
• Menor custoMenor custo
• Recobrimento periódicoRecobrimento periódico
• Precisão limitada, mas emPrecisão limitada, mas em
Evolução.Evolução.
• Maior precisãoMaior precisão
• Obtenção de estereoscopiaObtenção de estereoscopia
• Maior custoMaior custo
SCANEAMENTO
Outros (Fotos, gráficos, etc)
Armazenamento
Editar
•Correção dos erros do processo de entrada de dados
Análise
ArcGIS Spatial AnalystArcGIS Spatial Analyst
ArcGIS Network AnalystArcGIS Network Analyst
ArcGIS 3D AnalystArcGIS 3D Analyst
ArcGIS SchematicsArcGIS Schematics
ArcGIS Geostatistical AnalystArcGIS Geostatistical Analyst
ArcGIS Data InteroperabilityArcGIS Data Interoperability
ArcGIS PublisherArcGIS Publisher
ArcGIS Survey AnalystArcGIS Survey Analyst
ArcScan for ArcGISArcScan for ArcGIS
ArcGIS Tracking AnalystArcGIS Tracking Analyst
Maplex for ArcGISMaplex for ArcGIS
Extensões de Análise para o softwareExtensões de Análise para o software ArcGISArcGIS
ArcMap
ArcScene
ArcGIS Spatial Analyst
Fornece uma gama de ferramentas de
modelagem e análise espacial.
Possibilita criar, consultar, analisar, gerar
mapas, a partir dos dados célula de base;
Realizar análise integrada entre dados vetoriais
e raster,
Gerar novas informações a partir de dados
existentes;
Realizar consultas através de múltiplas
camadas de dados;
Menor Caminho
Cria uma superfícies de custo,
permitindo compreender o
“valor” do deslocamento de um
local para outro com base num
conjunto de critérios de entrada
que especificados.
Menor Custo
Novos dados
Integração
Raster - Vetor
Interpolação de superfíciesInterpolação de superfícies
Importante rotina
em SIG sendo
utilizada na maioria
dos estudos
•Elev_meters = Elev_feet * 3.2808
Rain_total = Rain_April + Rain_May + Rain_June
Outgrid = (Con (elevation > 1000, Slope (elevation * 3.2808)))
Álgebra de MapasÁlgebra de Mapas
Análise HidrológicaAnálise Hidrológica
Ferramentas
especializadas e
modelagem hidrológica.
Calculo de fluxo em uma
rede de drenagem;
Determinação de áreas
inundáveis;
(alerta durante uma
tempestade)
Ferramentas utilizam
além modelagem de
superficie também a
modelagem de fluxo de
águas subterrâneas que
levam em conta
conceitos hidro-
geológicos.
Modelo de dispersão de
um produto químico ao
longo do fluxo.
Análise densidadeAnálise densidade
Mapa de
densidade de
campos de golfe
em Phoenix,
Arizona.
•A função densidade distribui uma quantidade de
medida uma camada de entrada em torno de um
ponto para produzir uma superfície contínua.
• Medidas de distância em linha
reta (Euclidiana) e distância
medida em termos de outros
fatores como o declive, infra-
estrutura rodoviária e uso da
terra (distancia de custo).
• A distância euclidiana e
distância custo são duas
principais formas de análise.
• A distância euclidiana
determina a linha reta fonte
destino,determinar a
atribuição, mas também é
possível calcular a distância e
à direção da fonte mais
próxima.
• A distancia de custo equivale
ao custo de se “viajar”
através de uma determinada
célula.
• Exemplo: Escalar uma
montanha versus realizar uma
caminhada.
Análise de DistânciaAnálise de Distância
ArcGIS Network Analyst
Permite criar e realizar análise em uma rede dePermite criar e realizar análise em uma rede de
dados, incluindo rotas, direções de viagem, edados, incluindo rotas, direções de viagem, e
analise de áreas de serviços.analise de áreas de serviços.
Permite modelar de forma realista as redes comPermite modelar de forma realista as redes com
condicionantes de incluindo limites decondicionantes de incluindo limites de
velocidade, altura (viadutos) e condições develocidade, altura (viadutos) e condições de
tráfego, em diferentes momentos do dia.tráfego, em diferentes momentos do dia.
..
• Análise de tempo de viagem
• Rota Ponto-a-Ponto
• Direções das Rotas
• Definição de área de serviços
• Caminho mais curto
• Melhor rota
• Serviço mais próximo
• Análise Origem-Destino
O custo inicial de implantação deO custo inicial de implantação de
uma rede é elevado, onde asuma rede é elevado, onde as
variáveis devem ser obtidas emvariáveis devem ser obtidas em
campo com estudos especializados.campo com estudos especializados.
Redes no mundo realRedes no mundo real
Rota para Ônibus EscolaresRota para Ônibus Escolares
Atendimento Emergência MédicaAtendimento Emergência Médica
Melhor rota de resposta para uma chamada emergencialMelhor rota de resposta para uma chamada emergencial
Serviços de EntregaServiços de Entrega
Gerenciamento de uma complexa de transporte públicoGerenciamento de uma complexa de transporte público
ArcGIS 3D Analyst
Permite visualizar e analisar eficazmente os dados superficiais.Permite visualizar e analisar eficazmente os dados superficiais.
• Possibilidades:Possibilidades:
 Ver uma superfície a partir de múltiplos pontos de vista;Ver uma superfície a partir de múltiplos pontos de vista;
 Determinar o que é visível a partir de uma localizaçãoDeterminar o que é visível a partir de uma localização
escolhida em uma superfície;escolhida em uma superfície;
 Criar uma perspectiva realista de uma superfícieCriar uma perspectiva realista de uma superfície
baseado em uma imagem raster e dados vetoriais;baseado em uma imagem raster e dados vetoriais;
 Navegar continuamente pelo terreno analisado;Navegar continuamente pelo terreno analisado;
 Fazer a análise espacial em duas ou três dimensões;Fazer a análise espacial em duas ou três dimensões;
 Usar modelos tridimensionais e símbolos reais;Usar modelos tridimensionais e símbolos reais;
 Gerar vídeos das análises.Gerar vídeos das análises.
SID em Rápida EvoluçãoSID em Rápida Evolução
Projetos Sistemas Redes
Integrados Coordenados Cooperativos
Sociedade
Colaborativos
……todos participam!todos participam!
Trabalhos Integrados…Trabalhos Integrados…
 AgriculturaAgricultura
 ArqueologiaArqueologia
 ArquiteturaArquitetura
 BusinessBusiness
 Ciências da ComputaçãoCiências da Computação
 Ciências AmbientaisCiências Ambientais
 EngenhariaEngenharia
 JornalismoJornalismo
 Ciências MilitaresCiências Militares
Aplicações do SIG
 Gerenciamento de recursos NaturaisGerenciamento de recursos Naturais
 GeografiaGeografia
 GeologiaGeologia
 MeteorologiaMeteorologia
 OceanografiaOceanografia
 Saúde PúblicaSaúde Pública
 HistoriaHistoria
 SociologiaSociologia
 Planejamento UrbanoPlanejamento Urbano
Realidade de
duas cidades
A formal e a
informal
Utilização de SIG
para ambas
Pesquisa: Rosario Giusti de Perez
SIG para planejamento de áreas carentesSIG para planejamento de áreas carentes
A falta de espaço público aberto.
Barrios tem uma percentagem de
espaço público entre 5% e 10%.
Na cidade a média de espaço total
constituem mais de 30% do total do
espaço.
Carência urbana medido em termos de quantidade e qualidade do espaço público.
A ausência de infra-estrutura
adequada,
Mobiliário urbano e de manutenção
que
combinada produz condições
inseguras e insalubres.
SIG para planejamento de áreas carentesSIG para planejamento de áreas carentes
A Morfologia complexa requer:
• Conhecer o ordenamento físico atual
• Identificar a ordem social conforme os laços apresentados pela
comunidade, que geralmente não tem vínculos com o ordenamento físico
O melhora do ordenamento está baseado em uma revisão
detalhada das atuais construções.
SIG para planejamento de áreas carentesSIG para planejamento de áreas carentes
Sustentabilidade preservando
Os pequenos grupos sociais
Analise de rede social e dos
laços comunitário
Topologia da rede social existente
SIG para planejamento de áreas carentesSIG para planejamento de áreas carentes
Agricultura
– Gestão Agrícola
– Monitoramento de
Pragas/Doenças
– Monitoramento de Culturas
– Previsão de Safra
– Análise de Solos
Gerenciamento de Recursos Naturais
• Florestas
• Ecologia
• Mineração
• Petróleo
• Recursos Hídricos
Planejamento e Desenvolvimento Econômico
• Zoneamento e Uso da Terra
• Prontidão a Emergências
• Previsão de Crescimento
Populacional
• Análise de Mercado
• Avaliação de Imóveis
• Transporte
Gerenciamento de EcossistemasGerenciamento de EcossistemasGerenciamento de EcossistemasGerenciamento de Ecossistemas
Mineração 3D com PoçosMineração 3D com PoçosMineração 3D com PoçosMineração 3D com Poços
Monitoramento AmbientalMonitoramento Ambiental
de Pluma Tóxicade Pluma Tóxica
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dadosdados
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ContaminaçãoContaminação
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Futuras (Cenários)
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Agrupamento e Comparação de
Dados
Agrupamento e Comparação de
Dados
Decisão
Saída
Análise
SIG
Geração de
dados
Definição
do critério
SIG
Definição
do Problema
CICLO SIGSIG
Mundo Real
Coleção de Dados
Fonte de Dados
Entrada de Dados
Gerenciamento de Dados
Análise e
Envio de dados
Análises
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  • 1. Introdução a SistemaIntrodução a Sistema de Informaçõesde Informações Geográficas - SIGGeográficas - SIG Universidade Federal de ViçosaUniversidade Federal de Viçosa Departamento de SolosDepartamento de Solos Rogério Mercandelle SantanaRogério Mercandelle Santana
  • 2. Flying Blind Jul 24th 2003Jul 24th 2003 The EconomistThe Economist
  • 3. Vivemos em Dois MundosVivemos em Dois Mundos Auto-Regulado Gerenciado (Bem ou Mal?) Mundo Natural Mundo Construído . . . Estão Cada Vez Mais em Conflito
  • 4. • Bacias Hidrográficas • Estados • Municípios • Distritos Visão EspacialVisão Espacial • Padrões • Ligações • Tendências Visão Global Planejamento Local
  • 5.
  • 6. Abstração do Mundo RealAbstração do Mundo Real
  • 7. O que é SIG?O que é SIG?
  • 8. O Que é SIG ? • Sistemas de Informação Geográfica (SIG) é sistema baseado na interação software, hardware, pessoas e informações espaciais. • O SIG propicia:  criar, editar, pesquisar, analisar e apresentar as informações em um mapa ou no computador.
  • 9. DefiniçõesDefinições • Um poderoso conjunto de ferramentas para coletar, armazenar, recuperar, transformar e exibir dados espaciais do mundo real (Burrough, 1986). • Um sistema para capturar, armazenar, controlar, manipular, analisar e visualizar dados que são espacialmente referenciados à Terra (Departamento de Meio Ambiente, 1987). • Uma tecnologia de informação que armazena, analisa e exibe tanto espaciais e não espaciais de dados (Parker,1988). • Um sistema de base de dados no qual a maioria dos dados são indexados espacialmente, e sobre a qual um conjunto de processos acionados de forma a responder perguntas sobre entidades espaciais na base de dados (Smith et al., 1987). • Sistema de apoio à decisão que envolve a integração de dados espacialmente referenciados na resolução de um problema ambiental (Cowen, 1988).
  • 10. Sistemas de Informação GeográficaSistemas de Informação Geográfica • Sistema – uma operação que ilimitada que vincula a informação à sua localização geográfica, por meio de hardware,redes software, dados e procedimentos operacionais. • Informação – atributos ou características (dados) podem ser usados para melhor descrever uma localização espacial. • Geográfica – Localização Espacial - 80% dos dados do governo EUA estão associados a algum localização espacial. ... Não é simplesmente um software! ... Não é usado somente para fazer mapas! Mais de 7.000 universidades ensinam SIG no mundo (Angela Lee ESRI Education Program)
  • 11. Quem usa SIG?Quem usa SIG? • Organizações Internacionais  UN-HABITAT (Programa das Nações Unidas para os Assentamentos Humanos), Banco Mundial, UNEP (Program de Meio ambiente das Nacções Unidas) , FAO (Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a Alimentação) , Organização Mundial da Saúde (OMS), etc. • Industria Privada  Transportes (rotas), bens imobiliários, Seguros, etc. • Governo  Ministério do Meio Ambiente, Habitação, Agricultura, etc.  Municípios, autarquias (SAAE, COPASA, CEMIG), etc.  Agências de Planejamento, Parques, transportes, etc • Agencias não-governamentais ONG´s  WRI - Instituto Mundial de Recursos, WWF, SOS - Mata Atlântida, etc. • Universidades e Centrosd de Paequisa  LABGEO – UFV, INPE, USGS, IBGE, etc.
  • 12. • As possibilidades são ilimitadas…  Estudo de Impacto Ambiental  Gestão de Recursos  Planejamento do uso do solo  Saneamento Básico e rede de distribuição de águas  Rotas de Transporte  mais ... O que você pode fazer com o SIG?O que você pode fazer com o SIG?
  • 13. Como um SIG trabalha?Como um SIG trabalha? • Os dados no SIG possuem referência espacial (geográfica)  Descreve uma feição sobre a superfície terrestre usando por exemplo: • coordenadas • sistema de referencia (datum) • seu endereço • seu município • nome da rua • bacia hidrográfica
  • 14. O SIG armazena informações sobre a superfície terrestre em uma coleção de camadas (layers). Essas se ligam a um banco de dados descritivos e se relacionam umas com as outras por meio de sua localização espacial
  • 15. O SIG permite aO SIG permite a Integração de DadosIntegração de Dados VetoresVetores TopologiaTopologia Redes - TrajetosRedes - Trajetos TerrenoTerreno MediçõesMedições ImagensImagens DesenhosDesenhos CADCAD AnotaçõesAnotações EndereçosEndereços 27 Main St.27 Main St. AtributosAtributos ABCABC 107’107’ Objetos 3DObjetos 3D DimensãoDimensão • Estradas • Uso da Terra • População • Serviços • Escolas • Hospitais • Campo de Refugiados • Nascentes • Saneamento
  • 16. HistóriaHistória A 35.000 anos, caçadores representavam animais nas paredes de cavernas próximo a Lascaux, França. Associados aos desenhos dos animais, foram traçados locais de pastagem, repouso e rotas migratórias. Estes primeiros registros representam dois elementos estruturais dos sistemas de informação geográfica (SIG): Um arquivo gráfico ligada a um atributo de dados.
  • 17. Kingston Centre for GIS 17 • Epidemia de cólera em Londres 1854 • Bairro SohoBairro Soho •Mortes por cóleraMortes por cólera •Bomba de águaBomba de água •+ •Historicamente coube a John Snow, no século XIX, a percepção de que a epidemia de cólera na Londres de então podia estar sendo propagada através do escoamento superficial das águas contaminadas. Recorrendo a mapas nos quais se representavam a distribuição geográfica de mortes por cólera bem como a infra- estrutura de distribuição de águas, em 1854, este pesquisador provou a associação entre mortalidade e regiões drenadas por águas contaminadas.
  • 18. Kingston Centre for GIS 18 Informação Espacial Tratada 1854 •Mortes por cóleraMortes por cólera •Bomba de águaBomba de água •+
  • 19. Existem dois tipos fundamentaisExistem dois tipos fundamentais de dadosde dados • Vetoriais  Usa coordenadas x,y para definir as feições  Para dados discretos representados por pontos, linhas e polígonos • Raster (matriciais)  Formado por grades e células  Usado para dados contínuos como elevações (MDE), declividades, superfícies • Os SIG´s possuem ferramentas para utilização correta desses dois tipos de dados
  • 20. Raster Vetor Mundo Real Representação dos dadosRepresentação dos dados
  • 21. • Vetorial  Pontos, linhas e polígonos  “Feições” (casa, lago, rede de transmissão, etc.)  Atributos (tamanho, tipo, comprimento, etc.) •Raster – Grid  “pixels”  Localização e valor  Imagens de satélite e fotografias áreas são de formato raster Mundo Real
  • 22. Modelo de Dados VetoriaisModelo de Dados Vetoriais • Abstração espacial das feiçõesAbstração espacial das feições  PontosPontos  LinhasLinhas  Áreas (polígonos)Áreas (polígonos) • Grava as coordenadas dosGrava as coordenadas dos vérticesvértices • Bom para representar objetosBom para representar objetos com limites bem definidoscom limites bem definidos • As relações espaciais podem serAs relações espaciais podem ser definidasdefinidas
  • 23. Modelo de dados RasterModelo de dados Raster • Grade regular de células  Cada célula representa uma área no terreno  Depende da resolução espacial • O valor atribuído para cada célula representa seu atributo  Declividade  Cobertura vegetal  Elevação • Imagem de Satélites • DEMs • Utilizado para representar atributos que apresentam mudanças contínuas
  • 24. Permite ao usuário representar uma localização especifica no espaço geográfico por meio de pontos, linhas e polígonos. Mesmo uma entidade contínua pode ser representada por meio de uma representação vetorial (ex. mapa de solos). Cabe ao usuário determinar de que forma os dados serão utilizados. Representação Espacial VetorialRepresentação Espacial Vetorial (X,Y)
  • 25. Representação Espacial VetorialRepresentação Espacial Vetorial Cont.Cont. Utilizamos esses três elementos espaciais para representar o mundo real. É importante que o usuário tenha em mente a escala do trabalho, pois feições poligonais em campo poderão, segundo a escala, ser representadas como feições lineares ou até mesmo pontuais. Ponto – Elementos simples Linhas (arcos – Nós conectados por vértices) Polígonos – Conjunto de linhas conectadas Nó Nó Vértice Nó Vértice
  • 26. Representação Raster ou MatricialRepresentação Raster ou Matricial Armazena as imagens em linhas e colunas com um valor numérico digital para cada célula. As células são uniformes (mesmo tamanho) e apresentam sua área com sua unidade ao quadrado . O usuário no momento da rasterização (transformação de feições vetoriais para raster) define o tamanho do pixel de trabalho. O tamanho do pixel determinará a precisão e o nível de detalhe da imagem gerada, tendo- se em conta a escala de trabalho. Imagens com pixel muito pequeno são difíceis para armazenamento e manipulação dos dados, o que demanda uma grande rotina computacional, muitas vezes desnecessária ao estudo. Os dados são classificados como “contínuos” (como em uma imagem, ex. MDE, declividade, etc), ou “temático” (onde cada pixel possui um valor relacionado com uma característica ex. solos, cobertura vegetal, etc). Diversos formatos existentes (TIFF, GIF, ERDAS.img etc) Contínuos
  • 27.
  • 28.
  • 29. • Tamanho Menor Célula • Maior resolução • Maior precisão da feição espacial • Apresentação mais lenta • Processamento mais lento • Arquivo de armazenagem maior • Tamanho Maior da Célula • Menor resolução • Menor precisão na localização da feição espacial • Apresentação mais rápida • Processamento mais rápido • Arquivo de armazenagem menor
  • 30.
  • 31. Raster vs. VetorRaster vs. Vetor Vantagens - Raster • Formato de dado mais comum • Operações matemáticas e de overlay mais fáceis • Informações de imagens de satélites facilmente incorporadas • Melhor para representar dados “contínuos” Vantagens - Vetor • Informação com maior precisão em sua posição. Melhor forma de armazenar feições temáticas discretas (ex. Estradas, rios, limites ). • Dados mais compactos para armazenamento • Podemos associar números ilimitados de atributos com características específicas
  • 32. Equação Universal de Perdas de Solos A=R.K.L.S.C.P • A é a perda de solos em T/(ha.ano) •· R é o fator de erosividade das chuvas, em t.h.Mj.mm •· K é o fator de erosividade do solo em t.h./(M.J/mm) •· L é o fator comprimento de rampa •· S é a declividade •· C é o fator uso e manejo e •· P o fator práticas conservacionistas. QUAL É A MELHOR SOLUÇÃO? VETORIAL OU RASTER? A=R.K.L.S.C.P = X X X X X
  • 33. AtributosAtributos • Para o modelo de dados raster, o valor da célula (número digital) é o atributo. Examples: elevação, declividade, cobertura vegetal(?), Solos (?), etc. • Para dados vetoriais os atributos são gravados e relacionados (“linkados”) as feições pontos, linhas ou polígonos. Cada dado pode possuir múltiplos atributos para a feição (ex. Latossolo (cor, textura, estrutura. etc.). Torna-se possível realizar análises a partir de cada atributo individualmente. • As feições vetoriais estão “linkados” aos atributos através de uma única característica numérica.
  • 34. !!!! – O uso do software de SIG não!!!! – O uso do software de SIG não dispensa conceitos básicos dedispensa conceitos básicos de cartografiacartografia (o que “sai” depende do que “entra” )(o que “sai” depende do que “entra” ) • Pontos a serem analisados na construção de um mapa e na análise espacial...  Escala/Resolução  Projeção  Princípios cartográficos, design, generalização, etc…
  • 35. Relações EspaciaisRelações Espaciais • Características geométricas individuais deCaracterísticas geométricas individuais de cada feiçãocada feição  Comprimento, área, perímetro, formaComprimento, área, perímetro, forma • Relação espacial entre 2 ou mais objetosRelação espacial entre 2 ou mais objetos  Distancia, direção, topologiaDistancia, direção, topologia • Distribuição espacial dos objetosDistribuição espacial dos objetos  Como os objetos estão distribuídos no espaço.Como os objetos estão distribuídos no espaço.
  • 36. Topologias no SIGTopologias no SIG • No contexto do SIG, uma topologia é umNo contexto do SIG, uma topologia é um conjunto de regras e comportamentos queconjunto de regras e comportamentos que estipulam como pontos, linhas e polígonosestipulam como pontos, linhas e polígonos partilham geometrias coincidentes.partilham geometrias coincidentes.  Por exemplo:Por exemplo: • Objetos adjacentes, tais comoObjetos adjacentes, tais como países ou parcelas de terreno, têmpaíses ou parcelas de terreno, têm uma fronteira comum, isto é,uma fronteira comum, isto é, partilham uma aresta.partilham uma aresta. • O conjunto de países ouO conjunto de países ou parcelas de terreno adjacentesparcelas de terreno adjacentes cobrem completamente (semcobrem completamente (sem sobreposições) uma região dosobreposições) uma região do espaço.espaço.
  • 37. No SIG a topologia é usada para garantir a integridade dos dados. Assegura a qualidade dos dados e permite a execução de algumas funções de análise espacial (por exemplo, a operação dissolução). Um modelo de dados topológico representa os objetos espaciais (ponto, linha e polígono) tendo subjacente um grafo composto por nós e arcos. • Um arco é definido por 2 nós.Um arco é definido por 2 nós. • O ponto de intersecção de 2 arcos éO ponto de intersecção de 2 arcos é sempre um nósempre um nó •Nó •Arco •Nó
  • 38. Utilização de topologias • Uma topologia pode ser utilizadaUma topologia pode ser utilizada  para definir regras de integridade dos dados,taispara definir regras de integridade dos dados,tais como:como: • entre parcelas de terreno não podem existir “buracos”entre parcelas de terreno não podem existir “buracos” • parcelas de terreno não podem ser sobrepostasparcelas de terreno não podem ser sobrepostas • as estradas têm que estar ligadas entre sias estradas têm que estar ligadas entre si  para suporte de funções de análise espacial quepara suporte de funções de análise espacial que requerem, por exemplo:requerem, por exemplo: • identificação de objetos adjacentesidentificação de objetos adjacentes • identificação de objetos ligadosidentificação de objetos ligados  para suporte de ferramentas de edição quepara suporte de ferramentas de edição que respeitem as restrições topológicas do modelo derespeitem as restrições topológicas do modelo de dados, por exemplo:dados, por exemplo: • alterar uma aresta comum e, automaticamente, alteraralterar uma aresta comum e, automaticamente, alterar todos os objetos que partilham essa arestatodos os objetos que partilham essa aresta
  • 39. Funções de ediçãoFunções de edição • Para edição de dados respeitando regrasPara edição de dados respeitando regras topológicas o ArcGIS disponibiliza funçõestopológicas o ArcGIS disponibiliza funções especialmente úteis:especialmente úteis:  snappingsnapping – garante arestas ligadas– garante arestas ligadas • snapping tolerance – definição desnapping tolerance – definição de uma distância de tolerância parauma distância de tolerância para snappingsnapping  extendextend – estende uma linha até– estende uma linha até que esta toque numa featureque esta toque numa feature previamente seleccionadapreviamente seleccionada  trimtrim – trunca uma linha que é– trunca uma linha que é cortada por uma featurecortada por uma feature previamente selecionadapreviamente selecionada  cut polygoncut polygon – para dividir um– para dividir um polígono em doispolígono em dois  auto-complete polygonsauto-complete polygons – garante que 2 polígonos– garante que 2 polígonos possuem uma aresta comum (isto é, são adjacentes)possuem uma aresta comum (isto é, são adjacentes)
  • 40. TopologiaTopologia • Topologia é definido como a relação espacial entre feições vizinhas ou adjacentes. Tipos de Topologia Linhas que compartilham pontos Topologia Arc-Nó Áreas que compartilham limites Topologia de Polígono Linhas que compartilham segmentos com outras linhas Topologia de rota ou caminho Feições poligonais com sobreposição a outros polígonos Topologia de região ou área Feições Lineares que compartilham seu ponto final com outras feições pontuais Topologia de Nó Feições Pontuais que compartilham vértices com feições lineares Evento de Ponto
  • 41. Ferramentas AvançadasFerramentas Avançadas • Extração de dadosExtração de dados  Cria um subconjunto deCria um subconjunto de feições baseado nafeições baseado na extensão geográfica deextensão geográfica de outro dadooutro dado • OverlaysOverlays  Combinam duas ou maisCombinam duas ou mais feições para criar um novofeições para criar um novo dadodado • ProximidadeProximidade  Busca de áreas que sãoBusca de áreas que são próximas de uma feiçãopróximas de uma feição
  • 42. Operações Fundamentais em SIG • CapturarCapturar • ArmazenarArmazenar • EditarEditar • AnalisarAnalisar • VisualizarVisualizar • ApresentarApresentar
  • 43. CapturarCapturar Obtenção de DadosObtenção de Dados • DigitalizaçãoDigitalização • Base de DadosBase de Dados • GPSGPS • Sensoriamento RemotoSensoriamento Remoto • ScaneamentoScaneamento • OutrosOutros (Fotos, gráficos, etc.)(Fotos, gráficos, etc.)
  • 44. DigitalizaçãoDigitalização •RMS – Erro Médio Quadrático. •Representa o erro nas coordenadas da entre a posição informada e a posição correta ou conhecida. •Quanto menor o erro RMS, o mais acurado a digitalização ou transformação.
  • 45. Base de Dados •GEOMINAS www.geominas.mg.gov.br/ •IBGE www.ibge.gov.br/home/mapa_site/mapa_site.php SRTM The Shuttle Radar Topography Mission http://glcfapp.umiacs.umd.edu:8080/esdi/index.jspGeonetwork – LABGEO/UFV
  • 46. GPS/ESTAÇÃO TOTAL Obtenção deObtenção de coordenadas precisas decoordenadas precisas de pontos, linhas epontos, linhas e polígonos de terminandopolígonos de terminando feições vetoriais.feições vetoriais. A determinação deA determinação de superfícies contínuassuperfícies contínuas como por exemplo MDE,como por exemplo MDE, pode ser gerado no SIGpode ser gerado no SIG a partir de umaa partir de uma densificação de pontos.densificação de pontos.
  • 47. Sensoriamento RemotoSensoriamento Remoto Fotografias Aéreas Imagens de Satélite • Menor custoMenor custo • Recobrimento periódicoRecobrimento periódico • Precisão limitada, mas emPrecisão limitada, mas em Evolução.Evolução. • Maior precisãoMaior precisão • Obtenção de estereoscopiaObtenção de estereoscopia • Maior custoMaior custo
  • 51. Editar •Correção dos erros do processo de entrada de dados
  • 52. Análise ArcGIS Spatial AnalystArcGIS Spatial Analyst ArcGIS Network AnalystArcGIS Network Analyst ArcGIS 3D AnalystArcGIS 3D Analyst ArcGIS SchematicsArcGIS Schematics ArcGIS Geostatistical AnalystArcGIS Geostatistical Analyst ArcGIS Data InteroperabilityArcGIS Data Interoperability ArcGIS PublisherArcGIS Publisher ArcGIS Survey AnalystArcGIS Survey Analyst ArcScan for ArcGISArcScan for ArcGIS ArcGIS Tracking AnalystArcGIS Tracking Analyst Maplex for ArcGISMaplex for ArcGIS Extensões de Análise para o softwareExtensões de Análise para o software ArcGISArcGIS ArcMap ArcScene
  • 53. ArcGIS Spatial Analyst Fornece uma gama de ferramentas de modelagem e análise espacial. Possibilita criar, consultar, analisar, gerar mapas, a partir dos dados célula de base; Realizar análise integrada entre dados vetoriais e raster, Gerar novas informações a partir de dados existentes; Realizar consultas através de múltiplas camadas de dados; Menor Caminho Cria uma superfícies de custo, permitindo compreender o “valor” do deslocamento de um local para outro com base num conjunto de critérios de entrada que especificados. Menor Custo Novos dados Integração Raster - Vetor
  • 54. Interpolação de superfíciesInterpolação de superfícies Importante rotina em SIG sendo utilizada na maioria dos estudos
  • 55. •Elev_meters = Elev_feet * 3.2808 Rain_total = Rain_April + Rain_May + Rain_June Outgrid = (Con (elevation > 1000, Slope (elevation * 3.2808))) Álgebra de MapasÁlgebra de Mapas
  • 56. Análise HidrológicaAnálise Hidrológica Ferramentas especializadas e modelagem hidrológica. Calculo de fluxo em uma rede de drenagem; Determinação de áreas inundáveis; (alerta durante uma tempestade) Ferramentas utilizam além modelagem de superficie também a modelagem de fluxo de águas subterrâneas que levam em conta conceitos hidro- geológicos. Modelo de dispersão de um produto químico ao longo do fluxo.
  • 57. Análise densidadeAnálise densidade Mapa de densidade de campos de golfe em Phoenix, Arizona. •A função densidade distribui uma quantidade de medida uma camada de entrada em torno de um ponto para produzir uma superfície contínua.
  • 58. • Medidas de distância em linha reta (Euclidiana) e distância medida em termos de outros fatores como o declive, infra- estrutura rodoviária e uso da terra (distancia de custo). • A distância euclidiana e distância custo são duas principais formas de análise. • A distância euclidiana determina a linha reta fonte destino,determinar a atribuição, mas também é possível calcular a distância e à direção da fonte mais próxima. • A distancia de custo equivale ao custo de se “viajar” através de uma determinada célula. • Exemplo: Escalar uma montanha versus realizar uma caminhada. Análise de DistânciaAnálise de Distância
  • 59. ArcGIS Network Analyst Permite criar e realizar análise em uma rede dePermite criar e realizar análise em uma rede de dados, incluindo rotas, direções de viagem, edados, incluindo rotas, direções de viagem, e analise de áreas de serviços.analise de áreas de serviços. Permite modelar de forma realista as redes comPermite modelar de forma realista as redes com condicionantes de incluindo limites decondicionantes de incluindo limites de velocidade, altura (viadutos) e condições develocidade, altura (viadutos) e condições de tráfego, em diferentes momentos do dia.tráfego, em diferentes momentos do dia. .. • Análise de tempo de viagem • Rota Ponto-a-Ponto • Direções das Rotas • Definição de área de serviços • Caminho mais curto • Melhor rota • Serviço mais próximo • Análise Origem-Destino O custo inicial de implantação deO custo inicial de implantação de uma rede é elevado, onde asuma rede é elevado, onde as variáveis devem ser obtidas emvariáveis devem ser obtidas em campo com estudos especializados.campo com estudos especializados.
  • 60. Redes no mundo realRedes no mundo real
  • 61. Rota para Ônibus EscolaresRota para Ônibus Escolares
  • 63. Melhor rota de resposta para uma chamada emergencialMelhor rota de resposta para uma chamada emergencial
  • 65. Gerenciamento de uma complexa de transporte públicoGerenciamento de uma complexa de transporte público
  • 66. ArcGIS 3D Analyst Permite visualizar e analisar eficazmente os dados superficiais.Permite visualizar e analisar eficazmente os dados superficiais. • Possibilidades:Possibilidades:  Ver uma superfície a partir de múltiplos pontos de vista;Ver uma superfície a partir de múltiplos pontos de vista;  Determinar o que é visível a partir de uma localizaçãoDeterminar o que é visível a partir de uma localização escolhida em uma superfície;escolhida em uma superfície;  Criar uma perspectiva realista de uma superfícieCriar uma perspectiva realista de uma superfície baseado em uma imagem raster e dados vetoriais;baseado em uma imagem raster e dados vetoriais;  Navegar continuamente pelo terreno analisado;Navegar continuamente pelo terreno analisado;  Fazer a análise espacial em duas ou três dimensões;Fazer a análise espacial em duas ou três dimensões;  Usar modelos tridimensionais e símbolos reais;Usar modelos tridimensionais e símbolos reais;  Gerar vídeos das análises.Gerar vídeos das análises.
  • 67.
  • 68.
  • 69.
  • 70.
  • 71.
  • 72. SID em Rápida EvoluçãoSID em Rápida Evolução Projetos Sistemas Redes Integrados Coordenados Cooperativos Sociedade Colaborativos
  • 73. ……todos participam!todos participam! Trabalhos Integrados…Trabalhos Integrados…
  • 74.  AgriculturaAgricultura  ArqueologiaArqueologia  ArquiteturaArquitetura  BusinessBusiness  Ciências da ComputaçãoCiências da Computação  Ciências AmbientaisCiências Ambientais  EngenhariaEngenharia  JornalismoJornalismo  Ciências MilitaresCiências Militares Aplicações do SIG  Gerenciamento de recursos NaturaisGerenciamento de recursos Naturais  GeografiaGeografia  GeologiaGeologia  MeteorologiaMeteorologia  OceanografiaOceanografia  Saúde PúblicaSaúde Pública  HistoriaHistoria  SociologiaSociologia  Planejamento UrbanoPlanejamento Urbano
  • 75. Realidade de duas cidades A formal e a informal Utilização de SIG para ambas Pesquisa: Rosario Giusti de Perez SIG para planejamento de áreas carentesSIG para planejamento de áreas carentes
  • 76. A falta de espaço público aberto. Barrios tem uma percentagem de espaço público entre 5% e 10%. Na cidade a média de espaço total constituem mais de 30% do total do espaço. Carência urbana medido em termos de quantidade e qualidade do espaço público. A ausência de infra-estrutura adequada, Mobiliário urbano e de manutenção que combinada produz condições inseguras e insalubres. SIG para planejamento de áreas carentesSIG para planejamento de áreas carentes
  • 77. A Morfologia complexa requer: • Conhecer o ordenamento físico atual • Identificar a ordem social conforme os laços apresentados pela comunidade, que geralmente não tem vínculos com o ordenamento físico O melhora do ordenamento está baseado em uma revisão detalhada das atuais construções. SIG para planejamento de áreas carentesSIG para planejamento de áreas carentes
  • 78. Sustentabilidade preservando Os pequenos grupos sociais Analise de rede social e dos laços comunitário Topologia da rede social existente SIG para planejamento de áreas carentesSIG para planejamento de áreas carentes
  • 79. Agricultura – Gestão Agrícola – Monitoramento de Pragas/Doenças – Monitoramento de Culturas – Previsão de Safra – Análise de Solos
  • 80. Gerenciamento de Recursos Naturais • Florestas • Ecologia • Mineração • Petróleo • Recursos Hídricos
  • 81. Planejamento e Desenvolvimento Econômico • Zoneamento e Uso da Terra • Prontidão a Emergências • Previsão de Crescimento Populacional • Análise de Mercado • Avaliação de Imóveis • Transporte
  • 82. Gerenciamento de EcossistemasGerenciamento de EcossistemasGerenciamento de EcossistemasGerenciamento de Ecossistemas
  • 83. Mineração 3D com PoçosMineração 3D com PoçosMineração 3D com PoçosMineração 3D com Poços
  • 84. Monitoramento AmbientalMonitoramento Ambiental de Pluma Tóxicade Pluma Tóxica Monitoramento AmbientalMonitoramento Ambiental de Pluma Tóxicade Pluma Tóxica
  • 85. Vários formas de apresentação deVários formas de apresentação de dadosdados Vários formas de apresentação deVários formas de apresentação de dadosdados
  • 86. Mancha de Óleo deMancha de Óleo de ContaminaçãoContaminação Mancha de Óleo deMancha de Óleo de ContaminaçãoContaminação
  • 87. Modelagem de Tendências Futuras (Cenários) Modelagem de Tendências Futuras (Cenários)
  • 88. Agrupamento e Comparação de Dados Agrupamento e Comparação de Dados
  • 90. Mundo Real Coleção de Dados Fonte de Dados Entrada de Dados Gerenciamento de Dados Análise e Envio de dados Análises Informação para Tomada de decisão Usuários Tomada de decisão CICLO SIG

Notas do Editor

  1. Mapping: common, accurate, language. Shared geographical memory. Quick description to a reader. Trends in mapping in the last thousand years… The Madaba map – ancient map dated to 500. A mosaic. Most detailed may that survived. Found in Jordan. This is part of Jerusalem. You can see a main street and city wall. Digging according to this map. Not accurate in term of scales. 150 years ago – starting accurate mapping by triangulations. 30 years ago – appearance of military GIS systems. 5 years ago – appearance of cheap, easy to use, pc systems.
  2. GIS conceitos não são novas!  Os conceitos utilizados em GIS não são novidade para geógrafos. No sentido mais puro geógrafos têm feito uso de sistemas deste tipo há muitos anos, mas estes foram operados manualmente - com papel cartão índices mapa superposições, atlas e sistemas semelhantes. O seguinte é um exemplo:  Em Londres a epidemia de cólera 1854 Dr. John Snow foi possível localizar a fonte do surto em Ploteio os locais de casos fatais.
  3. GIS conceitos não são novas!  A localização casos de cólera e da posição do bombas de água no Soho, Londres 1854  John Snow descobriu que havia uma concentração de cerca de 500 casos no seio de algumas centenas de metros de uma bomba d'água em particular públicas Broad Street, Soho.  Snow foi capaz de provar isso: quando a bomba foi removida manipular, não novos casos foram diagnosticados naquela rua. Ele provou que a bomba tinha sido a fonte dos casos e aqueles que a cólera foi conduzido na água contaminada.
  4. In the vector model, information about points, lines, and polygons is encoded and stored as a collection of x,y coordinates. A single x, y coordinate, can describe the location of a point feature, such as a control tower. Linear features, such as roads and rivers, can be stored as a collection of point coordinates. Two coordinate pairs are enough to show location and orientation in space. Polygonal features, such as an area of operations and lakes, can be stored as a closed loop of coordinates. The vector model is extremely useful for describing discrete features, but less useful for describing continuously varying features such as soil type. Spatial data is unique to a GIS in that there are two aspects two it. It has a location and an attribute. The location can be either a geographic coordinate, MGRS coordinate, or any other (x,y) coordinate. The attribute can be either adjectival (describing the object) or have a magnitude (a numerical value).
  5. We need symbolize spatial features in order to be able to associate attribute information. We can classify different features into different dimensions. Each classification of dimension is a conceptual classification. Points - “0” dimensionality. No length or Width. Each point is Discrete in that it can only occupy a given point in space at any given time. Lines - “1” dimensional. Length, but No Width. Must have a beginning and an ending point. Polygons - “2” dimensional. Length and Width. By adding Width, we can describe a feature as having an area. Surfaces - “3” dimensional. Length, Width, and Height. Surfaces have infinite number of values (e.g. Elevation). We say that this type of data is Continuous . When thinking of spatial elements, we must consider Spatial Scale . Depending on scale, we may want to represent a river as a line or a polygon.
  6. A raster image comprises a collection of grid cells rather like a scanned map or picture. Both the vector and raster models for storing geographic data have unique advantages and disadvantages. Raster models do not provide precise locational information because space is divided into discrete grid cells. The assumption is that a point can be found within a grid cell.
  7. In Raster we explicitly store attribute information and imply its location based on the position within the grid cell structure. In Vector, we explicitly store the entity information and where the entity is located. We rely on a database structure to link to attribute information.