HISTÓRICO E CONCEITOS

Conforme consta no Dicionário Cartográfico (BRASIL IBGE, 1993), define-se Geociências ou Ciências da Terra como as ciências que estudam os fenômenos relacionados com a Biosfera. São elas: a) Geografia; b) Cartografia; c) Geologia e Geofísica; d) Hidrologia e Oceanografia; e) Climatologia e Meteorologia. Desta forma, a Cartografia enquadra-se dentro das chamadas Geociências e tem, como objetivo básico, a representação do espaço terrestre.

Como as Geociências tratam de fenômenos ligados a Biosfera e esses, como objetos de estudos, são mensurados de diversas maneiras, inclusive a geográfica, a Cartografia acada sendo, em muitos casos, o ponto de partida desses estudos, pois irá fornecer, em diferentes formas de representação, o espaço onde esses fenômenos estariam ocorrendo.

A representação do espaço terrestre pode ser feita através de cartas, mapas ou plantas topográficas, conforme o sistema de projeção adotado e, também, pode ser representado através de modelos físicos, como maquetes. Graças ao intenso avanço tecnológico ocorrido nos últimos anos, hoje, quando pensamos em Cartografia, não devemos mais pensar em grandes mapas em papel, de difícil manipulação e armazenamento (as chamadas “Cartas Analógicas”), mas sim em Cartas Digitais, em formatos raster ou vetorial, ou ainda em “maquetes eletrônicas”. Tudo isso dentro de sistemas com diversas ferramentas computacionais, em que destacamos as utilizadas para fins de modelagem matemática, visando não só o modelamento da superfície terrestre (Modelo Digital de Terreno - MDT), mas também para a modelagem de outros fenômenos físicos, como, por exemplo, o fluxo de águas subterrâneas, caminhamento de resíduos, processos erosivos, etc.

Além do avanço tecnológico na representação do espaço terrestre, houve também um grande avanço na coleta de dados de campo, com os quais são confeccionadas as cartas ou modelos digitais. Surgiram equipamentos de elevada precisão, rapidez e de fácil operação. Temos equipamentos topográficos, como estações totais, ou geodésicos, como o Sistema de Posicionamento Global – GPS, além de sensores espacias utilizados em Satélites, para obtenção de imagens terrestres, ou câmeras aéreas, utilizadas em vôos, para levantamentos aerofotogramétricos. Os fotogramas assim obtidos são também convertidos em imagens através de

numerizadores (scanners) de alta precisão.

Paralelamente aos desenvolvimentos citados, surge o que denominamos de Sistemas de Informações Geográficas, que apareceu pela primeira vez na década de 60, no Canadá, como parte de um programa governamental para criar um inventário de recursos naturais. Posteriormente, com a criação dos centros de pesquisas que congregam o NCGIA – National Centre for Information and Analysis, nos EUA em 1989, tivemos o estabelecimento desta emergente área de conhecimento como ciência independente. A partir daí, seu desenvolvimento e sua aplicação nos mais diferentes setores do conhecimento humana não cessou de crescer (BRASIL INPE, 1999).

Os Sistemas de Informações Geográficas (SIG) podem ser definidos como sendo “um conjunto de ferramentas para coleta, armazenamento, recuperação, transformação e exibição de dados espaciais do mundo real para um conjunto particular de propósitos” (BURROUGH, 1989).

RODRIGUES (1988, 1990) diferencia o conceito de Geoprocessamento do conceito de SIG, sendo que o primeiro conceito teria uma maior amplitude, englobando o segundo. Desta maneira, o autor define um Sistema de Geoprocessamento como sendo “a tecnologia de coleta e tratamento de informações espaciais e de desenvolvimento de sistemas que as utilizam” e o classifica em três tipos básicos:

1) Sistemas aplicativos: são sistemas especificamente desenvolvidos para a execução de diferentes tarefas voltadas para projetos, cálculos e desenhos em diferentes áreas do conhecimento humano, tais como: Processamento de levantamento por Posicionamento de Satélites, Cálculos de Geodésia e Topografia, Levantamento por Fotogrametria, Planejamento de Transportes, Projeto de Vias, Prospecção Geológica, Projeto Urbanístico, etc.

2) Sistemas de informações: o autor define SIG em dois níveis, o stricto sensu – um software que desempenha funções de coleta, tratamento e apresentação espaciais – e o segundo nível, o SIG lacto sensu que reúne o software, hardware, os procedimentos de entrada e saída de dados, as normas de codificação e operação e, finalmente, o pessoal técnico envolvido.

3) Sistemas especialistas: são sistemas desenvolvidos para a resolução de questões que necessitam da inteligência humana, pois esses sistemas emulam a atuação de um especialista numa dada área do conhecimento.

Porém, ainda de acordo com RODRIGUES (1990), a classificação de Sistemas de Geoprocessamento acima descrita, não é a única. Podem surgir outras classificações, se características diversas e/ou enfoques diferentes, relativos a esses sistemas, forem considerados.

Dentro desse contexto, é interessante descrever algumas siglas utilizadas em sistemas dessa natureza. Para tanto, recorremos a KORTE (1994), que faz as seguintes diferenciações entre CADD/CAM, AM/FM e GIS:

1) CADD (Computer Aided Design and Drafting ou Projeto Assistido por Computador): também conhecida simplesmente por CAD (Computer Aided Design), constitui a tecnologia normalmente utilizada pelo CAM (Computer Assisted Mapping ou Mapeamento Assistido por Computador), para a produção de cartas e plantas. A tecnologia CAM pode reduzir em muito o tempo de produção de cartas, possibilitando grande economia de recursos financeiros, quando comparada aos processos cartográficos tradicionais, principalmente, no caso de atualizações, uma vez que modifica somente o elemento selecionado, sem causar alterações nos demais. Essa tecnologia presta-se especificamente a processos de desenho, edição e, com a introdução de ferramentas específicas, a cálculos cartográficos e geodésicos. Não é, portanto, um sistema adequado para a realização de análises espaciais, já que não é definida, em sua estrutura de dados, qualquer relação topológica entre seus elementos gráficos. Para a implementação de tais relações, essa tecnologia requer processamentos especiais, o que torna demorada a resposta desse tipo de tarefa.

2) AM/FM (Automated Mapping ou mapeamento Automatizado; Facility Management ou Gerenciamento de Serviços de Utilidade Pública): é também baseada em tecnologia CADD. Entretanto, de maneira geral, a apresentação gráfica não é tão precisa e detalhada como em sistemas CAM. A ênfase maior dada à utilização de sistemas AM/FM está localizada em sua capacidade de armazenamento, análise e emissão de relatórios. As relações entre os componentes do sistema de utilidade pública são definidas como redes (Networks), que são associadas a atributos, permitindo, assim, modelar e analisar a operação desse sistema. Atributos não gráficos podem ser ligados aos dados gráficos. Dentre suas limitações está, como nos sistemas CAM, a não definição de relações topológicas entre seus elementos gráficos, que também impossibilita, a implementação de maneira eficiente de tarefas de análise espacial.

3) GIS ou SIG (Geographic Information System ou Sistema de Informações Geográficas): é o sistema mais recomendado para a realização de análises espaciais. Na verdade, foram desenvolvidos para esse fim, dentre outras funções. Desta forma, difere dos dois sistemas anteriores por permitir criar relações topológicas ou espaciais entre todos os seus elementos gráficos. Esta relação, conhecida como Topologia, vai além da mera descrição da localização e geometria dos elementos gráficos. Descreve também como as entidades lineares estão conectadas, como as áreas são limitadas e quais áreas são contínuas. Para a criação da topologia, o SIG faz uso de uma estrutura de dados especial, empregando nós (nodes), arcos (lines) e áreas (polygons). O SIG também contém, além de dados gráficos ou espaciais relacionados através da topologia, dados de atributos, os quais são associados com os elementos topológicos, provendo maiores informações descritivas. Por permitir acesso a ambos os dados (espaciais e atributos) simultaneamente, o SIG possibilita buscar o dado atributo e relacioná-lo com o dado espacial e vice-versa.

Finalizando, RODRIGUES (1990) conclui que, enquanto que os sistemas CADD/CAM e AM/FM são utilizados para armazenamento, manipulação e recuperação de dados espaciais, um SIG é estruturado com o objetivo específico de realizar análises espaciais, sendo, portanto, imprescindível para a realização de tarefas desta natureza. É importante destacar que, de maneira geral, esses sistemas são agrupados em módulos que podem ser adquiridos separadamente, conforme as necessidades do usuário.