Sistema de Informações Geográficas – COM344 –
Prof. Tiago Garcia de Senna Carneiro DECOM – UFOP
1º semestre de 2008
Definição de Geoprocessamento
Geoprocessamento é : disciplina do conhecimento
que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação
geográfica
Definição de SIG
Um Sistema de Informação Geográfica é : qualquer ferramenta computacional para
armazenamento, recuperação, visualização e
análise de dados espaciais
O Geóide
Superfícies / Grades Regulares
Dados de Área- Polígonos Eventos / Amostras
Redes e Dados de Fluxo
X,Y,Z X,Y,Z X,Y,Z
X,Y,Z
X,Y,Z
Dos Dados às Representações
• Hoje
– “sistemas cartográficos de informação”
• Necessário para amanhã: Futuras gerações de GIS
– incorporar modelos espaço-temporais modelos espaço-temporais – suporte para diferentes concepções do
“espaço”
– Novas “cartografias”
Dos Dados às Representações
Objetivo
• Introduzir a Ciência da Geoinformação
– Panorama geral
– Fundamentos teóricos
– Aplicações: ambientais, urbanos, sócio- econômicos, e saúde
coletiva.
• O Aluno deverá desenvolver
– Sistema de geoprocessamento de porte
médio em qualquer domínio de aplicação
Programa da Disciplina (1)
• Representações Computacionais do Espaço Geográfico:
– O problema da representação computacional do espaço – Conceitos: Espaço, Escala, Modelo
– Tipos de Dados Geográficos – Estruturas de Dados em SIG – Arquiteturas de SIG
– Ontologias Geográficas
– Modelagem de Dados Geográficos
– Entrada e Integração de Dados Espaciais
• Cartografia para Sistemas de Informação Geográfica
• Interoperabilidade de Dados Geográficos
• Sensoriamento Remoto e SIG
Programa da Disciplina (2)
• Analise e Modelagem de Informações Geográficas:
– Modelagem Numérica de Terreno – Introdução à Geoestatística
– Álgebra de Mapas
– Inferência Geográfica e Suporte à Decisão – Introdução à Estatística Espacial
– Fundamentos de Modelagem Dinâmica
• Exemplos de Aplicação:
– Zoneamento Ecológico-Econômico – Prospecção Geológica
– Saúde Coletiva
– Gestão Municipal
Programa da Disciplina (3)
• Modelagem de BD geográficos:
– OMTG
• Desenvolvimento de BD Geográficos
– SPRING – TerraView
• Desenvolvimento de Aplicações SIG:
– A biblioteca TerraLib
– A ferramenta de modelagem TerraME
Livros Texto
Câmara, G.; Davis.C.; Monteiro, A.M.; D'Alge, J.C. Introdução à Ciência da Geoinformação. São José dos Campos, INPE, 2001 (2a. edição, revista e ampliada).
Câmara, G.; Casanova, M.A.; Medeiros, C. B.; Hemerly, A.; Magalhães, G.
Anatomia de Sistemas de Informação Geográfica. Curitiba, Sagres Editora, 1997.
Marco Antônio Casanova, Gilberto Câmara, Clodoveu Davis, Lúbia Vinhas, Gilberto Queiroz (ed). Bancos de Dados Geográficos. Curitiba, Editora
MundoGEO, 2005.
Método de Avaliação
Os alunos do curso serão avaliados através de:
* (LAB) - 5 (cinco) relatórios de avaliação;
* (TP) - 1 (um) trabalho prático. (2 partes: proposta + trabalho)
O trabalho prático consta de um projeto de Geoprocessamento, que deverá demonstrar a
capacidade do aluno em utilizar a tecnologia de SIG. O trabalho deverá consistir num estudo que envolva entrada de dados, análise espacial e produção de mapas.
O Trabalho Prático inclui:
* 1 - Apresentação Oral - (TP1) a ser entregue em formato digital.
* 2 - Monografia - (TP2), no formato de relatório técnico, que deve ser entregue em formato digital e impresso.
* 3 - O Banco de Dados Preparado (Digital) e seu Projeto - (BD) A Nota Final (NF) é uma ponderação dada abaixo:
NF = (0.30 * P) + (0.25 * TP1 + 0.45 * TP2) - (0.20 * LAB) - (0.10 * BD) OBS.:
Valor para BD - Entregue - 10 / Não Entregue - 0
Valor para LAB- Todos Entregues - 10 / Pelo Menos 1 Não Entregue - 0
Método de Avaliação
• para aqueles alunos que não atingirem 60% de aproveitamento
(somando-se os pontos distribuídos nas listas de exercícios e trabalhos práticos) e que tiverem 75% ou mais da frequência durante o período letivo, será concedido um único exame especial cuja nota deverá ser somada aos pontos obtidos pelo aluno em todas atividades
acadêmicas realizadas durante o período e a soma deverá ser dividida por 2. O valor resultante deverá ser superior a 6.0 para que o aluno seja aprovado.Este exame constitui-se de uma prova escrita englobando toda a matéria lecionada durante o período letivo.
• forma de penalização: aqueles alunos que atrasarem a entrega dos
trabalhos práticos ou listas de exercícios terão as notas desses trabalhos
ou listas reduzidas em 20%.
Informações sobre Curso
• Material didático
– www.decom.ufop.br/prof/tiago – www.dpi.inpe.br
• Dúvidas
– tiago@decom.ufop.br
As Questões das Tecnologias
necessárias ao Florescimento dos Territórios Digitais
Territórios Digitais ...
Territórios Digitais Territórios Digitais
• A atual geração de tecnologias e usos :
• impõe um modelo “cartográfico” do espaço
• Restringe nossa capacidade de construção de Restringe novos entendimentos
• Restringe novas “cartografias” Restringe
• Tecnologia como “Instrumento”
– Autonomia Tecnológica
• Princípio do Acesso
– disponibilidade de software e métodos e sua apropriação (licenças abertas licenças abertas – Software PÚBLICO e LIVRE);
• Princípio da Inovação
– Capacidade de desenvolvimento de novos métodos e modelos;
• Princípio da Produtação
– capacidade de desenvolvimento de novas gerações de GIS,como produtos de software,que incorporem o acervo da inovação;
• Princípio da co-existência
– capacidade de envolver atores locais de mercado, empresas pequenas e médias de base tecnológica, para o desenvolvimento de produtos de software com alto valor agregado e com incorporação das inovações ;
Territórios Digitais
Territórios Digitais
– Disponibilidade de Dados e Observações
• Habeas Data – Dado Livre para Além do Sw. Livre! Dado Livre para Além do Sw. Livre!
Territórios Digitais
Territórios Digitais
Territórios Digitais
Territórios Digitais: Fluxos
iex
Territórios Digitais: Exclusão Social em SP
Territórios Digitais: Densidade de
Ocorrências Criminais em Porto Alegre
Examples of the Semivariograms - 2003
• Rate Measured = Raw Rate
Territórios Digitais:
Territórios Digitais: Das Superfícies de Tendência ao Risco Das Superfícies de Tendência ao Risco
Modelo
Modelo: A Taxa em cada área é vista como um A Taxa em cada área é vista como um
“ruído” do verdadeiro “sinal”, que seria então o
“ruído” do verdadeiro “sinal”, que seria então o
“Risco” de Homicídio em áreas não amostradas, que
“Risco” de Homicídio em áreas não amostradas, que precisamos resgatar. Como? Construindo o precisamos resgatar. Como? Construindo o variograma do “Risco”!
variograma do “Risco”!
Representações
Computacionais do Espaço
• Objetos
– Regiões poligonais
• “Topografias”
– Superfícies – Imagens
• Redes
– Topologia das ligações
• Modelos funcionais
– Automata celular
– Modelos Físicos
Integração Localização - Atributos
Praia Praia Brava Brava Praia de
Praia de
Boiçucanga
Boiçucanga
Estruturas de Dados vetoriais
• Polígonos
• Arcos e
Nós
•
Representações 2D
• Vetorial
– Preserva relacionamentos topológicos
– Preferida quando necessitamos de precisão (e.g. cadastro urbano e rural)
• Matricial
– Processos contínuos
– Preferida quando tratamos com
dados de recursos naturais (e.g.,
Rede
• Contém objetos com topologia arco-nó
Modelos Numéricos de Terreno
Imagem MNT Relevo sombreado
Estruturas de Dados para MNT
Grade regular (matriz de reais)
• elemento com espaçamento fixo
• valor estimado da grandeza
Estruturas de Dados para MNT
Malha triangular (TIN)
• conexão entre amostras
• estrutura topológica arco-nó
Estruturas de Dados para MNT
Malha triangular Grade regular Vantagens 1. Melhor representação de
relevo complexo
2. Incorporação de restrições como linhas de crista
1. Facilita manuseio e conversão
2. Adequada para
dados não-altimétrico
Problemas 1. Complexidade de manuseio 2. Inadequada para
Álgebra de mapas
1. Representação de relevo complexo
2. Cálculo de declividade
Conversão entre
Representações
Experimentos com TerraME
São Pedro vai a Cabeça de Boi, MG
Tiago Carneiro,
DPI/INPE
Os Elementos Integrados no Ambiente Computacional
GIS
E1 E2
E3 possui
é um
E4
⊂ proprietário
espaço trator
desmata
• cobertura
• uso
• tipo de solo
• custo
• capacidade
• depreciação
• posição
• f(‘floresta’, trator) ‘solo exposto’
como?
• g(‘floresta’, trator ) ‘pasto’
Desmatamento
• renda
