Análise GeoEspacial do Meio Físico

1. AnáliseGeoEspacial do MeioFísico Silvio Jorge C. Simões (*) Laboratório de AnáliseGeoEspacial (LAGE), Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá/UNESP

2. “Trabalhar com análise geoespacial é divertido para mim porque serve para integrar conceitos e idéias proveniente de diversas disciplinas - conceitos de geometria e rede proveniente da matemática aplicada, teorias de amostragem e medição proveniente da física e sensoriamento remoto, modelamento da informação proveniente da tecnologia da informação. Trabalhando com análise geoespacial pode integrar tudo em um único ambiente para construir os sistemas reais “ (Scott Morehouse, 2002) Motivação

3. Formato do Curso: O cursocombinaráaulasexpositivas e exercíciosemlaboratório. Participação dos alunosnasaulas é altamenteencorajada.

4. Esboço da aula Aula 1: INTRODUÇÃO • O que são Sistemas de Informação Geográfica • Breve história de SIG • Importância de SIG • Quantas “partes” tem um SIG? • Aplicações em SIG

5. Sistemas de InformaçãoGeográfico (SIG) é um conjunto de ferramentasquecaptura, armazena, analisa , gerencia e apresenta dados quesãoligados a sualocalização. De uma forma simples, um SIG é a junçãodacartografia, análiseesptatística e tecnologia de base de dados. Sistema de InformaçãoGeográfica- UmaDefinição de SIG -

6. Sistema de InformaçãoGeográfica- OutraDefinição de SIG - • Um sistema de InformaçãoGeográfica (SIG) integrainformaçõeslocacionais e atributos e possibilitavisualizarpadrões, relações, e tendências. Este processoforneceumaperpectivatotalmente nova para a análise de dados quenãopode ser vista emumatabela, no formato de umalistaou um mapaempapel. • Explorar dados usando GIS transforma dados eminformação e conhecimento

7. Ciência da Informação Gerenciamento da Informação Cartografia Geodesia Fotogrametria Topografia Processamento Digital de Imagens Ramos da ciência associado com SIG

8. * Quasetudoaconteceemalgumlugar; * Saber ondealgumacoisaacontece é criticamenteimportante Porqueos SIGs sãoimportantes • Estima-se que 80% de todosos dados tem umacomponenteespacial • Dados provenientedamaioria das ciênciaspodemsemanalisadosespacialmente

9. Os Objetivos de um GIS Os objetivos de um SIG é ajudar as pessoas, instituições, empresas a fazer o seutrabalhomelhor,maisrápido, e maisbaratoatravés Visualização • SIG forneceaosusuáriosrepresentação dos dados espaciais com maisrapidez e acurácia Gerenciamentoda Base de Dados • SIG possibilitatornaros dados espaciaismaisacurados e atualizados AnáliseEspacial • SIG ajudaosusuários a tomardecisões com maiorquantidade de informações *

10. Questões Básicas a Serem Respondidas por um SIG

11. Recognizing the spatial nature of questions • Density: if you are an urban planner, the more houses in an area, the more potential riders you have for a public transportation system. • Sinuosity: Urban planner design the winding streets purposefully so that pedestrian don´t worry about getting hit by high-speed traffic. • Connectivity: People find it difficult to get some small towns in isolated parts of countries. • Pattern change: Over time, a lot of agricultural landscape becomes very fragmented by pockets of residential neighborhoods. • Movement: meteorologists track paths of hurricanes and when they can predict where the storms will travel next, they can save lives. • Shape: a developer wants to buy a piece of land, but wants make sure that it´s square, not oblong. • Size: As a farmer, you need large chunks of land because you´re using large equipments that doesn´t work in small parcels.

12. Como eleparece – FormaComo eletrabalha - ProcessoConhecimentosobreprocessossãomaisvaliososque a forma porquepodem ser usadosparapredição. Informação do mundo

13. BreveHistóriadaCartografia • O uso dos primeirosmapas • Paredes de rochas • Clay tablets • Use de Mapas • Topográficos • Celestiais • Cosmográficos Picture of a cuneiform tablet from http://www.crystalinks.com/cuneiformtablets.html

14. Primeirosmapas do mundo Figura de um mapa T-O University of Texas, Foundations of Western European Cartography

15. Primeirosmapas do mundo Figura de um mapa T-O University of Texas, Foundations of Western European Cartography

16. Mapasna Guerra Mapa Topográfico durante Guerra Civil Americana www.DavidRumsey.com.

17. Ligarinformaçõesrevelapadrões…

21. Brevehistória dos SIGs • 1960 – 70s Inovação • Primeiro SIG – Inventário de recursos naturais - Canada Land Inventory (Tecnologia) • DIME US Bureau of Census (Geral) • Harvard Laboratory for Computer Graphics (Acadêmico) • Inicia os maiores SIGs comerciais (ex., ESRI, Intergraph) (Comercial) • Satélite Landsat lançado (Tecnologia) • Conferências acadêmicas chaves (ex., AutoCarto) (Acadêmico)

22. Canada Land Inventory (1963) Canada Geographic Information System – Roger Tomlinson Identificar os recursos naturais do país e seus potenciais de uso • DIME US Bureau System Criar registros digitais de todas as ruas nos Estados Unidos para apoio automático de registros ligados ao censo

23. Harvard Lab. of Computer Graphics (1964) SYMAP – primeiro SIG raster (1966) ODYSSEY – Manipula tanto base de dados cartográficos quanto seus atributos associados (1979) US Population – 1970 This map shows the relative median value of owner occupied housing units

24. Criadas a ESRI e a Intergraph Jack Dangermond cria a ESRI para realizar projetos em SIG (1969) Jim Meadlock cria a M&P Computing posteriormente renomeado Intergraph (1969) • Lançado o Landsat 1 (1972) Primeiro de uma série de satélites para fornecer dados provenientes do espaço e para explorar a tecnologia de classificação de imagem e padrões de reconhecimento.

25. Conferências acadêmicas chaves AutoCarto Conference (1974), realizada em Reston, Virginia,. Esta foi a primeira de uma importante série de conferências que estabeleceu a agenda de pesquisa em SIG. A 18a da serie, Orlando, Florida

26. BreveHistória dos SIGs • 1980s and 1990s Comercialização • Softwarescomerciais (e.g. ArcInfo, MapInfo) (Comercial) • Primeiroslivrostextosem SIG (Acadêmico) • Clinton Executive Order (Geral) • Criado o OpenGIS Consortium(Geral)

27. Software SIG comercial (e.g. ArcInfo) – 1981 Primeiro grande SIG comercial. Projetado para microcomputadores e baseado em um sistema de base de dados vetorial e relacional. Novo padrão para a indústria. • MapInfo Corp. - 1986 Anovo padrão para produtos SIG complementando sistemas de softwares anteriores. • Primeiro livrotexto em SIG - 1986 O livro de Peter Burrough foi o primeiro tratando especificamente dos princípios do SIG

28. Clinton Executive Order (1994) Criação do US National Spatial Data Infrastructure (NSDI) e Federal Geographic Data Committee (FGDC) FGDC é responsável por organizar os metadata geoespaciais relacionados aos SIGs, base de dados geoespacial, imagens de satélite e assim por diante. Um registro de metadata é um arquivo de informação, apresentado como documento XML o qual captura as características básicas dos dados ou informações respondendo as questões: quem, o que, quando, onde, porque e como.

29. Início do OpenGIS Consortium (1994) Consórcio de empresas, agências governamentais e usuários para melhorar a interoperabilidade. Por exemplo, a interoparabilidade entre SIG – CAD - Como pode ser ajustado um sistema local de coordenada (digamos origem 0,0) dentro de um Sistema de Coordenadas Geográficas?

30. Breve História dos SIGs • Anos 2000 - Exploração • Internet torna-se um grande veículo de comunicação • Mais que 1 milhão de usuários ativos Estimativas do tamanho do mercado em SIG (2005) SIG hand-held

31. Anatomia de um SIG • Coleção organizada de • Hardware • Software • Rede • Dados • Pessoas • Procedimentos

32. Network –mais fundamental de todas partes componentes . SIG e Internet tem sido fortemente integrados. A tecnologia de Internet está aumentando o uso e a capacidade de equipamentos portáteis em conjunção da rede sem fio. • Hardware – além do tradicional desktop os usuários tem muito mais opções como laptops, equipamentos em veículos e mesmo telefones celulares.

33. Software - pode alcançar desde softwares mais simples desenvolvidos com poucos centenas de dolares até SIGs desenvolvidos para grande sorganizações com custos de dezenas de milhares de dólares. • Base de dados– representação digital de aspectos selecionados de algumas áreas específicas da superfície da Terra. Ele pode ser pequena com poucos megabytes até tão grande medidos em terabytes.

34. Gerenciamento – estabelecer procedimentos para assegurar que atividades em SIG permaneçam dentro de orçamentos e mantenham alta qualidade. • Pessoas – incluam pessoas que projetem, programem e mantenham SIG com dados e interpretem resultados. Spatially Aware Professionals (SAPs) - professionais de SIG ou pessoas que trabalham com dados geográficos

35. Um SIG completo Visualização • SIG comoumaferramentaparamostrar dados espaciaiscomo um mapa Gerenciamentoda Base de Dados • SIG comoumaferramentaparaarmazenar e organizar dados espaciais AnáliseEspacial • SIG comoumaferramentaparaanalisar e interpretar dados espaciais

36. SIG Combina Dados Espaciais Provenientes de Muitas Origens

37. Origem dos Dados Espaciais MapasDigitalizados e Escaneados • Comprados, doados, gratuitos (Internet) • Criadospelousuário Base de Dados • Tabelas de dados GPS • “Global Positioning System” Atributosprovenientes de amostragem de campo SensoriamentoRemoto e FotografiasAéreas SIG armazena e organiza dados espaciaisem “databases”

38. “Database” Difícil de interpretar

39. Visualisação Umaimagem vale por mil palavras

40. Existemduasmaneiras de visualizaros dados O “mundo” dentro do SIG Raster-- Grid • “Pixels” • Umalocalização e um valor • Imagens de satélite e fotosaéreasjáestãonesteformato Vector -- Linear • Pontos, linhas e polígonos • Feições (casa, lago) • Atributos • tamanho, tipo, comprimento, etc. Mundo Real

41. Cinco “Layers” de Dados “Layer” de capitais “Layer” de lagos “Layer” de drenagem “Layer” de estradas “Layer” de estados

43. Transformando Dados emInformação “AnáliseEspacial”- Não é apenas um mapa

44. PerguntandoumaQuestão: Interação

45. Mapas e Base de Dados sãoInterativos

46. 5 Ms daAplicação de SIG • Mapeameno • Medidos • Monitoramento • Modelagem • Gerenciamento (“Managing”) A aplicação de um campo específico pode usar vários Ms – como gerenciamento de recursos hídricos

47. AlgumasAplicações de SIG Serviço de Emergência • Polícia e bombeiros MeioAmbiente • Monitoramento e Modelagem Negócio • Localização de mepreendimentos, Sistemas de entrega Indústria • Transporte, Comunicação, Mineração, Dutos Governo • Local, Estadual, Federal e Militar Educação • Pesquisa, Ferramenta de Ensino, Administração

48. Gerenciamento de Defesa

49. Imobiliárias

50. Educação