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GEOTECNOLOGIAS APLICADAS AO ENSINO DAGEOGRAFIA
Conceitos
Prof. Anselmo C. de Paiva
Prof. Geraldo Braz JuniorDepto de Informática
Apresentação do Curso
• Objetivos:
– Integrar as tecnologias digitais no ensino da Geografia
– Promover a manipulação de ferramentas de Tecnologias de Informação Geográfica
– Desenvolver operações práticas de manipulação e de consulta de informação Geográfica em GIS
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Ementa
• Princípios básicos de Geotecnologias.
• Conhecimento e manuseio de materiais, equipamentos relacionados e técnicas de geotecnologias utilizadas no ensino de geografia.
• Manipulação de Sistemas de Informações Geográficas (SIG’s).
• Relação das Geotecnologias com o ensino de Geografia.
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Planejamento
• Dia 20/08
– Aula Conceitos
• Dia 17/09
– Aula prática com GPS
• Dia 08/10
– Bases de Dados
– Inicio de trabalhos com SIGs
• Dia 12/11
– SIGs (com prática)
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Avaliação
• Trabalho no final da disciplina
– Tema ainda a ser definido
• Critério de Aprovação
– 75% de presenças nas aulas
– Média = (A + (Trabalho escrito * 2) )/3
– Média aprovação > 70
– A = assiduidade
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Geoprocessamento
• Informações sobre a distribuição geográfica de recursos minerais, propriedades, animais e plantas
• Tecnologia da informação para armazenar e representar essas informações em ambiente computacional
• Geoprocessamento– Conjunto de ferramentas usadas para coleta e
tratamento de informações espaciais • Armazenamento de informações geográficas em formato digital
• Geração de saídas na forma de mapas, relatórios.
• Manipulação de dados para geração de novas informações
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Classificação
• CADD (Computer Aided Design and Drafting)
• AM/FM: Automated Mapping, Facility Management– Ênfase no armazenamento, análise e emissão de
relatórios
– armazenamento, manipulação e recuperação de dados geográficos
• GIS: Geographic Information System• define relações espaciais entre os elementos dos dados
• GIS serve para efetuar análises espaciais
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Informação Geográfica
• Informação sobre locais na superfície da terra• Conhecimento acerca de:
– onde algo está– o que está em determinado local
• Exemplos:– posição dos prédios de uma cidade– árvores de uma floresta– clima de uma região– densidade populacional de um país
• Informação Espacial versus Informação geográfica– geográfica é um subconjunto de espacial– geográfica se refere à locais sobre a terra (2-D, 3-D)– espacial não necessariamente (e.g. desenhos CAD)
Porquê usá-los?
• Localização: onde está…?
• Condição: como está…?
• Tendência: o que mudou…?
• Roteamento: por onde deve passar…?
• Padrões: qual é a distribuição…?
• Modelos: o que acontece se…?
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SIG - Sistemas de Informação Geográfica
• Ferramentas computacionais p/ Geoprocessamento
• Podem:
– criar bancos de dados georeferenciados
– realizar análises complexas
– automatizar a produção de documentos cartográficos.
“Se onde é importante para seu negócio, então
SIG é sua ferramenta de trabalho”.
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Definições de SIG“Sistema com conjunto de métodos analíticos que permitem o acesso a atributos e localização dos objetos geográficos em estudo”. (Oppenshaw)
“Sistemas que tem como principal capacidade a análise de dados espaciais. “ (Goodchild)
“Conjunto poderoso de ferramentas para coletar, armazenar, recuperar, transformar e visualizar dados sobre o mundo real” (Burrough)
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Definições de SIG“Um sistema de suporte à decisão que integra dados
referenciados espacialmente num ambiente de respostas a problemas” (Cowen)
“Um banco de dados indexados espacialmente, sobre o qual opera um conjunto de procedimentos para responder a consultas sobre entidades espaciais” (Smith)
“…ferramentas que permitem o processamento de dados espaciais, gerando informações usadas para tomada de decisão sobre determinada porção da superfície terrestre.” (DeMers)
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O que é SIG?• muitas definições diferentes surgidas de diferentes
áreas e disciplinas
• a informação é sempre geográfica ou espacial
• quatro componentes: entrada, armazenamento/recuperação, análise, visualização
• usado em grande número de campos/disciplinas/projetos
• “GIS” se refere à aplicação ou software
• “fazer GIS” se refere a muitas coisas
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Componentes de um SIG
• Entrada de dados
• Armazenamento e recuperação
• Manipulação e análise
• Geração de relatórios e visualização
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Com o que se parece um SIG• SIG é uma aplicação real, incluindo o hardware,
dados, software e pessoal necessário para resolver um problema
– Funções simples:
• visualização, edição, mudança, transformação, realização de medidas
– Funções complexas
• inventários, verificação de adequabilidade de uma região para um deteminado propósito, auxílio à tomada de decisão
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Histórico• Primeiras tentativas: Inglaterra e EUA - anos 50
– reduzir os custos de produção e manutenção de mapas
– Aplicações em botânica, na Inglaterra, e estudos de volume de tráfego, nos EUA
• 1os Sistemas de Informação Geográfica - década de 60
– Canadá - inventário de recursos naturais
• Problemas iniciais
– Não existiam monitores gráficos de alta resolução
– computadores eram excessivamente caros
– Não existiam soluções comerciais prontas para uso
– Cada interessado precisava desenvolver seus próprios programas
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Histórico (cont.)
• Anos 70
– Hardware viabilizou o desenvolvimento de sistemas comerciais
– Criada a expressão Geographic Information System (GIS)
– CAD comerciais usados para sistemas de cartografia automática.
– Desenvolvidos os fundamentos matemáticos voltados para a cartografia
– Tecnologia acessível somente a grandes corporações
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Histórico (cont.)• Anos 80
– período de acelerado crescimento
– A criação do NCGIA (National Centre for Geographical Information and Analysis) estabelece Geoprocesamento como disciplina científica independente.
– Grande difusão do uso de GIS
– A incorporação de funções de análise espacial amplia leque de aplicações de GIS
• Atualmente– grande crescimento e penetração do GIS nas organizações
– surgimento de alternativas de menor custo para a construção de bases de dados geográficas
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Histórico no Brasil• UFRJ – Dep. de Geografia - SAGA (Sistema de
Análise Geo-Ambiental)
• MaxiDATA - Empresa de Aerolevantamento AeroSul – 1980 - sistema para automatização de processos
cartográficos.
– Virou empresa MaxiDATA e lançou MaxiCAD
• CPqD/TELEBRÁS – 1990 SAGRE (Sistema Automatizado de Gerência da Rede Externa)– Aplicação de Geoprocessamento no setor de telefonia.
• INPE– 1984 a 1990 - SITIM e o SGI
– A partir de 1991 - SPRING
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Fases de um processo GIS
1o. Passo: Mapear
Tradição: Cartografia, Censo, Sens. Remoto
2o. Passo: Gerenciar
“GIS Corporativo” (em evolução)
3o. Passo: Entender
Análise Espacial
4o. Passo: Prever
Modelos Dinâmicos
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Ortofoto digital
Interferometria
GPS
SensoriamentoRemoto
“Censo”
Análise
Interação Espacial
Bancos de Dados
Geográficos
Cartografia
Modelagem OO
WWW Data Mining
Interoperabilidade
BD Distribuídos
Estatística
Espacial
Espacial
Modelos Bayesianos
GeoEstatísticaGeocomputação
Redes Neurais
Celular Automata
Busca Heurística
TECNOLOGIAS DE GEOPROCESSAMENTO
Modelagem Dinâmica
SGBD +Espacial
Econometria Espacial
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Nossos Projetos de SIG
• CNPQ: iGIS (desde 2002)
• FINEP: HIDROGIS (2006-2008)
• Governo do Maranhão: IMESC (2008-2009)
• CHESF: SmartView (2008-2001)
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Ex. Localização em SIG
Quem é o dono do terreno da Rua das Flores, 23?
Identifier: 565-88-221
Area: 108,900,245
Owner: John Morris
Address: 3233 Texas St.
Zoned land use: Industrial
Assessment: $950,000
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Condição: Onde tem isto?
Ao invés de identificar o que há num local, pode-se querer encontrar um determinado
local com certas condições satisfeitas.
Por exemplo, encontrar uma casa com 4 quartos, de madeira, cujo preço de
venda seja em torno de $200.000,00
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Resultado da consulta anterior
Onde têm casas que posso comprar?
Casa Residencial
Preço $200.000
4 quartos
Material: madeira
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Tendências: O que tem mudado desde ...?
Descobre as diferenças ocorridas num determinado
local ao longo dos anos.
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Exemplo de SIG: Tendências
Quanto das terras rurais se tornaram urbanas desde 1970?
Smallville em 1970 Smallville em 2005
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Padrões: Quais padrões existem?
Descobre que tipos de padrõespodem ocorrer com os novos dados
inseridos que não eram visíveisantes.
Por exemplo, deseja-se saber ondeacidentes de carros ocorrem com mais frequência e em que tempo?
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Exemplo SIG- padrões
Quais padrões ecistem para acidentes de carros?
Onde eles ocorrem e a que horas?
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Modelos What-If
Determinam o que acontece se algo for mudado numa determinada área
Por exemplo uma nova adição de um novo empreendimento.
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Exemplo SIG - modelos
Onde colocar um novo empreendimento?
Escola
Livraria
Hospital
Restaurante
?
??
?
41
SIG...
...é uma ferramenta de análise,
...relaciona dados espaciais com não-
espaciais,
...pode computar novas informações,
... auxilia no processo de tomada de
decisão.
Um SIG não é apenas software que permite
fazer mapas de forma mais bonita, mas
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PARA QUE É USADO UM SIG?
• Marketing
• Transportes
• Cadastros urbanos
• Epidemiologia
• Demografia
• Planejamento de serviços de emergência
• Ciências humanas e sociais
• Gerenciamento de recursos naturais
• Ecologia, climatologia
• Navegação
• Agricultura
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Aplicações de SIG• Municipal
– Cadastro de lotes e equipamentos urbanos
– Atualização do cálculo de IPTU
– Planejamento de Transportes, Saúde e Educação
– Democratização da Gestão Municipal
• Ambiental– Zoneamento e apoio ao desenvolvimento sustentado
– Análise e simulação de impactos ambientais
– Monitoramento de processos de ocupação (e.g. desmatamento da Amazônia).
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Aplicações de SIG
• Negócios
– Localização de novos empreendimentos
– Atendimento a clientes
– Fluxos de mercadorias e roteamento
• Redes (Água, Energia, Telefonia)
– Planejamento do crescimento
– Manutenção de instalações (apoio de campo)
– Otimização da configuração atual
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Aplicações de SIG
• Negócios
– Localização de novos empreendimentos
– Atendimento a clientes
– Fluxos de mercadorias e roteamento
• Redes (Água, Energia, Telefonia)
– Planejamento do crescimento
– Manutenção de instalações (apoio de campo)
– Otimização da configuração atual
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Aplicações de SIG
• Procura de Locais
– Uma empresa no UK precisa descobrir onde poderá
encontrar um lugar desejável para lixo atômico.
– Critérios a serem analisados
• Hidrologia
• Distribuição da população
• Acesso
• Meio ambiente
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Aplicações de SIG
• Mudança de endereço:
– Rural versus Urbano
– Acesso
– Segurança
– Saúde
– Escola
– Lazer
– Supermercados
– Custo de moradia
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Exemplos de aplicações
• Setor Público:– NASA
http://www.nasa.gov/multimedia/highlights/index.html
– IBGE (http://www.ibge.gov.br)– Governo do Estado
• Minas: http://www.mg.gov.br/geominas/index.html
– Prefeituras Municipais• Betim
http://www.betim.mg.gov.br/orgaos/geo/mapviewer.html
– Tribunal de Justiça da Bahia (http://www.tj.ba.gov.br/)
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Aplicações Avançadas
• Bibliotecas Digitais:
– Freebie (DSC/UFCG) : http://buchada.dsc.ufcg.edu.br/bibliotecadigital/
– Jotle.com
• Mobile GIS
– Mobile GIS http://www.cdmatech.com/products/gpsone.jsp
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Exemplos de aplicações
• Setor Privado:
– Indústria de Petróleo
– MapLink, Apontador
– Mappy, Mapquest
– Google Earth, Google Maps, Google Local
– AutoTrack
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Alguns Temas de Pesquisa em SIG
• Sistema de Apoio à Decisão: Spatial BI e Spatial Datawarehousing
• Spatial Data Mining• Mobile GIS• SIG 3D• Distributed GIS• Location-based services• Spatial Search Engines e Geographic Information
Retrieval• Linguagens de Consulta Visuais• Location Privacy and Security• Web-Based GIS
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PRINCIPAIS NOMES – INDÚSTRIA SIG
• Autodesk : Autodesk Map
• Baylor University: GRASS
• Bentley Systems: Microstation
• ESRI: Arcview
• Intergraph: Geomedia
• Mapinfo Corporation: Mapinfo
• PCI Geomatics: Geomatica
• OpenSource
– Map Server
– Geo Server
– gvSig
– Quantum GIS (QGIS)
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Referências
• DRUCK, S. et. al. Análise espacial de dados geográficos. Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2004.
• FLORENZANO, T. G. Imagens de satélite para estudos ambientais. São Paulo: Oficina de Textos, 2002.
• MOREIRA, M. A. Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Metodologias de Aplicação. UFV, 2003.
• NOVO, E. M. L. M. Sensoriamento remoto: princípios e aplicações. São Paulo: Edgard Blücher, 1989. 308p.