Um sistema de informações geográficas (SIG), também conhecidos como GIS (geographic information system), são sistemas que facilitam a análise espacial das diferentes aplicações sócio-ambientais.
Na realidade, Toda análise por geoprocessamento pode ser entendida como um sistema, possuindo dados de entrada, processamentos e dados de saída.
Os dados de entrada, por sua vez, precisam de alguma maneira serem abstraídos do mundo real, sendo que para isso os profissionais podem utilizar técnicas de obtenção direta de dados, como, por exemplo:
- Topografia e;
- Posicionamento pelo GNSS.
Ou utilizar o sensoriamento remoto, utilizando para isso sensores orbitais e sub-orbitais.
Os processamentos, por sua vez, são realizados em softwares específicos que possuem como base uma superfície cartográfica.
Com isso, não tem como o profissional trabalhar com um sistema de informações geográficas sem primeiramente entender de Cartografia.
Todo processamento na realidade é formado por um ou mais algoritmos que tendo como base os dados de entrada, irão gerar os resultados finais.
Olhe novamente para a imagem abaixo e perceba isso.
Que toda análise por Geoprocessamento precisa de dados de entrada e de processamentos, gerando como resultado final os dados de saída.
Neste contexto, Fitz (2008) conceituou um sistema de informações geográficas como:
Um sistema constituído por um conjunto de programas computacionais, o qual integra dados, equipamentos e pessoas com objetivo de coletar, armazenar, recuperar, manipular, visualizar e analisar dados espacialmente referenciados a um sistema de coordenadas conhecido.
Funcionamento de um sistema de informações geográficas
Um sistema de informações geográficas separa a informação em diferentes camadas temáticas, armazenando as mesmas de maneira independente.
Com isso é possível trabalhar-se com as mesmas de maneira simples e rápida, o que permite que o analista relacione as informações existentes através da posição e da topologia dos objetos, gerando novas informações.
Os formatos de dados mais comuns a um sistema de informações geográficas são o raster (matricial) e o vectorial.
Formato raster
O formato raster centra-se nas propriedades do espaço, compartimentando-o em células regulares, normalmente quadradas, mas que também podem ser retangulares, triangulares ou hexagonais.
Cada célula, por sua vez, apresenta um único valor. Quanto maior for a dimensão de cada célula (resolução) menor é a precisão ou detalhe na representação do espaço geográfico.
De uma maneira mais simples de entender, imagine que cada imagem raster é como um enorme quebra-cabeça, sendo que cada pixel é como cada uma das peças que fazem parte do quebra-cabeça.
A única diferença é que no formato raster cada pixel (peça do quebra-cabeça) armazena um único valor.
Formato vetorial
No formato vetorial por sua vez, o foco das representações centra-se na precisão da localização dos elementos no espaço.
Com isso, para modelar digitalmente as entidades do mundo real o formato vetorial utiliza essencialmente três formas espaciais:
- Ponto,
- Linha e;
- Polígono.
Outro sim, o formato de dados utilizado por um sistema de informações geográficas é o shapefile. Vamos entender melhor o mesmo.
Formato shapefile
O shapefile é o formato oficial utilizado em um sistema de informações geográficas. O mesmo foi desenvolvido e é regulado pela Esri.
É considerado um formato aberto, apesar de ser proprietário. Por ser aberto, o formato recebe suporte de diversos aplicativos de processamento de mapas gratuitos e de código livre.
O mesmo pode descrever espacialmente qualidades de vetores (pontos, linhas e polígonos, para rios, lagos e poços, por exemplo) e cada item normalmente possui atributos que o descreve, como nome e temperatura.
Apesar de ser um termo no singular, o formato shapefile consiste numa coleção de arquivos de mesmo nome e terminações diferentes, armazenados no mesmo diretório.
Desta maneira, existem três arquivos obrigatórios para o correto funcionamento de um shapefile. São eles:
- .shp;
- .shx e;
- .dbf.
O arquivo shapefile propriamente dito é o .shp, mas se distribuído sozinho não será capaz de exibir os dados armazenados. A distribuição deve ser feita juntamente com os outros dois arquivos.
Os arquivos obrigatórios são:
- .shp — armazena as características da geometria propriamente dital
- .shx — possui um índice com as características das geometrias
- .dbf — É o banco de dados do shapefile, possuindo os atributos apresentados em colunas para cada “shape”.
Padronização de um sistema de informações geográficas
Na tentativa de chegar a uma padronização dos diferentes tipos de dados citados acima, existe o Open Geospatial Consortium, hospedado em http://www.opengeospatial.org/.
O objetivo do mesmo é forçar os desenvolvedores de software de SIG e Geoprocessamento a adotarem padrões.
Atualmente, possui algumas especificações:
- WMS – Web Map Service
- WFS – Web Feature Service
- WCS – Web Coverage Service
- CS-W – Catalog Service Web
- SFS – Simple Features – SQL
- GML – Geography Markup Language
Os sistemas de informações geográficas mais populares
Existem diversos sistemas de informações geográficas atualmente em uso, porém 2 dos mesmos se destacaram. São eles:
Vamos conhecer melhor os mesmos.
ArcGIS
O ArcGIS é um sistema de informações geográficas proprietário.
O mesmo foi desenvolvido pela ESRI, sendo que segundo a mesma, o ArcGIS oferece um conjunto de funcionalidades baseadas em localização para diversas análises.
Para isso, o mesmo utiliza ferramentas que possibilitam analisar e visualizar dados.
Essas informações podem ser compartilhadas com outras pessoas por meio de aplicativos, mapas e relatórios.
QGIS
QGIS (anteriormente conhecido como Quantum GIS) é um software livre com código-fonte aberto, multiplataforma de sistema de informação geográfica (SIG) que permite a visualização, edição e análise de dados georreferenciados.
É importante que você saiba que tanto o ArcGIS como o QGIS foram desenvolvidos com a mesma linguagem de programação, a Python.
Sistema de informações geográficas – Sobreposição de mapas
Sobreposição de mapas é uma forma de sobrepor um mapa a outro para obter informações comparadas.
A sobreposição de um ou mais mapas é um recurso interessante quando se busca apresentar e comparar diferentes dados e informações, referentes a uma mesma localidade, em um único mapa.
A representação de informações em mapas diferentes não impede a comparação entre elas, contudo, a vantagem de sobrepô-las em um só mapa se deve à possibilidade de verificar exatamente os pontos ou as áreas de ocorrência de cada informação, facilitando a comparação visual entre elas.
Aplicações de um sistema de informações geográficas
Os sistemas de informações espaciais permitem a utilização de informações provenientes de diversas fontes.
Como exemplos temos informações obtidas:
- Via sensoriamento remoto (satélites, ônibus espaciais, aviões e drones);
- Obtidas a campo com receptores GNSS;
- Obtidas a campo com a utilização dos métodos tradicionais da Topografia.
Estas informações poderão ser utilizadas para a produção de mapas temáticos da área de estudos.
Segundo Silva (1999) os objetivos suplementares de um SIG são:
- Produzir mapas com rapidez;
- Diminuir o preço da produção de mapas;
- Facilitar a utilização dos mesmos;
- Produzi-los com mais pormenor;
- Possibilitar automaticamente a atualização e revisão;
- Possibilitar a análise quantitativa de dados espaciais.
Entre as aplicações nas quais um sistema de informações geográficas pode ter um papel importante encontram-se:
- Localização: Obter características de um lugar;
- Condição: Cumprimento ou não de condições impostas aos objetos;
- Tendência: Comparação entre situações temporais ou espaciais distintas e projeção de cenários;
- Rotas: Cálculo de caminhos ótimos entre dois ou mais pontos;
- Modelos: Geração de modelos explicativos a partir do comportamento observado de fenômenos.
Um sistema de informações geográficas (SIG) pode ser considerado um instrumento que possibilita o mapeamento e a indicação de respostas às diversas questões no que se refere:
- Ao planejamento urbano e regional e;
- Ao levantamento de recursos renováveis.
Aronoff (1991) descreve as seguintes aplicações representativas para as quais um SIG pode ser utilizado com sucesso.
- Agricultura e planejamento do uso do solo;
- Silvicultura e gerenciamento da vida silvestre;
- Monitoramento e gestão de áreas costeiras;
- Arqueologia;
- Geologia e aplicações municipais.
Os campos de aplicação dos SIGs, são muito vastos, sendo possível a utilização do mesmo em toda e qualquer aplicação que tiver um componente espacial.
Isso engloba praticamente toda e qualquer área existente porque tudo está de alguma maneira espacialmente relacionado.
Para você ter uma ideia as aplicações de um sistema de informações geográficas vão desde o estudo de impactos ambientais e vigilância epidemiológica de doenças até áreas como o marketing e decisões de compra.
Bônus: qual a diferença entre Geoprocessamento e Geotecnologias
Indo direto ao ponto, a própria palavra Geoprocessamento diz o que o mesmo é:
Geo + processamento. Ou seja, processamento de dados geoespaciais.
Enquanto o geoprocessamento é apenas o processamento das informações geoespaciais, as geotecnologias são todas as tecnologias inerentes ao geoprocessamento.
Com isso, o “sistema geotecnologias” engloba desde as tecnologias de obtenção de dados (sensoriamento remoto, topografia e posicionamento pelo GNSS) até o processamento dos dados e a análise final dos mesmos.
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