Sistemas de Informações Geográficas?

Publicado por Adenilson Giovanini em 2021-11-192021-11-19

Sistemas de informações geográficas (SIG), você acabou de colocar suas 2 mãos em um artigo definitivo a respeito do tema.

Com a leitura do mesmo você aprenderá:

• O que são os sistemas de informações geográficas;
• Como os mesmos funcionam;
• Quais as 3 primitivas gráficas existentes;
• Como foi feita a padronização dos SIGs;
• Quais os 14 softwares de Geoprocessamento existentes;
• Quais os 2 sistemas de informações geográficas mais populares;
• Quais as principais aplicações de um sistemas de informações geográficas;
• E muito mais.

Prossiga a leitura com máxima atenção.

Sistemas de informações geográficas

Os sistemas de informações geográficas (SIGs) também são conhecidos como GIS (geographic information system). Os mesmos são sistemas que facilitam a análise espacial das diferentes aplicações sócio-ambientais.

Um SIG engloba pessoas, dados, software e hardware, permitindo a utilização e o armazenamento de dados geoespaciais.

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 ser 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 informação geográfica 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.

Perceba 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 informação geográfica 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.

Sistemas de informações geográficas – Origem dos SIGs

O primeiro relato da utilização de dados geoespaciais para a tomada de decisão que se tem relato, surgiu em Londres, em 1854.

Naquele ano a cidade estava sofrendo com uma grave epidemia de cólera, sendo que na época ainda não se conheciam as suas formas de contaminação.

Diante deste cenário, o doutor John Snow teve a ideia de colocar no mapa da cidade a localização dos doentes de cólera e a localização dos poços de água.

Esta simples espacialização dos dados permitiu que Snow percebesse que a maioria dos casos estavam concentradas em torno do poça da Broad Street, ordenando o lacramento deste poço.

Fato este que contribuiu radicalmente para a redução dos casos da doença.

Sistemas de informações geográficas – Funcionamento

Fonte da imagem:

Um sistema de informação geográfica 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 informação geográfica 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 píxel é como cada uma das peças que fazem parte do quebra-cabeça.

A única diferença é que no formato raster cada píxel (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 tradicionalmente utilizado por um sistema de informação geográfica é o shapefile. Porém, nos últimos anos, o formato GeoPackage surgiu e passou a ser utilizado por muitos profissionais da área.

Vamos entender melhor o mesmo.

Sistemas de informações geográficas – Formato shapefile

O shapefile é o formato oficial utilizado em sistemas 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”.

Sistemas de informações geográficas – Formato GeoPackage

O GeoPackage é um formato aberto de informação Geoespacial. O mesmo é um formato de arquivo:

• Baseado em padrões;
• Independente de plataforma;
• Portátil;
• Auto explicativo e.
• Compacto.

Este formato de dados foi desenvolvido no ano de 2014 pela Open Geoespacial Consortium (OGC), pensado especialmente para o mundo Mobile. Porém, o mesmo funciona independentemente de plataformas.

A OGC desenvolveu o mesmo com o intuito de que ele se torne o formato padrão de arquivos espaciais, substituindo o shapefile, o kml e os demais formatos de arquivos do tipo.

Neste artigo eu explico melhor este formato de dados.

Sistemas de informações geográficas – Padronização

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

Sistemas de Informações geográficas – Os 14 softwares de Geoprocessamento existentes

A wikipédia possui uma lista com 14 softwares de SIG, o tipo de licença, plataforma utilizada, idiomas disponíveis e os links de acesso as páginas dos mesmos.

Segue a mesma:

Lembrando que aqui no blog eu possuo artigos a respeito da utilização de vários destes softwares. Seguem os links de acesso aos mesmos:

> gvSIG: o que é e seus recursos…

> SPRING: conheça este software brasileiro…

> PostGIS: conheça este fabuloso software…

> TerraView: para que serve e como baixar…

Sistemas de informações geográficas mais populares

Fonte da imagem:

Existem diversos sistemas de informações geográficas atualmente em uso, porém 2 dos mesmos se destacaram. São eles:

• ArcGIS e;
• QGIS.

Vamos conhecer melhor os mesmos.

ArcGIS

O ArcGIS é um sistema de informação geográfica 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

O 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.

Sistemas 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 informação geográfica

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 informação geográfica 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 informação geográfica 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 informação geográfica 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

A própria palavra Geoprocessamento em sua etimologia 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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