Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto

Remoto Prof Estevão Pastori Garbin Prof Jefferson Merlin Baggio Prof Ruan de Deus Borralho GeopRocessamento e sensoRiamento Indaial 2022 1a Edição Impresso por Elaboração Prof Estevão Pastori Garbin Prof Jefferson Merlin Baggio Prof Ruan de Deus Borralho Copyright UNIASSELVI 2022 Revisão Diagramação e Produção Equipe Desenvolvimento de Conteúdos EdTech Centro Universitário Leonardo da Vinci UNIASSELVI Ficha catalográfica elaborada pela equipe Conteúdos EdTech UNIASSELVI C397 CENTRO UNIVERSITÁRIO LEONARDO DA VINCI Núcleo de Educação a Distância GARBIN Estevão Pastori Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto Estevão Pastori Garbin Jefferson Merlin Baggio Ruan de Deus Borralho Indaial SC UNIASSELVI 2022 181 p ISBN 9786556464664 ISBN Digital 9786556464671 Graduação EaD 1 Geoprocessamento 2 Sensoriamento 3 Meio ambiente CDD 33395 Bibliotecário João Vivaldo de Souza CRB 91679 Caro acadêmico é com imenso prazer que apresentamos a você este livro didático sabendo que por meio dele será adquirido o conhecimento que lhe permitirá entender ainda mais o quanto a Engenharia é uma matéria rica em informações Você ainda perceberá que essas informações podem e devem ser coletadas e manipuladas utilizando a tecnologia que a cada dia nos permite ampliar nosso horizonte de entendimento Ao conjunto dessa tecnologia damos o nome de geoprocessamento Geoprocessamento é o conjunto de tecnologias que possibilita coletar e manipular informações georreferenciadas que podem ser utilizadas nas mais diversas aplicações A cada dia mais as tecnologias que fazem parte do geoprocessamento também fazem parte de nossa vida simplificando nosso entendimento do mundo em que vivemos possibilitando planejar e replanejar nossas ações no que se refere ao meio ambiente processos de urbanização produção agrícola etc Esses dados são preferencialmente formatados em estrutura de mapas ou cartas Na primeira unidade veremos a origem do geoprocessamento mostrando que o ser humano há muito tempo tenta entender o planeta de forma ordenada para isso criou mecanismos para coletar e manipular dados independentemente de seu formato conseguindo assim visualizar resultados como se fossem camadas ou elementos em formato de mapas ou cartas Veremos ainda que não dependemos apenas da nossa visão para coleta de dados ligados ao geoprocessamento Passaremos a trabalhar a ideia do sensoriamento remoto com seus diversos elementos e usos possíveis Na segunda unidade vamos focar na forma de trabalhar os dados até que eles estejam em condições de fornecer informações precisas e georreferenciadas demonstrando que para isso a precisão e qualidade já devem ter início na forma de coletar os dados Vamos expandir nosso conhecimento para o entendimento dos tipos de programas que formam a tecnologia do geoprocessamento com que tipo de dados matricial ou vetorial cada um deles trabalha e os resultados que cada um deles nos permite obter Por fim na terceira unidade aprenderemos a obter uma imagem de satélite realizar o seu georreferenciamento e gerar um produto cartográfico básico colocando todas as nossas discussões teóricas em prática Portanto convidamos você acadêmico a iniciar conosco este breve trajeto de aprendizagem sobre um tema tão importante e atual para a gestão territorial brasileira Bons estudos Prof Estevão Pastori Garbin Prof Jefferson Merlin Baggio Prof Ruan de Deus Borralho APRESENTAÇÃO GIO Olá eu sou a Gio No livro didático você encontrará blocos com informações adicionais muitas vezes essenciais para o seu entendimento acadêmico como um todo Eu ajudarei você a entender melhor o que são essas informações adicionais e por que você poderá se beneficiar ao fazer a leitura dessas informações durante o estudo do livro Ela trará informações adicionais e outras fontes de conhecimento que complementam o assunto estudado em questão Na Educação a Distância o livro impresso entregue a todos os acadêmicos desde 2005 é o materialbase da disciplina A partir de 2021 além de nossos livros estarem com um novo visual com um formato mais prático que cabe na bolsa e facilita a leitura preparese para uma jornada também digital em que você pode acompanhar os recursos adicionais disponibilizados através dos QR Codes ao longo deste livro O conteúdo continua na íntegra mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com uma nova diagramação no texto aproveitando ao máximo o espaço da página o que também contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel por exemplo Preocupados com o impacto de ações sobre o meio ambiente apresentamos também este livro no formato digital Portanto acadêmico agora você tem a possibilidade de estudar com versatilidade nas telas do celular tablet ou computador Preparamos também um novo layout Diante disso você verá frequentemente o novo visual adquirido Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas institucionais sobre os materiais impressos para que você nossa maior prioridade possa continuar os seus estudos com um material atualizado e de qualidade Acadêmico você sabe o que é o ENADE O Enade é um dos meios avaliativos dos cursos superiores no sistema federal de educação superior Todos os estudantes estão habilitados a participar do ENADE ingressantes e concluintes das áreas e cursos a serem avaliados Diante disso preparamos um conteúdo simples e objetivo para complementar a sua compreensão acerca do ENADE Confira acessando o QR Code a seguir Boa leitura Olá acadêmico Para melhorar a qualidade dos materiais ofertados a você e dinamizar ainda mais os seus estudos nós disponibilizamos uma diversidade de QR Codes completamente gratuitos e que nunca expiram O QR Code é um código que permite que você acesse um conteúdo interativo relacionado ao tema que você está estudando Para utilizar essa ferramenta acesse as lojas de aplicativos e baixe um leitor de QR Code Depois é só aproveitar essa facilidade para aprimorar os seus estudos ENADE LEMBRETE Olá acadêmico Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela um novo conhecimento Com o objetivo de enriquecer seu conheci mento construímos além do livro que está em suas mãos uma rica trilha de aprendizagem por meio dela você terá contato com o vídeo da disciplina o objeto de aprendizagem materiais complementa res entre outros todos pensados e construídos na intenção de auxiliar seu crescimento Acesse o QR Code que levará ao AVA e veja as novidades que preparamos para seu estudo Conte conosco estaremos juntos nesta caminhada QR CODE SUMÁRIO UNIDADE 1 INTRODUÇÃO AO GEOPROCESSAMENTO E AO SENSORIAMENTO REMOTO 1 TÓPICO 1 O QUE É GEOPROCESSAMENTO3 1 INTRODUÇÃO 3 2 ENTENDENDO GEOPROCESSAMENTO 3 21 UMA BREVE HISTÓRIA DO GEOPROCESSAMENTO 6 3 SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA SIG 9 31 BANCO DE DADOS 12 32 TIPOLOGIAS DOS DADOS GEOGRÁFICOS 13 321 Dados Temáticos 15 322 Dados Cadastrais16 323 Dados em rede 17 324 Dados MNT Modelo Numérico do Terreno 17 325 Dados em forma de imagem 18 RESUMO DO TÓPICO 1 20 AUTOATIVIDADE 21 TÓPICO 2 SENSORIAMENTO REMOTO 23 1 INTRODUÇÃO 23 2 CONTEXTUALIZAÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO 23 3 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA27 4 ENERGIA ELETROMAGNÉTICA E SUAS SUBDIVISÕES 32 41 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO 32 42 INTERFERÊNCIAS ATMOSFÉRICAS 35 43 COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE OBJETOS NATURAIS 39 RESUMO DO TÓPICO 2 43 AUTOATIVIDADE 44 TÓPICO 3 SISTEMA SENSOR 47 1 INTRODUÇÃO 47 2 SISTEMA SENSOR E AQUISIÇÃO DE DADOS 47 3 TIPOS DE RESOLUÇÕES 50 LEITURA COMPLEMENTAR 55 RESUMO DO TÓPICO 3 60 AUTOATIVIDADE 61 REFERÊNCIAS 63 UNIDADE 2 PROCESSAMENTO DE DADOS GEOGRÁFICOS 67 TÓPICO 1 PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS 69 1 INTRODUÇÃO 69 2 PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS 69 21 A ETAPA DO PRÉPROCESSAMENTO 71 221 Correção Radiométrica 72 222 Correção Geométrica 74 223 Correção Atmosférica75 3 PROCESSAMENTO E REALCE DE IMAGENS 76 4 CLASSIFICAÇÃO E PÓSPROCESSAMENTO DAS IMAGENS DIGITAIS 79 RESUMO DO TÓPICO 1 81 AUTOATIVIDADE 82 TÓPICO 2 GNSS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO POR SATÉLITE 85 1 INTRODUÇÃO 85 2 UMA BREVE ABORDAGEM SOBRE OS PRINCIPAIS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO POR SATÉLITE 85 3 CARACTERÍSTICAS E POTENCIALIDADES DO GPS 88 4 DRONES E VANTs TECNOLOGIA DE SENSORIAMENTO REMOTO A NÍVEL ATMOSFÉRICO DE BAIXO CUSTO 90 RESUMO DO TÓPICO 2 94 AUTOATIVIDADE 95 TÓPICO 3 AS FERRAMENTAS MAIS COMUNS NO GEOPROCESSAMENTO 97 1 INTRODUÇÃO 97 2 O USO DO CAD COMPUTER AIDED DESIGN NO GEOPROCESSAMENTO 97 3 USO DOS SIG SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA NO GEOPROCESSAMENTO102 31 DADOS TRATADOS NO SIG 106 32 APLICAÇÕES NO GEOPROCESSAMENTO 107 4 VISUALIZANDO SUPERFÍCIES COM O PROGRAMA SURFER 109 41 AMOSTRAGEM 111 42 DADOS PARA MODELO NUMÉRICO DE TERRENO 113 43 ABORDAGEM DO MAPA DE ISOLINHAS E O MNT 116 LEITURA COMPLEMENTAR 119 RESUMO DO TÓPICO 3 121 AUTOATIVIDADE 122 REFERÊNCIAS 125 UNIDADE 3 GEOPROCESSAMENTO APLICADO 127 TÓPICO 1 PRODUÇÃO DE MAPAS 129 1 INTRODUÇÃO 129 2 INTRODUÇÃO À PRODUÇÃO DE MAPAS 129 3 PRODUÇÃO DE MAPAS ENQUADRAMENTO E OUTROS 130 4 CONHECIMENTO PROJEÇÕES E PROBLEMAS COMUNS 133 RESUMO DO TÓPICO 1 136 AUTOATIVIDADE 137 TÓPICO 2 GEORREFERENCIANDO UMA IMAGEM DE SATÉLITE 139 1 INTRODUÇÃO 139 2 IMAGEM DE SATÉLITE A PARTIR DO GOOGLE EARTH 139 3 GEORREFERENCIANDO UMA IMAGEM DE SATÉLITE 143 4 DELIMITANDO AS INFORMAÇÕES NO QGIS 155 RESUMO DO TÓPICO 2 163 AUTOATIVIDADE 164 TÓPICO 3 O MAPA PARA IMPRESSÃO 167 1 INTRODUÇÃO 167 2 FORMATANDO O MAPA 167 3 ACRESCENTANDO O MAPA 169 4 FINALIZANDO O MAPA 170 LEITURA COMPLEMENTAR 175 RESUMO DO TÓPICO 3 177 AUTOATIVIDADE 178 REFERÊNCIAS 181 1 UNIDADE 1 INTRODUÇÃO AO GEOPROCESSAMENTO E AO SENSORIAMENTO REMOTO OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade você deverá ser capaz de definir o que é geoprocessamento e sensoriamento remoto situar o papel do geoprocessamento na evolução da análise espacial definir os elementos do SIG e dos bancos de dados geográficos caracterizar a radiação eletromagnética caracterizar o funcionamento do sistema sensor e de aquisição de dados A cada tópico desta unidade você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado TÓPICO 1 O QUE É GEOPROCESSAMENTO TÓPICO 2 SENORIAMENTO REMOTO TÓPICO 3 SISTEMA SENSOR Preparado para ampliar seus conhecimentos Respire e vamos em frente Procure um ambiente que facilite a concentração assim absorverá melhor as informações CHAMADA 2 CONFIRA A TRILHA DA UNIDADE 1 Acesse o QR Code abaixo 3 O QUE É GEOPROCESSAMENTO TÓPICO 1 UNIDADE 1 1 INTRODUÇÃO Olá acadêmico Vamos iniciar os estudos desta unidade e a partir de agora veremos como surgiu o geoprocessamento e seus conceitos básicos Entenderemos o geoprocessamento e a coleta de dados de forma contextualizada no tempo e no espaço com suas respectivas referências geográficas O autor da coleta e manipulação dos dados necessita ter conhecimento não apenas do geoprocessamento mas da intenção dos resultados que serão obtidos com o intuito de facilitar o planejamento urbano ambiental ou de ordenação territorial Para tanto tal autor deve adquirir e trabalhar os dados mediante o que será entendido como bancos de dados os quais permitirão a definição de quais sistemas serão mais eficazes na manipulação desses dados e de que formas ou modelagens estes devem ser manipulados Trabalhar cada um dos elementos do geoprocessamento exige organização e conhecimento não apenas dos dados mas de quais formas eles podem ser mais bem representados pois poderão ser fornecidos por meio de imagens fotos planilhas de dados vetores símbolos ou pontos Ao final deste tópico será possível entender toda a abrangência em termos de planejamento e gestão urbana e ambiental que o geoprocessamento nos permite ter Abriremos novos horizontes não apenas na percepção da paisagem mas de como devemos interagir alterar criar e recriar essa paisagem que em última instância é de nossa responsabilidade pois somos seres pensantes e atores extremamente atuantes Portanto atenção na leitura e tenham todos bons estudos 2 ENTENDENDO GEOPROCESSAMENTO O conhecimento do espaço geográfico sempre foi uma questão de sobrevivência para os seres humanos O desenvolvimento da Geografia e da Cartografia por exemplo resultam dessa necessidade histórica que os homens possuem de conhecer os recursos naturais a situação de suas fronteiras e de realizar o planejamento da sua vida em sociedade A técnica como um conjunto de instrumentais desenvolvidos pelo homem para mediar sua relação com a natureza é testemunha de como é grande a diversidade de estratégias na compreensão geográfica da realidade O conhecimento científico ganhou cada vez mais relevância a partir do século XVIII e trouxe novas formas de compreender o mundo em que vivemos Para a Geografia isso significou o desenvolvimento de teorias métodos e técnicas de análise do espaço 4 geográfico para a Cartografia esse desenvolvimento científico resultou em técnicas representativas mais exatas e diversificadas tanto do ponto de vista da representação espacial quanto da coleta dos dados a serem cartografados A prática da coleta de dados é uma atividade cotidiana para os seres humanos Por dado entendemos qualquer medida da realidade isto é qualquer característica registrada de algum fenômeno seja em uma folha de papel seja em um computador O dado por si só não modifica o estado de conhecimento dos seres humanos pois ele precisa ser interpretado e contextualizado para tornarse uma informação Partindo deste pressuposto os dados podem ser considerados geográficos quando estão atrelados a uma característica posicional isto é às coordenadas geográficas Figura 1 A paisagem contém uma série de dados que podem se tornar informação Fonte httpspixabaycomptphotoscamposdearrozchinavista1437392 Acesso em 24 ago 2022 Na Figura 1 podemos enumerar uma série de dados a partir do procedimento da descrição da paisagem relevo acidentado casas vegetação de baixo porte Isoladamente esses dados não significam nada para o geógrafo precisam ser analisados contextualizados e relacionados A interpretação desses dados como uma paisagem típica de uma agricultura de jardinagem provavelmente extensiva e baseada na mãodeobra humana com baixo rendimento transformam o conjunto de dados em informação Se considerarmos a localização específica desses dados no espaço geográfico a partir de suas coordenadas geográficas dizemos que esses dados se transformam em dados geográficos ou quando tornamse significativos para o engenheiro informação geográfica Nesse sentido podemos concluir que uma informação é obtida a partir do processamento ou da contextualização de dados brutos e que nem todos os dados são geográficos O geoprocessamento se insere nessa discussão na medida em que é necessário tratarmos um dado geográfico bruto para que ele se torne significativo haja 5 vista que tais estratégias de processamento de dados estão presentes em níveis variados ao longo de toda a história da Geografia Isso significa que o geoprocessamento contribui para a análise espacial e que essa prática é potencializada com o desenvolvimento dos computadores De acordo com Fitz 2010 A antiga prática de sobreposição de mapas traçados em lâminas transparentes ou papel vegetal e as análises resultantes podem ser entendidas como práticas de geoprocessamento sem o uso de um instrumental mais sofisticado O uso da computação somente facilitou os procedimentos tornandoos mais rápidos dinâmicos e precisos FITZ 2010 p 24 Embora Fitz 2010 apresente uma visão mais ampla do geoprocessamento como uma prática de processar e tratar os dados geográficos sejam eles analógicos ou digitais o fato é que hoje tal prática está intimamente conectada ao uso de computadores Apesar de sua importância a coleta de dados sobre a distribuição geográfica de recursos minerais animais e vegetais era até recentemente realizada apenas de forma manual por meio do papel devido às limitadas condições tecnológicas o que impedia uma análise que combinasse uma grande variedade de dados georreferenciados como ocorre atualmente CAMARA DAVIS 2001 Com o desenvolvimento da tecnologia digital na segunda metade do século XX tornouse possível armazenar e representar tais informações em ambiente computacional abrindo espaço para um grande salto no geoprocessamento Para uma maior facilidade na interpretação do geoprocessamento este pode ser definido por Rosa e Brito 1996 p 7 como Conjunto de tecnologias destinado à coleta e tratamento de informações espaciais assim como o desenvolvimento de novos sistemas e aplicações com diferentes níveis de sofisticação Em linhas gerais o termo geoprocessamento pode ser aplicado a profissionais que trabalham com processamento digital de imagens cartografia digital e sistemas de informação geográfica Embora essas atividades sejam diferentes estão intimamente interrelacionadas usando na maioria das vezes as mesmas características de hardware porém softwares diferentes O fenômeno geográfico compreende qualquer elemento o qual pode ser natural como um lago a pressão atmosférica uma formação geológica antrópico uma rodovia um hospital uma divisão territorial política fato uma epidemia uma batalha ou mesmo objetos ainda inexistentes como um projeto de um gasoduto um projeto de uma usina hidrelétrica desde que tais elementos estejam devidamente georreferenciados Desse modo por georreferenciamento entendemos a vinculação de um dado a um sistema de coordenadas geográficas conhecido FITZ 2010 6 O geoprocessamento apresenta um enorme potencial para auxiliar na análise e na intervenção do espaço geográfico justamente pela forma como pode trabalhar os da dos principalmente devido ao processo de barateamento dos hardwares e softwares dos computadores bem como pelo aumento no número de profissionais das mais diversas áreas não apenas geográficas que passaram a trabalhar com o uso dessas tecnologias No entanto caro acadêmico essa é apenas uma pequena parte da história do geoproces samento sobre a qual nos debruçaremos com mais detalhes nas linhas seguintes Geoprocessamento é um instrumental tecnológico fundamental para o conhecimento da realidade e definição de ações O Ministério do Meio Ambiente MMA utiliza essa tecnologia nos estudos técnicos que desenvolve procurando estar sempre atualizado em relação aos avanços científicos nas áreas de obtenção processamento e difusão de dados espaciais Tendo como parâmetro para o desenvolvimento de sistemas o uso de programas computacionais livres o MMA procura utilizar sempre alternativas de qualidade criando produtos que possibilitem aos usuários explorar a base de dados geográficos disponível Continue a leitura desse material acesse em httpswwwgovbrmma ptbracessoainformacaoacoeseprogramasgeoprocessamento1 geoprocessamento INTERESSANTE 21 UMA BREVE HISTÓRIA DO GEOPROCESSAMENTO Um dos exemplos mais representativos que podemos utilizar como um marco na história da análise espacial da qual o geoprocessamento é tributário ocorreu na cidade de Londres no ano de 1854 Naquele ano um surto de cólera vitimou mais de 500 habitantes da cidade gerando um imenso alvoroço por parte das autoridades locais Nesse período não se conhecia a forma de contaminação e muito menos a cura da cólera o que gerava uma série de interpretações desencontradas sobre as atitudes a serem tomadas pelo Estado para contornar a situação O doutor John Snow teve então a ideia de colocar em um mapa da cidade de Londres a localização dos habitantes doentes e dos poços de água O resultado espacializado dos dados mostrou que a maioria dos casos estava concentrada em torno de uma fonte de água no caso um poço da rua Broad Com esses dados em mãos foi possível determinar qual poço estava contaminado e determinar que este fosse lacrado o que contribuiu para a contenção da epidemia A espacialização dos dados em um mapa forneceu a evidência empírica para a hipótese que posteriormente foi confirmada a qual alega que a cólera é transmitida pela ingestão de água contaminada tornandose um exemplo de análise espacial efetivamente empregada sem o uso de computadores 7 Figura 2 Mapa da localização de poços dágua e da incidência da cólera gerado por John Snow Fonte adaptada de UCLA 1854 Já no contexto tecnológico mais atual o marco do desenvolvimento do geoprocessamento com o auxílio de computadores deuse na década de 1950 a partir da colaboração dos Estados Unidos e da Inglaterra no desenvolvimento de métodos automatizados para produção de mapas CAMARA DAVIS 2001 A Segunda Guerra Mundial demandou um forte investimento no mapeamento e atualização dos mapas do território inimigo procedimentos estes que eram considerados caros demorados e urgentes Dessa forma é válido destacar que por serem programas muito rudimentares tal iniciativa não pode ser classificada como sistema de informação porque na área computacional a noção de sistema envolve a relação de elementos para cumprir uma determinada função Nos anos de 1960 surgiram no Canadá os Sistemas de Informações Geográficas SIG como parte de um programa governamental para criar um inventário de recursos naturais Fitz 2010 p 23 define um SIG como Um sistema constituído por um conjunto de programas computa cionais o qual integra dados equipamentos e pessoas com o obje tivo de coletar armazenar recuperar manipular visualizar e analisar dados espacialmente referenciados a um sistema de coordenadas conhecido 8 Logo caro acadêmico um Sistema de Informação Geográfica não pode ser considerado um sinônimo de geoprocessamento mas um instrumento que auxilia o processamento e a manipulação de dados geográficos Embora o desenvolvimento do primeiro SIG tenha ocorrido no Canadá na década de 1960 o alto preço dos computadores a falta e a dificuldade de utilização dos softwares e hardwares a falta de mão de obra especializada a pouca capacidade de armazenamento de dados e a baixa velocidade de processamento fizeram com que o programa canadense de desenvolvimento de um SIG não tivesse continuidade Nos anos de 1970 os primeiros softwares CAD Computer Aided Design ou desenho auxiliado por computador foram desenvolvidos A partir disso a expressão Geographic Informations System Sistema de Informação Geográfica foi criada de forma oficial utilizando esses programas como base para os primeiros sistemas de cartografia automatizada Nessa época foram também desenvolvidos novos fundamentos matemáticos para o desenvolvimento de softwares cartográficos No entanto devido aos altos custos e à necessidade de computadores de grande porte para a época somente grandes organizações tinham acesso a essa tecnologia Dos anos de 1980 até os dias atuais os SIG ganharam maior facilidade de acesso devido aos menores custos avanços da microinformática e do estabelecimento de centros de estudo com formação de profissionais especializados no assunto O professor Jorge Xavier da Silva da Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ foi o responsável pela introdução do geoprocessamento no Brasil nos anos de 1980 Por conseguinte em 1982 a vinda do responsável pela criação do primeiro SIG Roger Tomlinson fez com que o geoprocessamento gerasse grande interesse na comunidade nacional A partir da década de 1990 a popularização da internet dos computadores pessoais e dos dispositivos móveis aliados ao desenvolvimento de interfaces de usuário mais amigáveis tornaram o acesso e o uso das informações geográficas mais democráticos ao grande público A disseminação das informações geográficas a partir de aplicativos como Google Maps Google Earth e Waze são exemplos de como as ferramentas de processamento e apresentação de dados geográficos estão integradas ao nosso cotidiano Anos 1950 Inglaterra e Estados Unidos desenvolvimento de métodos automatizados na produção de mapas Anos 1960 Canadá inventário de recursos naturais e criação dos primeiros Sistemas de Informações Geográficas SIG Anos 1970 criação dos primeiros softwares CAD Computer Aided Design e oficiali zação do termo Geographic Information System GIS Anos 1980 avanço da microinformática 9 Como podemos coletar e transformar os dados em informação geográfica Existe um mito disseminado de que apenas o conhecimento dos comandos mais básicos dos softwares que trabalham com dados geográficos é suficiente para a geração de informação Mais comum ainda é o compartilhamento de produtos cartográficos de qualidade duvidosa na internet frutos do desconhecimento dos princípios e fundamentos científicos que devem subsidiar a análise geográfica É bom frisarmos que embora os computadores tenham trazido novas possibilidades para o uso dos dados geográficos apenas o conhecimento tecnológico é insuficiente para garantir a boa formação do profissional que desenvolve suas atividades na área de geoprocessamento Logo a adoção de tecnologias digitais no uso de dados geográficos em contextos mais específicos como a sala de aula não deve ser desconectada das bases do conhecimento geográfico que nos auxiliam na leitura do espaço O computador hardware é um elemento indispensável ao geoproces samento Nos últimos 20 anos deu um salto de qualidade tecnológica a respeito dos núcleos de processamento possibilitando o trabalho por meio de bancos de dados Essa tecnologia está longe de ter seu limite visualizado Por isso foi apenas a partir de 1950 quando surgiram os primeiros computadores que o geoprocessamento também teve um avanço significativo quanto à velocidade de elaboração dos mapas e à condição de fazêlos e refazêlos Fonte adaptado de httpwwwtecmundocombrinfografico9421 aevolucaodoscomputadoreshtm Acesso em 9 jul 2022 INTERESSANTE 3 SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA SIG Embora existam centenas de SIG disponíveis no mercado com propósitos funções e níveis de complexidade de uso muito diferenciados é possível identificarmos alguns elementos comuns em sua estrutura Fitz 2010 considera que existam quatro componentes básicos em um SIG Hardware compõe toda a estrutura computacional física do SIG Software compõe os programas de computador do SIG Dados compõem os registros das informações analisadas do SIG Pessoas compõem os recursos humanos que vão alimentar analisar e sintetizar as informações espaciais do SIG Anos 1990 democratização do acesso e do uso das informações geográficas ao grande público Anos 2000 barateamento do hardware e do software com utilização em áreas e temas até então desconexos à questão geográfica 10 Todos esses componentes são fundamentais para o funcionamento de um SIG e caso um deles apresente algum problema ou limitação a análise espacial pode perder seu grau de eficácia Por exemplo um SIG com um bom software com um rico banco de dados e especialistas capacitados terá seu funcionamento comprometido se os computadores forem de baixa capacidade da mesma forma não adianta realizar um alto investimento na infraestrutura tecnológica se os profissionais não sabem manipular corretamente o sistema Sobre as transformações desses quatro componentes do SIG é importante ressaltar que há uma tendência de crescimento do acesso a bons hardwares softwares e dados de qualidade devido ao barateamento das tecnologias e à crescente disponibilidade de dados via internet No caso dos recursos humanos hoje há uma variedade de cursos e profissionais capacitados no mercado o que contribuiu para a disseminação das práticas adequadas de geoprocessamento Um dos grandes desafios envolvidos no uso do SIG é pensar quais características são mais ou menos essenciais para representarmos a dinâmica do espaço geográfico É importante frisar que toda representação espacial é parcial e que no caso desses sistemas de informação o alto poder de processamento de dados apenas aumentou o número de características do espaço geográfico que podem ser trabalhadas simultaneamente ainda assim porém não o representa totalmente Para tanto utilizaremos neste livro um arcabouço conceitual para entender o processo de traduzir ou filtrar a totalidade do espaço geográfico para o ambiente computacional por meio de um paradigma denominado os quatro universos GOMES VELHO 1995 Esse processo distingue o universo do mundo real ou do mundo físico que inclui as entidades da realidade a serem modeladas no sistema o universo matemático conceitual que inclui uma definição matemática formal das entidades a serem representadas o universo de representação em que as diversas entidades formais são mapeadas para representações geométricas e alfanuméricas no computador e finalmente o universo de implementação em que as estruturas de dados e algoritmos são escolhidas com base em considerações como desempenho capacidade do equipamento e tamanho da massa de dados Vejamos de maneira concreta como estes quatro universos funcionam Vamos considerar o exemplo exposto pela Figura 3 da paisagem de uma pe quena comunidade que realiza a prática da agricultura de jardinagem No primeiro uni verso do paradigma o universo do mundo real devem ser selecionados os principais elementos da paisagem que serão úteis para a análise espacial No caso podemos sele cionar os seguintes elementos da realidade tipo de vegetação uso do solo edificações e altitude do relevo A determinação das classes está diretamente relacionada ao objeto de estudo em questão 11 Figura 3 Definição das classes na leitura da paisagem Fonte adaptada de httptwixarmeZ1Mm Acesso em 24 ago 2022 Na segunda etapa devese traduzir os elementos selecionados do universo do mundo real para formas do universo matemático Vale destacar que por ser o geoprocessamento uma área multidisciplinar cada profissional deve adaptar os seus conceitos científicos para o vocabulário matemático no qual os computadores funcionam As maneiras de se realizar essa tradução envolvem alguns conhecimentos frequentemente empregados na cartografia temática como o reconhecimento do caráter contínuo ou discreto de um dado bem como sua escala de medida por exemplo A terceira etapa consiste na transformação do universo matemático no universo da representação que é a atribuição das características ao dado no computador A quarta etapa é a passagem para o universo de implementação em que os dados são modelados Embora esse paradigma se apresente distante do nosso uso cotidiano na análise geográfica ele é importante para nos lembrar de que todo dado obtido do espaço passa por um longo processo de transformação até se tornar significativo em nosso dia a dia Logo essa consciência é importante para que a nossa prática de geoprocessamento não se torne restrita aos aspectos mais imediatos dos dados de um SIG 12 31 BANCO DE DADOS O banco de dados ou base de dados corresponde a uma coleção de dados relacionados a algum lugar evento ou fenômeno ELMASRI NAVATHE 2005 Os bancos de dados consistem em uma tecnologia que está provocando um grande impacto no crescimento do uso de computadores pois estão presentes em quase todas as áreas em que os computadores são utilizados O termo banco de dados passou a fazer parte do dialeto computacional de tal forma que é necessário definilo para que seja entendido dentro do contexto do geoprocessamento É no banco de dados que estão presentes todas as características de interesse de um determinado objeto universo de representação No caso dos bancos de dados georreferenciados a característica fundamental é a sua localização isto é as coordenadas geográficas do fenômeno um fenômeno é descrito em um banco de dados a partir de suas características tradicionais valores ou tipologias temáticas bem como espaciais as coordenadas geográficas por exemplo como mostra a Tabela 1 Tabela 1 Exemplo de um banco de dados geográficos Fonte o autor Nome Localização Ano de fundação Qtd Funcionários Venda litrosmês POSTO 1 2555900654554571 1972 20 300000 POSTO 2 2155900654556371 1990 10 350000 POSTO 3 2255900652556371 1960 4 105000 POSTO 4 2355900655556371 1980 9 350000 POSTO 5 2155900659556371 1992 9 300000 POSTO 6 2955900650556371 1970 7 275000 POSTO 7 1155900624556371 1960 14 270000 POSTO 8 1255900644556371 1970 14 450000 POSTO 9 2255900634556371 1975 13 380000 POSTO 10 2155999654556991 1970 12 500000 POSTO 11 2955900659556371 1950 45 1500000 Um banco de dados pode ser criado e trabalhado por programas de aplicação escritos especificamente para uma tarefa ou por um Sistema de Gerência de Banco de Dados SGBD Os SGBD são programas desenvolvidos com a finalidade de definir construir e manipular bancos de dados para as mais diversas aplicações as quais listamos a seguir Definir um banco de dados significa especificar a origem e tipo de dados a serem armazenados junto à descrição detalhada de cada registro 13 Construir o banco de dados é o processo de armazenar os dados em algum meio de armazenamento controlado pelo SGBD O registro físico dos arquivos e pastas é feito em tais meios também chamados de mídias de armazenamento como o disco rígido de um computador um pendrive ou mesmo um servidor na internet Sua função é armazenar os dados do usuário para que ele possa utilizálos quando necessário Existem diversos tipos de mídias e o uso apropriado é definido a partir da necessidade do usuário em relação a quesitos como rapidez segurança durabilidade facilidade de transporte e preço Manipular um banco de dados é acionar certas funções como consultar o banco de dados para recuperar dados específicos atualizar o banco de dados quando houver mudanças nos dados e a partir daí produzir relatórios e mapas As informações mais básicas que podem ser encontradas a partir de um banco de dados geográficos BDG são Localizar um fenômeno onde está Ex determinar as coordenadas geográficas ou UTM Unidade Transversa de Mercator Condicionar o que está Ex qual é a idade média da população de São Paulo Determinar a tendência o que mudou Ex qual será a média de idade da população da cidade de Curitiba Rotear qual o melhor caminho Ex qual o caminho mais curto de um ponto x para um ponto y Reconhecer padrões qual o padrão Ex qual é o padrão de distribuição por faixa etária no Brasil Inferir modelos o que acontece se Ex qual é o impacto da transposição do Rio São Francisco Os benefícios dos bancos de dados podem ser percebidos em potencial para o estabelecimento de padrões na flexibilidade que permite mudanças na redução de tempo ao efetuar as alterações na disponibilidade e facilidade de acesso aos dados atualizados e por fim na economia de tempo e recursos 32 TIPOLOGIAS DOS DADOS GEOGRÁFICOS Além das principais características e potencialidades de um banco de dados é importante discutirmos as diferenças existentes entre os tipos de dados Uma das formas mais frequentes de classificarmos os dados geográficos é a partir de sua estrutura que pode ser vetorial ou matricial Os dados de estrutura vetorial têm a localização e o atributo dos objetos representados por pelo menos um par de coordenadas Podem ser representados em forma de pontos linhas arcos e demais elementos lineares e polígonos áreas 14 Os pontos podem ser utilizados para representar fatos localizados como ocorrência de crimes acidentes doenças etc As linhas podem representar traçados de rios ruas redes de esgoto etc Os polígonos podem representar lotes quadras municípios propriedades rurais e até continentes Figura 4 Tipos de dados Vetoriais Fonte Camara et al 2001 p 54 Os dados de estrutura matricial em contrapartida são representados por meio de uma matriz composta por linhas e colunas formando quadrículas ou células Cada célula tem um valor que corresponde ao atributo analisado e que pode ser localizado pelo cruzamento de linhas e colunas Quanto maior o número de células em uma mesma área maior é a resolução espacial Figura 5 Tipos de dados matriciais Fonte Camara et al 2001 p 59 15 Os dados de estruturas matriciais também podem ser agrupados em classes Figura 6 Matriciais de 8 e 4 classes Fonte o autor A escolha do tipo de dado a ser armazenado vai depender do resultado que se pretende obter pois cada um deles apresenta vantagens e desvantagens A classe matricial é boa para representar fenômenos com variação contínua em um espaço enquanto a classe vetorial traz posições mais precisas pois é inserida por meio de coordenadas Além das tipologias baseadas na estrutura de um dado há outro critério de classificação com cinco grandes categorias 321 Dados Temáticos Os dados temáticos descrevem a distribuição espacial de um elemento geográfico expressa de forma qualitativa tal como mapas pedológicos mapas geológicos mapas de aptidão de uso de solo mapas de uso de solo efetivo etc Esses dados obtidos a partir de levantamento de campo são inseridos no sistema por digitalização ou pela classificação de imagens Segundo Burrough 1986 p 12 os limites desenhados em mapas temáticos como solo vegetação ou geologia raramente são precisos e desenhálos como linhas finas muitas vezes não representa adequadamente seu caráter Assim talvez não devamos nos preocupar tanto com localizações exatas e representações gráficas elegantes Se pudermos aceitar que limites precisos entre padrões de vegetação e solo raramente ocorrem nós estaríamos livres para realizar análises geográficas nos formatos mais convenientes Legenda 8 classes Legenda 4 classes 16 Figura 7 Exemplo de um mapa gerado a partir de dados temáticos distribuição original da vegetação do Brasil Fonte httpmeioambienteculturamixcomblogwpcontentuploads201102Bio3422jpg Acesso em 24 ago 2022 322 Dados Cadastrais Nos dados cadastrais cada um dos elementos é classificado como um obje to geográfico possuidor de atributos o qual pode ser associado a várias representa ções gráficas Um exemplo fácil de explicar são os lotes de uma cidade visto que são elementos contidos em um espaço geográfico e possuem atributos proprietário valor venal localização IPTU área uso permitido etc ou um continente onde são especifi cados os países seu PIB e sua população Os atributos são armazenados no SGBD Figura 8 Exemplo de mapa gerado a partir de dados cadastrais Fonte Camara et al 2001 p 62 Floresta Amazônica Mata Atlântica Zona dos cocais Mata de araucárias Pampas Cerrados Caatinga Pantanal Regiões litorâneas 17 323 Dados em rede Os dados em rede devidamente georreferenciados são armazenados em um modelo vetorial com forma de rede arconó sendo que os arcos armazenam atributos sobre o sentido dos fluxos e os nós sobre a capacidade Esse tipo de dados facilita a informação sobre o caminho ou fluxo dos elementos caracterizados pelos dados Um bom exemplo são as redes elétricas com as linhas transmissoras representadas como arcos enquanto os outros componentes do sistema postes transformadores subestações são representados como nós Figura 9 Dados em rede Fonte Ribeiro 2012 s p 324 Dados MNT Modelo Numérico do Terreno São representações matemáticas computacionais da distribuição de um fenô meno espacial Tais fenômenos ocorrem dentro de uma região em superfície terrestre relevo geologia batimetria meteorologia geofísica geoquímica pedologia etc Os dados MNT são ainda um modelo matemático que reproduz uma superfície a partir de algoritmos de um conjunto de pontos xy e um referencial z que descreve a variação contínua da superfície Entre os usos mais comuns do MNT temos Armazenamento de dados altimétricos e planimétricos para gerar mapas topográficos Elaboração de mapas de declividade para análise prévia de erodibilidade Mapa para análise de possíveis cortes e aterros para nivelamento em projetos de estradas e barragens Apresentação tridimensional em combinação com outras variáveis como direção de fluxo hídrico de superfície 18 Figura 10 Modelo numérico de terreno da região do sítio arqueológico da Pedra de Ingá Fonte httpwwwdeufpbbrlabteveprojetosxptaingahtml Acesso em 25 ago 2022 325 Dados em forma de imagem As imagens para serem entendidas como dados devem ser obtidas por satélites fotografias aéreas terrestres ou scanners Tais imagens são entendidas como formas indiretas de informação espacial as quais serão armazenadas como matrizes Cada elemento da imagem pixel tem um valor proporcional interpretado por programas específicos caracterizando a parte da superfície terrestre específica A partir daí são utilizadas técnicas informacionais de fotointerpretação que irão gerar mapas conforme os dados geográficos contidos na imagem Podemos assim caro acadêmico ter um estudo dinâmico de fenômenos naturais erosões inundações etc e antrópicos desmatamento queimadas urbanização etc e então por meio de monitoramento contínuo entender as alterações desses fenômenos naturais ou antrópicos Vimos como é interessante entender o quanto nossa percepção dos elementos do mundo pode ser ampliada mediante o entendimento dos diversos formatos que essa informação pode ter Agora sejamos criativos e criteriosos para organizar os dados e resultados geoespacializados 19 O livro Geoprocessamento sem Complicação de autoria de Paulo Roberto Fitz atende à crescente popularização do sensoriamento remoto para a aquisição de dados por meio das imagens de satélite em programas televisivos e via Google Earth Mostra desde a conceituação das bases de dados para a construção de Sistemas de Informações Geográficas SIG a estrutura de um SIG seu comportamento e suas principais funções até as técnicas de geoprocessamento sem descuidar da base cartográfica e dos critérios de decisão que alimentam o processamento Portanto acadêmico esta é uma importante dica de leitura DICA 20 Neste tópico você aprendeu O computador hardware é um elemento indispensável ao geoprocessamento Um SIG é um sistema constituído por um conjunto de programas computacionais o qual integra dados equipamentos e pessoas com o objetivo de coletar armazenar recuperar manipular visualizar e analisar dados espacialmente referenciados a um sistema de coordenadas conhecido Existem quatro componentes essenciais do SIG 1 Hardware compõe toda a estrutura computacional física do SIG 2 Software compõe os programas de computador do SIG 3 Dados compõem os registros das informações analisadas do SIG 4 Pessoas compõem os recursos humanos que vão alimentar analisar e sintetizar as informações espaciais do SIG É no banco de dados que estão presentes todas as características de interesse de um determinado objeto universo de representação RESUMO DO TÓPICO 1 21 AUTOATIVIDADE 1 O geoprocessamento lida com fatos que podem ser contextualizados no tempo e no espaço Levando em consideração tais informações quais são as tarefas que podem ser realizadas no geoprocessamento para a produção de informação a Localização condição tendência roteamento padrão e modelos b Localização condição caracterização roteamento padrão e modelo c Localização condição tendência padrão de direção e modelo d Localização periodicidade tendência roteamento padrão e modelos e Localização zonalidade roteamento modelagem direção e fluxo 2 O geoprocessamento trabalha com o mundo real e com abstracoes computacionais permite a criacao de mapas a partir de dados inseridos e manipulados Sendo assim os quatro universos em que estao inseridos os paradigmas do geoprocessamento sao a Universo abstrato universo dinâmico universo físico e universo matemático b Universo de implementação universo de dados universo de objetos e universo matemático c Universo físico universo matemático universo de representação e universo de implementação d Universo paralelo universo presente universo dinâmico universo físico e universo matemático e Universo de implementação universo de representação universo de software e universo de hardware 3 O geoprocessamento é um conjunto de tecnologias multidisciplinares que permite a manipulação de dados de forma muito precisa Assim registre as áreas de conhecimento contempladas dentro do geoprocessamento 4 Manipular um banco de dados e acionar certas funções como consultálo para recuperar dados específicos atualizálo quando houver mudanças nos dados e a partir daí produzir relatórios e mapas Levando essa informação em consideração responda do que é composto um sistema de informações 22 5 O geoprocessamento abrange a utilização de inúmeras tecnologias de coleta tratamento e análise de dados geográficos como o Sensoriamento Remoto a digitalização de dados e os Sistemas de Informações Geográficas SIG Desse modo compreendemos o geoprocessamento como uma ferramenta que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento de informações geográficas que facilita o trabalho nas áreas da cartografia análise de recursos naturais transportes comunicações energia planejamento urbano e regional Dessa forma levando em consideração a importância e a utilização do geoprocessamento analise as afirmativas a seguir I Através do geoprocessamento é possível identificar áreas de agricultura pastagem campo nativo e afloramentos rochosos com base em variáveis explicativas tais como solo vegetação clima e relevo II Por meio do geoprocessamento é possível realizar estudos e análises ambientais tanto no meio urbano quanto rural tais como delimitação de uma rede hidrográfica subsídio para zoneamento das áreas de preservação permanente projetos de rodovias e construção e manutenção de barragens III Com o geoprocessamento é possível identificar monitorar e calcular o crescimento de áreas atingidas por queimadas áreas desmatadas áreas com processo de erosão e áreas de ocupação humana cidades IV O geoprocessamento associado às técnicas de mapeamento utilização de fotografias aéreas imagens de satélite Sistema de Posicionamento Global por Satélite bem como outras formas de aquisição de dados torna possível trabalhar com diversos fenômenos sendo eles naturais sociais e econômicos possibilitando conhecer melhor uma determinada região Assinale a alternativa CORRETA a I e II apenas b II e III apenas c III e IV apenas d I II e IV apenas e I II III e IV 23 SENSORIAMENTO REMOTO UNIDADE 1 TÓPICO 2 1 INTRODUÇÃO Caro acadêmico a partir de agora vamos dar prosseguimento aos nossos estu dos sobre geoprocessamento mas abordando um importante instrumental tecnológico responsável pela obtenção de uma infinidade de dados da superfície terrestre o sen soriamento remoto Podemos compreender o sensoriamento remoto como um conjunto de tecno logias e procedimentos responsáveis pela obtenção de dados de um determinado ob jeto sem contato físico direto isto é a distância Sua história iniciase com o desenvol vimento do primeiro sensor fotográfico que com o passar dos anos foi aprimorado em sua capacidade de discriminar um número cada vez maior de elementos da superfície terrestre Além do avanço tecnológico dos sensores o desenvolvimento de meios de transporte desses sensores em altitudes cada vez maiores possibilitou que os seres humanos captassem áreas cada vez mais extensas da Terra Nesse sentido vamos estudar nesta unidade os principais aspectos da história do sensoriamento remoto ressaltando suas inovações e sua aplicabilidade na sociedade moderna Além disso também vamos abordar um pouco sobre os princípios físicos que regem a interação da energia eletromagnética com a matéria aspecto fundamental para analisarmos como os produtos do sensoriamento remoto são gerados Logo estudaremos o que é o espectro eletromagnético suas faixas conhecidas e seu papel no desenvolvimento e na escolha de sensores remotos Portanto tenha uma ótima leitura 2 CONTEXTUALIZAÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO Na unidade anterior discutimos a importância do conhecimento do espaço para a sobrevivência dos seres humanos e para a organização da sociedade O geoprocessamento entrou nessa demanda histórica a partir de um certo grau de desenvolvimento tecnológico mais notadamente com o surgimento do computador que era muito diferente destes que temos em nossas casas nos dias de hoje Contudo o simples poder de processar os dados geográficos e transformálos em informação relevante para o nosso cotidiano teria pouca utilidade se não dispuséssemos de uma ampla base de dados isto é de um amplo conjunto de atributos dos objetos e fenômenos geográficos que pretendemos analisar 24 Por isso tão importante quanto conhecermos o conceito o histórico e os principais elementos do geoprocessamento é conhecermos sobre o conjunto de práticas realizadas para a obtenção de dados sobre o espaço geográfico É nesse contexto que devemos conhecer um pouco mais sobre as características e a evolução do sensoriamento remoto Se refletirmos um pouco sobre quais seriam as vantagens da obtenção de dados a distância de um determinado alvo veremos que de maneira geral elas estão imediatamente ligadas ao conhecimento mais rápido de áreas de difícil acesso o reconhecimento e análise das características do relevo de uma floresta com uma vegetação muito densa a identificação do uso do solo em lugares inóspitos ou mesmo o controle e conhecimento do deslocamento do inimigo durante uma guerra por exemplo De maneira inicial podemos definir o sensoriamento remoto como o conjunto de equipamentos conhecimentos e ferramentas empregados na obtenção a distância das características de um determinado objeto Basta lembrarmos que o termo remoto sugere uma distância física entre dois elementos o controle remoto que sem nenhum contato direto altera os canais do televisor é um exemplo para ressaltar essa característica importante do sensoriamento Já o sistema sensor pode ser definido como um sistema responsável por converter a energia proveniente de algum objeto transformandoa em uma imagem ou gráfico NOVO 2010 Embora não haja um consenso muitos pesquisadores compreendem que a história do sensoriamento remoto teve início com o desenvolvimento do primeiro sensor fotográfico no ano de 1839 Essa tecnologia alterou fundamentalmente o modo com que os dados eram coletados a partir de então o levantamento topográfico do terreno passou a ser amplamente realizado por meio das fotografias que permitiam um levantamento cada vez mais rápido e econômico do espaço geográfico Conjuntamente à difusão dos sensores fotográficos para levantamento territo rial foi necessário o desenvolvimento de técnicas complementares responsáveis pelo estudo dos aspectos geométricos posicionais e quantitativos das fotografias como a técnica denominada fotogrametria bem como o desenvolvimento de técnicas de interpretação como a técnica denominada fotointerpretação Inicialmente as aplicações da fotogrametria e da fotointerpretação eram restritas a fins militares e de levantamento topográfico Utilizouse inclusive pomboscorreios como suporte para que as máquinas fotográficas registrassem as tropas inimigas Essa estratégia foi possível por meio da construção de uma pequena câmera com disparador automático ela era acoplada ao peito do pombo que era solto e sobrevoava as áreas de interesse 25 Com o passar dos anos os equipamentos fotográficos foram aprimorados e inseridos em balões e aviões A principal evolução porém ocorreu no final da década de 1960 e início de 1970 com os lançamentos de satélites na órbita terrestre para o levantamento dos recursos naturais Mais tarde lançouse satélites de posicionamento como os de GPS De acordo com Novo 2010 o termo sensoriamento remoto surge apenas na década de 1960 e está diretamente relacionado ao estudo das informações que podem ser obtidas pela interação da energia com a matéria sobre a superfície terrestre De maneira mais sistemática podese considerar contemporaneamente o sensoriamento remoto como A utilização conjunta de sensores equipamentos para processamento de dados equipamentos de transmissão de dados colocados a bordo de aeronaves espaçonaves ou outras plataformas com o objetivo de estudar eventos fenômenos e processos que ocorrem na superfície do planeta Terra a partir do registro e da análise das interações entre a radiação eletromagnética e as substâncias que o compõem em suas mais diversas manifestações NOVO 2010 p 28 grifo nosso Partindo desse pressuposto caro acadêmico gostaríamos de ressaltar na definição apresentada por Novo 2010 três pontos que consideramos fundamentais para a delimitação do campo de estudo do sensoriamento remoto O primeiro ponto referese ao foco de estudo dos fenômenos que ocorrem na superfície do planeta Terra Como veremos nos próximos tópicos o princípio físico que permite a realização do sensoriamento remoto é a interação entre a energia e a matéria interação esta que está presente nos astros celestes na superfície terrestre ou mesmo na atmosfera do nosso planeta Acontece que dada a grande diversidade de princípios físicos que regem essas diferentes interações e o alto grau de especialização em cada um dos seus segmentos o estudo pormenorizado de como ocorre essa interação deve necessariamente envolver uma grande quantidade de ciências Neste caso estamos limitando o objeto de estudo do sensoriamento remoto à interação da energia e da matéria na superfície terrestre O segundo ponto que gostaríamos de destacar referese à priorização da radiação eletromagnética como campo de força de interesse haja vista que esta não é a única existente Como lembra Novo 2010 sonares sismógrafos e outros tipos de sensores trabalham com fontes de energia diferenciadas mas que não são o foco do sensoriamento remoto Estudaremos mais sobre as especificidades da radiação eletromagnética REM no tópico seguinte O terceiro ponto referese à necessidade de se conhecer as características fí sicas e químicas dos alvos a serem captados remotamente por uma razão muito sim ples dependendo da resposta que o alvo apresenta quanto ao espectro eletromagnético 26 isso mostrará ao cientista ou pesquisador diferentes características do objeto de estu do Além disso esse ponto demonstra que o sensoriamento remoto só é uma prática possível porque foram realizadas investigações e descobertas no campo da Física da Química da Biologia e da Matemática que puderam explicar como de fato as interações entre a REM e o alvo acontecem Nesse sentido a evolução do sensoriamento remoto está ligada a alguns eventos ressaltados a seguir O desenvolvimento da teoria da luz branca proposta por Newton em 1672 levanta a hipótese de que essa luz é formada pela mistura homogênea de raios de todas as cores A utilização das primeiras ideias de câmeras de foto em que é possível gerar imagens em um tipo de papel quando exposto à luz no começo do século XIX O desenvolvimento de equipamentos voltados à imagem por volta de 1840 com pesquisa em novos elementos fotossensíveis isto é sensíveis à luz O balão e mais tarde a utilização de câmeras fotográficas em voos de balão por volta de 1860 A entrada da fotografia aérea abrindo espaço para o levantamento cartográfico por meio de imagens por volta de 1900 Com a chegada do avião abriuse espaço para tomadas fotográficas a bordo de aviões por volta de 1910 Por volta de 1940 há o desenvolvimento de equipamentos de sensoriamento remoto que trabalham no comprimento de onda do infravermelho em decorrência da II Guerra Mundial Testes dos primeiros sensores multiespectrais em 1944 Lançamentos dos primeiros satélites de imagem da superfície terrestre a partir de 1960 que estão em funcionamento até os dias atuais e os lançamentos dos satélites mais novos e aperfeiçoados Você sabia que os satélites de recursos naturais ou seja aqueles satélites que foram construídos para observar e coletar dados da superfície terrestre como a área ocupada com florestas carregam a bordo dispositivos que coletam esses dados Esses dispositivos são os sensores No caso de culturas agrícolas a radiação refletida que é coletada pelos sistemas sensores traz informações que podem estar relacionadas por exemplo ao tipo de cultura plantada às condições fenológicas ou nutricionais da cultura e consequentemente à produtividade podendo assim estimar a produção da cultura agrícola Continue a leitura desse texto acessando o link httpwwwagrolink combrgeorreferenciamentoSensoriamentoRemotoaspx DICA 27 O sistema sensor pode ser acoplado a satélites em nível orbital ou até suborbital quando inseridos em aeronaves Figura a seguir Atualmente são muito utilizados os drones No solo é realizada a obtenção de dados em campo ou laboratório que utiliza radiômetros ou espectroradiômetros Nas aeronaves ou drones os dados de sensoriamento remoto podem ser obtidos por sensores de varredura óptico eletrônicos radar e fotografias A resolução espacial é influenciada pela altura de voo no momento do aerolevantamento ATENÇÃO Tipos de coletas de dados no sensoriamento remoto Fonte Moreira 2001 p 101 3 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA Podemos definir inicialmente a radiação eletromagnética REM como uma energia que se propaga pelo espaço em uma velocidade de até 300000 quilômetros por segundo isto é na velocidade da luz gerando dois campos de força o elétrico e o magnético Essa energia pode assumir tanto a forma de onda quanto a forma de partícula que não exige a existência de um meio material para se propagar ROSA 1990 Essa dualidade é importante para o sensoriamento remoto pois quando alguém estiver analisando um de seus produtos a correlação da REM e sua natureza dual é considerada para a explicação do que é possível observar pelas imagens MENESES ALMEIDA 2012 28 Uma onda é uma perturbação mensurável provocada pela transmissão de energia em um determinado meio físico Dependendo das características do meio a velocidade de transmissão dessa energia pode variar por exemplo a velocidade de uma onda eletromagnética é diferente quando transmitida pela atmosfera meio gasoso pela água meio líquido ou pela terra meio sólido Um ponto ao qual devemos estar atentos é que há uma relação proporcionalmente inversa entre a quantidade de energia transmitida por uma onda eletromagnética e o seu comprimento Logo quanto maior a sua frequência menor é o comprimento das ondas A Figura 11 representa a distância entre dois locais parecidos definindo o comprimento de onda e o número de ondas que passam por um ponto no espaço em um intervalo de tempo mostrando uma frequência desse tipo de radiação Figura 11 Representação do comprimento de onda Fonte Meneses e Almeida 2012 p 50 A radiação eletromagnética no modelo ondulatório assume uma forma harmô nica e senoidal O físico e matemático James Clerk Maxwell 18311879 com suas for mulações verificou que uma partícula carregada eletricamente cria um campo elétrico em sua volta esse fato gera um campo magnético que vibra ortogonalmente possuindo assim amplitudes iguais cujas variações são ocasionadas pela vibração de partículas Quando há uma aceleração na partícula o abalo entre dois campos se propaga em mo dos repetidos no vácuo em certa direção como ilustra a Figura 12 Essa perturbação é chamada de onda eletromagnética Seu comprimento é influenciado pelo tempo no qual a partícula é acelerada e sua frequência depende da vibração da partícula As on das eletromagnéticas podem ter comprimentos de bilionésimos de metro como no caso dos raios cósmicos ou serem quilométricas como as ondas de rádio MENESES ALMEIDA 2012 Campo Elétrico E Campo Magnético M Comprimento de onda Velocidade da luz Frequência número de ciclos por segundo 29 Figura 12 Propagação da energia Fonte httpwww3inpebrunidadescepatividadescepeducasereapostilahtm Acesso em 13 set 2022 Na Figura 12 é possível enxergarmos uma pessoa movimentando uma corda gerando ondas que transmitem a energia originada pelo movimento do seu braço Essa pessoa representa todas as fontes de emissão de energia eletromagnética e para a nossa compreensão da relação entre quantidade de energia gerada e o tipo de onda emitida basta imaginarmos que quanto maior a força envolvida no braço do sujeito mais curtas e frequentes serão as ondas formadas na corda Qualquer objeto que possua temperatura acima do zero absoluto que é 27315ºC ou zero Kelvin tem uma movimentação em suas partículas de átomos e moléculas ou seja pode emitir ondas de energia como o personagem da Figura 12 Quando ocorre a colisão dessas partículas elas mudam de estado de energia e passam a emitir radiação eletromagnética no caso quanto maior a temperatura maior será a potência irradiante de energia Diante dessa constatação é importante destacar que as imagens do sensoriamento remoto dependem de qualidades e intensidade irradiante das fontes de radiação eletromagnética Em nosso sistema o Sol é a fonte mais potente de radiação eletromagnética graças a sua alta temperatura de aproximadamente 6000ºC Nosso planeta também é uma fonte de radiação eletromagnética menos potente se comparado ao Sol com a temperatura média de aproximadamente 27ºC Dessa forma essas duas fontes naturais de REM são as mais utilizadas no sensoriamento remoto embora os seres humanos também desenvolvam fontes artificiais de irradiação eletromagnética como veremos oportunamente ao longo deste tópico Com os primeiros experimentos de ondas eletromagnéticas notouse que a radiação é emitida em pulsos discretos que transportam uma pequena quantidade de energia os chamados fótons Os fótons quando atingem a superfície da matéria causam uma interação de trocas de energia Para que ocorra a interação energética frequência velocidade comprimento de onda 30 Figura 13 Absorção da radiação eletromagnética pelos materiais desloca o elétron para um orbital de maior energia a ou aumenta a frequência dos movimentos vibracionais da molécula Fonte Meneses e Almeida 2012 p 21 A radiação eletromagnética que não é absorvida é refletida de volta para o ambiente sendo esta a parcela da energia que pode ser captada por um sensor Caso se tenha o conhecimento das propriedades físicoquímicas do alvo podese estimar que tipo de objeto está presente no ambiente a partir dessa parcela de energia absorvida pelo alvo terrestre e não captada pelo sensor Logo alvos com diferentes constituições têm reflectância e absorção distintas fazendo com que diferentes tons da escala de cinza resultem em imagens Devido à dualidade da natureza da REM o modelo ondulatório é relacionado às características texturais dos alvos objetos e o modelo corpuscular às características composicionais Como exemplo temos a comparação entre o calcário e o xisto visto que é preciso haver sensores que trabalhem com comprimentos de ondas diferenciadas e de alta energia que interajam com os minerais contidos nos alvos tal como demonstra a Figura 14 Para a diferenciação das duas rochas em função de suas formas de relevo deve haver imagens com comprimentos de onda grandes em que a textura da superfície das rochas ordenará a intensidade da reflectância é necessário que a radiação eletromagnética incidente tenha uma parte absorvida pelos elétrons ou pelas moléculas do alvo ocorrendo uma mudança nos elétrons a partir do ganho de energia Figura 13 31 Figura 14 Rochas de calcário e xisto absorvem com diferentes intensidades a radiação eletromagnética devido aos valores diferentes no nível de energia que suas moléculas apresentam Fonte Meneses e Almeida 2012 p 31 Mas por que estudarmos um assunto aparentemente tão abstrato e distante das discussões sobre o espaço geográfico como é o caso das características da radiação eletromagnética Pois bem caro acadêmico estudamos essas teorias porque qualquer característica captada do espaço geográfico que será posteriormente analisado só é enxergada quando atinge um sensor isto é um equipamento sensível à energia que interage com a matéria Nesse sentido o olho humano pode ser considerado um sensor que é no entanto estimulado apenas por um número limitado de comprimentos de onda da REM Desse modo conhecer os princípios físicos que regem essa energia é fundamental porque nos permite selecionar outras ondas invisíveis para o olho humano mas detectáveis por sensores artificiais Por exemplo imagine uma região com altíssima umidade e forte presença de nuvens o ano todo como é o caso da Floresta Amazônica Sabemos que a nuvem nada mais é do que um conjunto de partículas de vapor de água em suspensão sendo que cada partícula de vapor de água tem um tamanho de aproximadamente 30μm 1 μm corresponde à milésima parte do milímetro caso a onda da REM tenha um valor inferior ao tamanho da partícula da nuvem então os sensores captarão apenas a energia refletida da nuvem não do alvo de interesse na superfície da Terra MENESES ALMEIDA 2012 Isso significa que para captar as informações de uma área dessa natureza devese optar por sensores que sejam sensíveis a uma frequência do espectro eletromagnético de maior comprimento que o das partículas de vapor de água em suspensão Este tipo de informação é importante para o estudante de Geografia e futuro professor dependendo do comprimento de onda e do tamanho das partículas que estão presentes em um meio a REM pode sofrer interferências no seu deslocamento e consequentemente na captação dos sensores remotos 32 O Sol já foi considerado um deus na religião de muitos povos da antiguidade tamanha sua importância para o desenvolvimento da vida na Terra Sem essa estrela não seria possível a sobrevivência de grande parte das espécies que hoje habitam nosso planeta Ele é responsável pela temperatura pela evaporação pelo aquecimento e por muitos processos biológicos que ocorrem em plantas e animais Por outro lado o excesso de sol pode causar danos aos seres humanos A exposição excessiva aos raios ultravioletas emitidos pelo Sol sem o uso de protetor ou bloqueador solar pode causar câncer de pele Para continuar a leitura deste material acesse em http wwwsuapesquisacomsol INTERESSANTE 4 ENERGIA ELETROMAGNÉTICA E SUAS SUBDIVISÕES A energia eletromagnética pode ser decomposta de forma contínua conforme a frequência ou o comprimento de onda sendo que essas condições caracterizam o espectro eletromagnético Ele apresenta subdivisões de acordo com as características de cada região do espectro cada subdivisão é associada a um tipo de processo físico que dá origem à energia eletromagnética na forma de interações que ocorrem entre a radiação e o objeto em que incide O espectro eletromagnético se inicia com os comprimentos de onda muito curtos associados aos raios cósmicos indo até às ondas de rádio que são de baixa frequência e grandes comprimentos de onda 41 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO O pioneiro na constatação de que a radiação solar apresenta diferentes comprimentos de onda foi Isaac Newton 16421727 a partir do uso de um prisma que dispersava a luz branca do Sol em várias faixas coloridas Figura 15 Posteriormente experimentos realizados mostraram que o espectro solar possui outros tipos de radiação invisíveis ao olho humano como o raio cósmico o raio ultravioleta o infravermelho e as microondas 33 Figura 15 Dispersão da radiação da luz solar Fonte Steffen INPE disponível em httpwwwinpebrunidadescepatividadescepeducasereapostilahtm Figura 16 Representação do espectro eletromagnético Fonte LABCISCO disponível em httplabciscoblogspotcom201303oespectroeletromagneticonanaturezahtml 34 As regiões conhecidas do espectro eletromagnético são Raios gama emitidos por materiais que são radioativos muito penetrantes e com uma alta energia Tem sua principal aplicação na medicina e em processos industriais RaiosX produzidos ao longo do freamento de elétrons de grandes energias eletromagnéticas contendo um médio poder de penetração tornandoo adequado para uso médico e industrial Ultravioletas produzido em grande escala pelo Sol sendo o seu poder de penetração malefício para os seres vivos Felizmente a camada de ozônio atmosférica protege os seres vivos absorvendo os raios ultravioletas praticamente por completo É emitido entre 00003 μm chegando perto de 038 μm Radiação visível é a radiação eletromagnética detectada pelo sistema visual dos seres humanos no qual as sensações de cores são produzidas por diferentes comprimentos de onda Tais cores estão nos respectivos intervalos espectrais Violeta 0380 0455 μm Azul 0455 0482 μm Verde 0498 0530 μm Amarelo 0576 0580 μm Laranja 0587 0597μm Vermelho 0617 0760 μm Infravermelho costuma ser dividido em três subregiões Infravermelho próximo no intervalo espectral de 076 12 μm Infravermelho médio no intervalo espectral de 12 50 μm Infravermelho termal no intervalo espectral de 50 10 mm O infravermelho próximo se encontra tanto na radiação solar quanto em fontes artificiais de iluminação como as lâmpadas incandescentes Ele é um intervalo espectral muito útil que ajuda a diagnosticar os diferentes tipos de rocha As energias eletromagnéticas que são correspondentes ao infravermelho médio e termal são resultantes da emissão eletromagnética dos objetos terrestres uma região pouco utilizada em sensoriamento remoto com exceção de sensores atmosféricos e meteorológicos Microondas se estendem pela região do espectro de 1mm até cerca de 1m o que equivale ao intervalo de frequência de 300 GHz até 300 MHz Pelo seu tamanho de comprimento de onda tem habilidade para trabalhar em condições atmosféricas desfavoráveis no caso de cobertura de nuvem até mesmo de chuvas podendo ser operado tanto no dia como na noite É importantíssimo para a geologia estrutural e o mapeamento geológico pois a interação com as rochas é controlada pela textura de relevo 35 Ondas de rádio conjunto das energias eletromagnéticas menores que 300 MHz com o comprimento de onda maior que 1 m tendo o seu principal uso em radiodifusão e telecomunicações Há ainda regiões do espectro eletromagnético que contêm denominações que apontam alguma propriedade especial sendo elas Espectro óptico referente à região do espectro eletromagnético que contém as energias capazes de serem coletadas pelos sistemas ópticos como o ultravioleta infravermelho e o visível Espectro solar a região espectral na qual estão os tipos de energias emitidas pelo sol Aproximadamente 99 da energia do sol que atinge a Terra está na faixa de 028 4 μm Espectro visível são as energias eletromagnéticas denominadas de luz enxergadas pelo sistema visual humano Espectro termal são as energias eletromagnéticas emitidas por objetos da Terra Encontramse nos intervalos do infravermelho médio e termal 42 INTERFERÊNCIAS ATMOSFÉRICAS Ao atravessar a atmosfera terrestre a energia eletromagnética pode ser refletida espalhada ou absorvida Se não existisse a atmosfera o céu seria preto com uma bola brilhante o Sol e então receberíamos radiação direta Em média 47 da radiação que incide na superfície da Terra é absorvida pelos objetos da superfície terrestre 37 é refletida pela Terra e 17 é absorvida pela atmosfera terrestre A parte da radiação eletromagnética que interage com a atmosfera terrestre sofre duas consequências absorção e espalhamento da radiação comportamento crucial para o sensoriamento remoto de alta altitude ou até mesmo orbital Os gases que estão na atmosfera terrestre possuem a capacidade de absorver interferir nos comprimentos de ondas da energia solar no sistema Terraatmosfera e na energia que é emitida pela superfície da Terra Há regiões do espectro eletromagnético em que a atmosfera terrestre absorve muito a energia no topo atmosférico deixando passar uma quantidade quase nula de energia na superfície da Terra Essa interação entre energia e atmosfera pode ser interpretada como um filtro já que a atmosfera vai filtrando a energia eletromagnética como se fosse uma cortina conforme o tecido ela reduz ou até mesmo impede a passagem de determinados comprimentos de onda Nesse exemplo os diferentes tecidos da cortina podem ser comparados com os mais variados gases que estão na atmosfera terrestre pois reduzem a incidência das ondas eletromagnéticas de comprimento mais curtos prejudiciais para o desenvolvimento da vida Figura 8 36 Figura 17 Distribuição espectral da energia solar na atmosfera superfície da Terra Fonte Echer 2006 A Figura 8 representa a distribuição de energia do topo atmosférico até a superfície da Terra ao nível do mar As áreas que estão indicadas pelos elementos químicos representam a absorção ocasionada pelos gases que estão na atmosfera limpa sendo os principais o vapor de água H2O oxigênio O2 ozônio O3 e os gases carbônicos CO2 Aproximadamente 70 da energia do Sol está centralizada na faixa espectral concentrada entre 03 e 07 μm e a atmosfera terrestre absorve pouca energia nessa região Com isso parte da energia do Sol atinge a superfície terrestre mas há regiões do espectro eletromagnético em que a atmosfera absorve por completo a energia eletromagnética O ultravioleta e o visível têm como principal absorvedor a camada de ozônio O3 que protege a Terra de raios ultravioletas que são prejudiciais à vida animal e vegetal Na região do infravermelho porém temos os vapores de água H2O e os dióxidos de carbono CO2 como principais absorvedores Há regiões do espectro eletromagnético em que a atmosfera quase não filtra a energia eletromagnética Essas regiões onde são colocados os sensores de energia eletromagnética e é realizado o sensoriamento remoto dos alvos terrestres são conhecidas como janelas atmosféricas A Figura 9 apresenta as janelas atmosféricas e as regiões que são afetadas pelos gases atmosféricos 37 Figura 18 Janelas atmosféricas Fonte adaptado de Teleco 2015 A atmosfera absorve muito pouco a energia eletromagnética emitida pelos alvos terrestres com isenção da banda de absorção do ozônio O3 concentrada em 96 μm Nessa janela do sistema Terraatmosfera há perda de energia para o espaço mantendose o equilíbrio térmico da Terra Esse argumento é válido para a atmosfera limpa porque nuvens e poluentes tendem a absorver a energia eletromagnética Nuvens tendem a absorver toda a energia do infravermelho emitindo radiação eletromagnética equivalente à sua temperatura Com mais de 14 μm a atmosfera é quase opaca à energia eletromagnética e absorve completamente a REM com comprimentos de onda de valores superiores ao dela As interações da energia eletromagnética com os gases atmosféricos influenciam a energia solar e terrestre disponíveis ao sensoriamento remoto uma vez que a energia ao atingir a atmosfera é espalhada ou seja corresponde à mudança da direção de propagação da radiação solar Entretanto parte dessa energia retorna ao espaço ao ocasionar uma contaminação da energia refletida ou emitida pela superfície terrestre detectada pelos sensores orbitais A Figura 10 exibe o sensor que não receberá energia somente do alvo terrestre mas também da radiação que a atmosfera espalhou antes de atingir a superfície terrestre Tal efeito é conhecido como efeito aditivo da atmosfera 38 Figura 19 Espalhamento atmosférico adiciona radiação na quantidade de energia refletida do alvo que chega ao sensor Fonte Meneses e Almeida 2012 O espalhamento pode ser dividido em três categorias dependendo da relação do comprimento de onda da radiação e do tamanho das partículas da atmosfera As categorias são espalhamento Rayleigh espalhamento Mie e o espalhamento não seletivo Rayleigh é o mais comum entre os três Ocorre quando o diâmetro das partículas é menor que o comprimento da onda relacionado com as moléculas de gases que estão na atmosfera também denominado espalhamento molecular Mie ocorre quando a onda eletromagnética é de tamanho semelhante ao das partículas atmosféricas Não seletivo ocorre em atmosferas densas com nuvens e neblinas Resulta em severas reduções da radiação refletida pelo alvo do sensor Ocorre quando os tamanhos das partículas são maiores que os comprimentos de onda da faixa do espectro eletromagnético que vai do visível ao termal 39 Figura 20 Representação dos três tipos de espalhamento Fonte Jensen 2009 43 COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE OBJETOS NATURAIS A energia eletromagnética ao atingir um alvo sofre interações com o material que o constitui sendo parcialmente ou totalmente absorvida refletida ou transmitida Essa competência de um alvo para refletir absorver e transmitir a radiação é intitulada de reflectância absortância e transmitância respectivamente com os valores variando entre 0 e 1 O procedimento espectral de um objeto é definido como um conjunto de valores sucessivos da reflectância de um objeto ao comprimento do espectro eletromagnético conhecido também como assinatura espectral do objeto A figura seguinte demonstra a assinatura espectral de um alvo neste caso uma folha verde 40 Figura 21 Assinatura espectral de uma folha verde Fonte INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2021 Analisando a assinatura espectral da folha verde notase a variação das bandas do visível R G B Red vermelho Green verde e Blue azul A baixa reflectância ocasiona maior absortância Como vemos na banda B referente ao azul esta é a que representa menor reflectância consequentemente é a banda na qual ocorre a maior absortância devido aos pigmentos da folha clorofila e xantofila A banda do infravermelho IR é a de maior reflectância resultado da interação que a radiação e a estrutura celular superficial têm com a folha O caminho que uma abelha faz para coletar o pólen não é fácil Além da tarefa propriamente dita ela precisa escapar de suas maiores predadoras as aranhas que têm um engenhoso método para caçar É o seguinte as flores têm uma faixa de reflexão de raios ultravioleta provenientes do sol em uma trilha que leva até o pólen A abelha sabe disso e possui um sensor de UV que a auxilia na coleta As aranhas por uma façanha da natureza conhecem esse mecanismo porque colocam as mesmas faixas refletoras de UV nas teias esperando enganar suas presas Continue a leitura deste material na íntegra acessando o link http hypesciencecommundoanimalavisaodiferenciadadasabelhas DICA 41 Os objetos têm uma interação energiamatéria particular pois possuem diferen tes propriedades físicoquímicas e biológicas Essas interações permitem aos sensores remotos distinguir e reconhecer os mais variados objetos terrestres pois eles são reco nhecidos pela variação da quantidade de energia refletida em cada comprimento de onda eletromagnética A Figura 13 apresenta os espectros de reflectância de objetos muito frequentes nas imagens de sensoriamento remoto como o solo a água e a vegetação Figura 22 Resposta espectral da água solo e vegetação Fonte Moraes 2002 É de extrema importância o conhecimento espectral dos objetos terrestres Quando for trabalhar com determinado objeto é preciso escolher de maneira correta o espectro para determinado tipo de aplicação que queira realizar As características básicas do comportamento espectral desses alvos são Vegetação sadia contém uma alta absorção de energia eletromagnética no espectro do visível que é capturada pela clorofila para exercer a fotossíntese Dentro do espectro do visível a coloração é caracterizada pelo espectro que contém a menor absorção A reflectância alta no infravermelho ocorre devido à estrutura celular da folha Solo é denominado pelas bandas de absorção de seus constituintes Os arranjos e combinações dos materiais constituintes do solo determinam o seu comportamento espectral Seus principais fatores são a constituição mineral umidade granulometria e a matéria orgânica 42 Água é apresentada em três estados físicos Cada um destes apresenta um comportamento espectral diferente Seu comportamento em estado líquido representa uma baixa reflectância menor que 10 na faixa de 038 e 07 μm e uma absorção máxima acima de 07 μm A água tem seu comportamento espectral definido principalmente por processos de absorção e também de espalhamentos produzidos por materiais sedimentos em suspensão pois com a presença de matéria orgânica na água há uma reflectância espectral para o verde e o amarelo Quando a matéria inorgânica está em suspensão há um deslocamento em sentido ao vermelho As nuvens contêm uma reflectância elevada próxima a 70 em todos os espectros ópticos em destaque com as bandas de absorção de 1 13 e 2 μm Com o objetivo de melhor interpretação das imagens de satélite muitos pesquisadores se dedicam a análises de obtenção de medidas da reflectância dos alvos terrestres em experimentos seja em estudos de campo ou laboratório possibilitando uma compressão melhor entre o comportamento espectral dos objetos e suas particularidades 43 Neste tópico você aprendeu Sensoriar deve ser entendido como a capacidade de observar e no caso do sensoriamento remoto observar a distância e coletar dados para que estes gerem informações uteis e viáveis para o desenvolvimento do planeta De acordo com o INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais existem quatro formas diferentes de caracterizar uma resolução resolução espacial resolução espectral resolução radiometria e resolução temporal Os sensores podem ser classificados como imageadores e naoimageadores Os sensores imageadores geram uma imagem da área de interesse como e o caso por exemplo das câmeras fotográficas e scanners Os nãoimageadores também intitulados radiômetros ou espectroradiometros geram resultados em forma de gráficos ou números Os principais elementos que constituem um sensor são Coletor componente óptico preparado para unir o fluxo de energia oriundo da amostra do detector Filtro responsável por selecionar a faixa espectral da energia a ser medida Detector possui pequenas dimensões sendo constituído por um material com propriedades elétricas que variam ao absorver um fluxo de energia que produz um sinal elétrico Processador responsável pela ampliação do sinal fraco que e gerado pelo detector e pela digitalização do sinal elétrico produzido pelo detector Unidade de saída componente capaz de guardar sinais elétricos adquiridos pelo detector para posterior extração de informações RESUMO DO TÓPICO 2 44 AUTOATIVIDADE 1 Para registrarmos uma informação visual seja por meio dos nossos sentidos ou mesmo de forma artificial temos que captar informações em um formato específico Tendo essa informação inicial caracterize o que é o espectro eletromagnético 2 O ser humano tem uma faixa específica de radiação que e capaz de perceber com os olhos Levando tais dados em consideração as cores visíveis ao ser humano são a Violeta azul verde amarelo marrom e vermelho b Magenta azul verde amarelo laranja e vermelho c Preto azul verde amarelo laranja e vermelho d Violeta azul verde amarelo laranja e vermelho e Violeta azul verde amarelo violeta e vermelho 3 Existem alguns tipos de energias que só podem ser registradas e medidas de forma artificial Entre elas temos as de espectro termal que podem ser definidas como a As energias eletromagnéticas emitidas por objetos da Terra devido ao campo de rotação b As energias eletromagnéticas emitidas por objetos da Terra devido ao calor produzido pelo núcleo c As energias elétricas emitidas por objetos da Terra encontramse nos intervalos do infravermelho médio e termal d As energias eletromagnéticas emitidas pela troposfera encontramse nos intervalos do infravermelho médio e termal e As energias eletromagnéticas emitidas por objetos da Terra encontramse nos intervalos do infravermelho médio e termal 4 O sensoriamento remoto necessita de equipamentos que façam a captação dos dados de forma remota Defina o que é um sensor remoto 5 A energia eletromagnética não é homogênea quando entra em contato com alguns objetos Nesse sentido ela passa por um processo de interação e pode ser absorvida refletida ou transmitida sendo que o resultado pode ser total ou parcial Portanto a vegetação é um elemento importante para compreender o comportamento espectral Diante disso assinale a alternativa correta que corresponde o procedimento espectral da vegetação 45 a A vegetação tem baixa absorção de energia eletromagnética isso porque a clorofila e o maior empecilho para esse processo além da evapotranspiração modificar a refletância b A energia eletromagnética não consegue absorver nada da vegetação pois o verde e uma cor que não compõe o espectro eletromagnético principalmente tons de verde mais claros c A vegetação absorve altos índices de energia eletromagnética no entanto isso só e possível quando há presença de outras cores no espectro eletromagnético como vermelho e rosa d A vegetação tem uma considerável absorção de energia eletromagnética no espectro visível isso acontece devido a clorofila que a captura para realizar o processo de fotossíntese e A energia eletromagnética não absorve o verde da vegetação visto que após capturar a imagem o tratamento dela e demorado e por isso não faz sentido utilizála 47 TÓPICO 3 SISTEMA SENSOR UNIDADE 1 1 INTRODUÇÃO Caro acadêmico neste último tópico da Unidade I vamos estudar quais são as formas de classificarmos os sensores salientando sua fonte de energia os tipos de produtos que são aptos a produzir bem como as principais características de suas resoluções É importante que reconheçamos quais são os princípios de funcionamento que levam um sensor remoto a produzir produtos tão diferenciados bem como ajudálo a reconhecer os produtos mais adequados na análise do espaço geográfico Portanto estejamos a postos e atentos na leitura Bons estudos 2 SISTEMA SENSOR E AQUISIÇÃO DE DADOS Até o presente momento tratamos os sensores de maneira relativamente genérica definindoos como sistemas capazes de converter um tipo de energia no caso do sensoriamento remoto destacase a energia eletromagnética em produtos como imagens ou gráficos Neste momento caro acadêmico fazse necessário aprofundar um pouco mais essa definição considerando os tipos de sensores seus principais componentes e suas principais características diferenciadoras Uma das principais formas de classificar os sensores é por sua fonte de energia considerandoos passivos ou ativos como ilustra a figura seguinte Figura 23 Sistemas passivo e ativo Fonte Antunes 2019 p 25 48 Os sensores passivos não têm fonte de energia eletromagnética própria de pendendo da luz solar como os satélites Landsat CBERS IKonos entre outros Já os sensores ativos possuem fonte própria de energia eletromagnética emitindo energia eletromagnética para os alvos que estão na Terra e detectando parte dessa energia que é refletida na direção dos sensores Como exemplos temos os radares e as câmeras fotográficas com flash Os sensores podem ainda ser classificados como imageadores e não imageadores Os sensores imageadores geram uma imagem da área de interesse como é o caso por exemplo das câmeras fotográficas e scanners Os nãoimageadores também intitulados radiômetros ou espectroradiômetros geram resultados em forma de gráficos ou números A Figura 24 apresenta os produtos dos dois tipos de sensores Figura 24 Sensores imageador e não imageador Fonte o autor 2015 Além dessas classes é possível classificarmos os sensores a partir do processo utilizado na formação da imagem Os sensores que imageiam a partir de um sistema de quadro captam uma cena de forma imediata em sua totalidade como acontece ao dispararmos uma máquina fotográfica Já os sensores que operam por um sistema de varredura imageiam a partir de uma sequência de informações captadas linearmente de forma parecida com um scanner ou uma mesa digitalizadora de documentos NOVO 2010 Partindo desse pressuposto a Figura 25 sintetiza uma forma de classificarmos os diferentes sensores existentes 49 Figura 25 Classificação dos sensores Fonte Antunes 2018 p 26 Os principais elementos que constituem um sensor são Coletor componente óptico preparado para unir o fluxo de energia oriundo da amostra do detector Filtro responsável por selecionar a faixa espectral da energia a ser medida Detector possui pequenas dimensões sendo constituído por um material com propriedades elétricas que variam ao absorver um fluxo de energia que produz um sinal elétrico Processador responsável pela ampliação do sinal fraco que é gerado pelo detector e pela digitalização do sinal elétrico produzido pelo detector Unidade de saída componente capaz de guardar sinais elétricos adquiridos pelo detector para posterior extração de informações Além das diferentes classes existentes outra informação determinante na escolha de um sensor é a característica da sua resolução Podemos definir a resolução como a capacidade de discriminação dos objetos isto é a capacidade de um sensor em captar um fenômeno espacial com uma qualidade adequada De acordo com o INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais existem quatro formas diferentes de caracterizar uma resolução resolução espacial resolução espectral resolução radiométrica e resolução temporal IMPORTANTE 50 3 TIPOS DE RESOLUÇÕES A seguir caracterizaremos as resoluções espacial espectral radiométrica e temporal compreendendo suas nuances distinções particularidades e finalidades a Resolução espacial A resolução espacial é a capacidade que um sensor tem em distinguir os objetos pelo seu tamanho Depende principalmente do detector de sua altura e de seu posicionamento em relação ao alvo Quanto maior é a resolução espacial menores são os objetos que o sensor é capaz de captar Como exemplo temos um sensor TM do Landsat 7 que tem uma resolução espacial de 30mx30m isto é capaz de identificar objetos com o tamanho mínimo de 900m² sendo os menores generalizados como um borrão Um objeto só pode ser detectado quando é no mínimo igual ou maior que o tamanho do elemento da resolução do terreno Por exemplo uma casa tem o tamanho de 10mx10m então a resolução espacial da imagem deve ser de 10 metros no mínimo para que a casa possa ser identificada na imagem Definir qual será a resolução espacial de um sensor envolve na maioria das ve zes uma pesquisa da relação do grau de autocorrelação da sistematização espacial dos objetos que estão na Terra Em lugares naturais os alvos têm muita correlação espacial contendo baixa variabilidade ao longo de uma área Isso implica que para a identifica ção não são necessárias imagens com resoluções espaciais altas Já para áreas com grande variedade de informações como as áreas urbanas por exemplo exigese que as imagens tenham uma alta resolução espacial em que as casas ruas e os elementos que as constituem possam ser analisados A figura seguinte mostra imagens de três sensores com diferentes resoluções espaciais e com suas escalas visuais Figura 26 Diferentes resoluções espaciais Fonte adaptada de Meneses 2012 51 A Figura 26 é uma porção do lago Paranoá em Brasília A primeira imagem exibe o satélite Landsat com uma resolução espacial de 30 metros a segunda demonstra o Spot com 10 metros e a terceira o Ikonos com 1 metro de resolução espacial b Resolução espectral No sensoriamento remoto a aquisição simultânea de imagens em várias bandas espectrais é uma propriedade com muita importância para os sensores imageadores O termo resolução espectral tem três parâmetros de medida envolvidos quais sejam A quantidade de bandas que o sensor possui A largura em comprimento de onda das bandas As posições em que as bandas estão localizadas no espectro eletromagnético Um sensor possui melhor resolução espectral quando contém maior número de bandas localizadas em diferentes lugares do espectro eletromagnético Isso ocorre pela diferenciação de reflectância entre os objetos da superfície terrestre os quais per mitem a diferenciação de um alvo do outro em respectivos comprimentos de onda A Figura 27 apresenta a diferenciação de reflectância dos objetos terrestres respectivos a determinado comprimento de onda Observase que a água na banda 2 tem maior re flectância quando comparada à banda 5 que se caracteriza por ter maior absorção Se o objetivo é trabalhar com sensoriamento remoto o estudo de batimetria que é a análise da profundidade do rio é mais viável utilizar a resolução espectral da banda 2 azul Figura 27 Imagem Satélite Landsat 8 bandas 2 e 5 Fonte o autor 2022 A Tabela 3 a seguir apresenta a resolução espectral do Satélite Landsat 8 que opera com dois instrumentos imageadores OLI e TIRS a fim de um melhor entendimento de como funciona a resolução espectral 52 Tabela 3 Características da resolução espectral do satélite Landsat 8 Fonte USGS 2013 Landsat 8 Bandas Comprimento de onda micrômetro Resolução metros Banda 1 Coastal aerossol 043 045 30 Banda 2 Blue 045 051 30 Banda 3 Green 053 059 30 Banda 4 Red 064 067 30 Banda 5 Near Infrared NIR 085088 30 Banda 6 SWIR 1 157165 30 Banda 7 SWIR 2 211229 30 Banda 8 Panchromatic 050068 15 Banda 9 Cirrus 136138 30 Banda 10 Thermal Infrared TIRS 1 10601119 100 Banda 11 Thermal Infrared TIRS 2 11501251 100 Para compreender melhor as especificações técnicas de cada banda do Landsat 8 temos A plataforma Landsat 8 opera com dois instrumentos imageadores Operacional Terra Imager OLI e Thermal Infrared Sensor TIRS Produtos OLI consistem em nove bandas multiespectrais com resolução espacial de 30 metros bandas de 1 a 7 e 9 A banda 8 do instrumento OLI é a pancromática Possui resolução espacial de 15 metros banda 8 A nova banda 1 ultra azul é útil para estudos costeiros e aerossol A nova banda 9 cirrus é útil para a detecção de nuvens As faixas térmicas de 10 e 11 pertencem ao instrumento imageador TIRS As faixas térmicas do instrumento TIRS são úteis no fornecimento de temperaturas de superfície mais precisas e os dados são coletados em pixel de 100 metros O tamanho aproximado da cena Landsat 8 é de 170 km ao nortesul por 183 km a lesteoeste c Resolução radiométrica A resolução radiométrica é a medição feita pelos detectores de radiância que consideram a área de um pixel unitário Quanto maior é a capacidade de um sensor em distinguir e medir as diferenças entre os níveis de intensidade da radiância maior 53 será a resolução Os dados coletados pelo sensor são convertidos automaticamente por processos computacionais em um número digital esses números representarão os intervalos dos diversos valores de radiância Os bits representação numérica digital são utilizados para quantizar a radiância Quanto maior é o número de bits melhor a qualidade da imagem As variações radiométricas variam entre 2 4 6 e 8 bits definindo a quantidade de tons de cinza que uma imagem possui Oito bits contêm 256 0255 tons de cinza variando do branco ao preto sendo que quanto mais próximo do branco maior é a reflectância do objeto quanto mais próximo ao preto maior a absorção Figura 28 Imagens com diferentes resoluções radiométricas Fonte Meneses e Almeida 2012 54 Os sensores que trabalham com resoluções espaciais de 10 a 30 metros utilizam resolução radiométrica de 8 bits sendo que atualmente já estão sendo empregados sensores com resolução espacial de 1m caracterizados por possuir resolução radiométrica de 10 a 11 bits d Resolução temporal A resolução temporal é a frequência com que o sensor revisita uma área e obtém as imagens ao longo de sua vida útil Isso ocorre porque os satélites de sensoriamento remoto realizam uma órbita heliossíncrona um caso restrito de uma órbita semipolar Esse plano de órbita é sempre ortogonal e fixo ao sentido da Terra Dessa maneira o satélite passa sobre o mesmo ponto da superfície terrestre na mesma hora A resolução temporal tem extrema importância pois é fundamental para detectar as mudanças e evoluções que ocorrem na Terra como alvos dinâmicos no caso de desmatamentos desastres ambientais entre outros 55 LEITURA COMPLEMENTAR CARACTERIZAÇÃO DE LAVOURAS CAFEEIRAS UTILIZANDO TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO E SENSORIAMENTO REMOTO NO MUNICÍPIO DE UMUARAMA PR Kleber Trabaquini Édison Miglioranza Valmir de França Osvaldo Coelho Pereira Neto INTRODUÇÃO A cultura do café já teve uma significativa contribuição no quadro produtivo agrícola no município de Umuarama Porém a fragilidade dessa espécie diante das frequentes geadas do mercado enfraquecido e de problemas com algumas patologias enfraqueceu a proposta de pequenas propriedades transferindo para a pecuária a atividade de maior expressão na região atualmente com 60 da área total do município NEPOMUCENO SILVA 2009 Mesmo assim alguns produtores ainda persistem na cultura cafeeira que movimentou a economia nacional principalmente no final da década de 1960 e de 1970 auxiliando no desenvolvimento e na economia dessa região Atualmente esse município apresenta 635 ha dessa cultura segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE 2007 Outro órgão do governo relata uma área de 600 ha da mesma cultura Secretaria de Estado da Agricultura e Abastecimento SEAB 2007 ou seja ocorrem divergências entre os dados mesmo quando a metodologia empregada é a mesma Além do conhecimento da área ocupada por uma cultura agrícola de forma exata é necessário também o conhecimento prévio do meio ambiente onde determinada cultura está inserida Para isso os Sistemas de Informação Geográfica SIGs e a aplicação do sensoriamento remoto podem auxiliar nesse reconhecimento contribuindo no estudo da espacialização e atualização dos dados coletados e consequente gerenciamento racional das atividades agrícolas RESENDE et al 1995 CAMPOS et al 2004 XAVIER et al 2004 IppolitiRamilo et al 1999 ressalta que os levantamentos de dados agro pecuários a partir da aplicação do sensoriamento remoto aliado às técnicas de ge oprocessamento em comparação a outras formas de levantamento têm como vantagens a rapidez e a precisão além do baixo custo quando utilizado em larga esca la Para Epiphanio et al 2002 pesquisas relacionadas à identificação de culturas agríco 56 las utilizam em sua grande maioria imagens de sensores ópticos de média resolução sendo principalmente provenientes dos satélites da série Landsat cuja boa resolução espectral auxilia na distinção entre os diversos tipos de vegetação porém sempre tendo como auxílio informações obtidas a campo para melhor precisão Estudos envolvendo culturas agrícolas por sensoriamento remoto e geo processamento assim como a separação de culturas utilizando imagens de satélite vêm sendo realizados por diversos pesquisadores dentre eles Epiphanio et al 1996 2002 Moreira et al 2004 Sanches et al 2005 e Borges et al 2010 mostrando assim a aplicação dos dados de sensoriamento remoto e Sistemas de Informações Ge ográficas na agricultura Informações sobre a distribuição de culturas agrícolas e as características dos ambientes onde essas lavouras estão localizadas são de extrema importância possibilitando estruturar e viabilizar planejamentos agrícolas adequados para a região produtora É possível assim com o advento das geotecnologias realizar com precisão e eficácia estudos que venham a fornecer dados suficientes para o entendimento das relações ambientais em que a cultura cafeeira está inserida vindo a servir também como subsídio para futuras pesquisas dessa cultura Desse modo conduziuse este trabalho com o objetivo de relacionar as variáveis físicas como altimetria declividade e tipo de solo com o agrossistema cafeeiro existente no município de UmuaramaPR utilizando técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto MATERIAL E MÉTODOS A área de estudo abrange o município de Umuarama que possui uma área territorial de 1225 km2 e está localizado na região noroeste do estado do Paraná no Terceiro Planalto paranaense na formação geológica Caiuá e no divisor de águas das bacias dos rios Piquirí Ivaí e subbacia do Rio Paraná entre as latitudes 23º 26 11 S e 23º 58 22 S e longitudes 53º 10 22 W e 53º 40 36 W Figura 1 Em virtude da formação geológica os solos dessa região são constituídos predominantemente por arenitos de frações médias a finas com coloração variando de vermelhoarroxeado a vermelhoescuro MAURINA BUBLITZ 2001 O clima da região conforme método de Köeppen é classificado como Cfa clima subtropical úmido mesotérmico As temperaturas médias nos meses mais frios são inferiores a 18º C e nos meses quentes são superiores a 22º C com geadas pouco frequentes no inverno A precipitação pluviométrica está entre 1200 a 1600 mm com tendência de concentração das chuvas nos meses de verão INSTITUTO AGRONÔMICO DO PARANÁ IAPAR 2000 Realizouse a caracterização do agroecossistema cafeeiro pela aplicação do sensoriamento remoto e geoprocessamento utilizando como apoio tecnológico o SIG especificamente o software SPRING 433 Foi utilizada a imagem do satélite LANDSAT 57 5TM Thematic Mapper cuja área de estudo foi abrangida pelo mosaico de duas cenas completas com 185 km de visada com as seguintes características órbitaponto 22376 e 22377 com data da passagem em 272007 O registro da imagem foi realizado por meio da coleta de dezoito pontos de controle coletados a campo com GPS Global Positioning System de navegação o qual apresentou um erro final dos pontos de controle de 048 pixel As bandas TM 3 TM 4 e TM 5 correspondentes aos comprimentos de onda 063 069 μm vermelho 076 090 μm infravermelho próximo e 155 175 μm infravermelho médio passaram por uma restauração a fim de corrigir distorções causadas pelos sensores resultando em três novas bandas com 15 m de resolução espacial Posteriormente foi aplicado um contraste linear em cada banda auxiliando também numa melhora visual da imagem Assim a identificação das lavouras de café foi realizada pela classificação visual a qual necessitou de trabalhos de campo para validação do mapeamento No total foram localizadas 94 áreas ocupadas pela cultura do café em todo município nos trabalhos de campo e a partir das coordenadas coletadas com o GPS estas foram delimitadas por meio da edição vetorial disponível no software utilizando a composição colorida RGB na sequência TM4 TM 5 TM3 Para o estudo da declividade e da altimetria do município foram utilizadas curvas de nível equidistantes de 20 metros originadas de imagens interferométricas orbitais adquiridas pela missão SRTM Shuttle Radar Topography Mission da NASA cuja carta topográfica de referência é S24W54 O arquivo com as curvas de nível foi obtido por meio do software Global Mapper o qual foi exportado para o SPRING como sendo um Modelo Numérico do Terreno MNT O mapa de classes de declividade foi então gerado a partir de uma grade triangular TINs e foram determinadas segundo modelo proposto por Lemos Santos 1984 as seguintes faixas de declividade plano 0 3 suave ondulado 3 8 ondulado 8 20 forte ondulado 20 45 Para o estudo da hipsometria foi gerada no SPRING uma grade retangular obtida a partir da grade triangular TINs e com o recurso do Fatiamento foram criadas cinco classes de altitude determinadas pela prévia avaliação das cotas mínima e máxima da área de estudo 260 a 300 m 300 a 340 m 340 a 380 m 380 a 420 m e 420 a 480 m de altitude A partir do mapa escaneado e georreferenciado de Levantamento de Reconhecimento dos Solos do Estado do Paraná 1971 cuja escala aproximada é de 1300000 foi digitalizado o mapa de solos do município de Umuarama resultando em quatro classes de solos sendo que estas foram atualizadas segundo nomenclatura da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Embrapa 1999 resultando em LVd Latossolo Vermelho distrófico PVd Argissolo Vermelho distrófico PVe Argissolo Vermelho eutrófico e NVef Nitossolo Vermelho eutroférrico 58 Após gerar os planos de informações com os mapas temáticos de declividade hipsometria e classes de solos realizaramse os cruzamentos desses planos de informações com os resultados da localização e distribuição das áreas ocupadas pela cultura cafeeira utilizandose da Tabulação Cruzada disponível no SPRING a qual permite o cruzamento de diferentes planos de informação Tal ferramenta permitiu a quantificação das áreas de café nas diferentes classes de declive altitude e solo RESULTADOS E DISCUSSÃO Por meio de interpretação visual da imagem Landsat e aliado aos trabalhos de campo realizados no município de UmuaramaPR foi possível realizar o mapeamento das lavouras cafeeiras Na Figura 2 apresentase uma região da área de estudo captada pelo sensor TM do LANDSAT 5 após passar por procedimentos de restauração e contraste em composição colorida RGB na sequência TM4 TM5 TM3 Nessa composição a vegetação mais densa se revela nas cores mais escuras e a vegetação menos densa ou com menos massa verde intercalada visualmente com solo revela se em tons mais claros Nesse caso podese observar que as lavouras cafeeiras apresentam uma grande variabilidade de resposta espectral com diferentes tons de coloração As áreas de floresta ou fragmento florestal apresentam uma tonalidade mais escura em comparação à vegetação em estudo Para Moreira 2001 fatores como espaçamento idade cultivar face do relevo tipo de solo e tratos culturais podem influenciar no comportamento espectral das lavouras de café A grande variabilidade espectral das lavouras cafeeiras pode possivelmente ser justificada em virtude da alta reflectância do solo arenoso a qual segundo Liu 2006 é causada pelos baixos teores de óxidos de ferro e da textura grossa do solo A campo verificouse que algumas lavouras são manejadas no sistema tradicional onde as Plantas não cobrem totalmente a superfície do solo o que resulta numa maior contribuição do fator solo na reflectância do dossel Ainda segundo Moreira et al 2004 lavouras plantadas no sistema tradicional têm uma resposta espectral muito influenciada pela componente solo A localização e a distribuição das áreas cafeeiras são mostradas no mapa temático gerado pela classificação visual que identificou 607 ha de lavoura cafeeira Figura 3 Segundo levantamentos do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE de 2007 o município de Umuarama possui uma área de 635 ha de café já a Secretaria Estadual de Abastecimento SEAB quantificou 600 ha desta cultura no mesmo período Mesmo havendo divergências entre os levantamentos efetuados pelos órgãos governamentais o resultado apresentado neste trabalho pode ser considerado de grande valia se levado em consideração que existe um erro de aproximadamente 4 em relação aos dados do IBGE e 1 aos da SEAB 59 CONCLUSÕES As imagens LANDSAT 5TM após passarem por procedimentos de restauração e contraste em composição colorida RGB na sequência TM4 TM5 TM3 possibilitaram maior facilidade na execução da classificação visual e consequente identificação e mapeamento das lavouras cafeeiras no município de Umuarama com alta precisão aproximandose dos dados de levantamentos agropecuários efetuados por órgãos governamentais As lavouras de café do município de Umuarama encontramse em sua grande maioria em situação favorável quanto aos fatores físicos do ambiente como declividade e hipsometria Quanto às classes de solos verificouse que 89 das lavouras cafeeiras estão localizadas sobre Latossolo Vermelho distrófico LVd de textura arenosa e com alta profundidade efetiva porém com baixa fertilidade natural e elevada predisposição a processos erosivos FONTE TRABAQUINI K et al Caracterização de Lavouras Cafeeiras utilizando técnicas de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto no Município de Umuarama PR Ciênc agrotec Lavras v 35 n 1 p 3544 janfev 2011 Disponível em httpswwwscielobrjcagroa SFVRyrZwWyDKzR7RyjXKPshabstractlangpt Acesso em 26 jul 2022 60 Neste tópico você aprendeu Observar o planeta em suas mais diversas características é um elemento imprescindível para o nosso entendimento dos fatos que nele ocorrem Essas observações precisam ser contínuas no que tange ao tempo e amplas eou pontuais no que se refere ao espaço permitindo melhor correlação entre os dados captados No passado as limitações estavam diretamente ligadas ao nosso ambiente imediato pois eram nossos sentidos que registravam os fatos Atualmente as tecnologias de captação de imagem vão muito além de nossas capacidades visuais e podem ser denominadas sensoriamento remoto O sensoriamento remoto permite uma expansão considerável da percepção necessária para a contínua evolução do ser humano Sensoriar deve ser entendido como a capacidade de observar e no caso do sensoriamento remoto observar a distância e coletar dados para que estes gerem informações úteis e viáveis para o desenvolvimento do planeta O sensoriamento remoto é a base para vários resultados geoespacializados ou geoprocessados Podemos citar um sensoriamento remoto de uso comum o Google pois nos traz informações que em outro momento da história de nosso planeta nem mesmo seriam pensadas RESUMO DO TÓPICO 3 61 AUTOATIVIDADE 1 Analise as sentenças a seguir que se referem a aspectos de natureza cartográfica I As fotografias aéreas e as imagens de satélite constituem recursos técnicos de sensoriamento remoto utilizados no mapeamento do espaço geográfico II As isoietas são linhas que unem pontos altimetricamente iguais e servem para representar as variações existentes no relevo submarino III As representações cartográficas de rochas relevo e solos resultam respectivamente em mapas geológicos geomorfológicos e pedológicos Assinale a alternativa CORRETA a Apenas II é verdadeira b Apenas III é verdadeira c Apenas I e II são verdadeiras d Apenas I e III são verdadeiras e I II e III são verdadeiras 2 Leia atentamente a explicação a seguir a respeito de uma importante tecnologia da atualidade e assinale a alternativa que indica o nome do equipamento a que se refere A associação mais simples para entender o que são esses equipamentos e para que servem é lembrar de brinquedos de controle remoto O conceito é simples com um controle via rádio você pode manobrar um aparelho desses sem tocar nele No geral eles são concebidos para realizar tarefas arriscadas ao ser humano Essas características ajudam a entender como esses equipamentos se tornaram muito comuns entre aparatos militares e de vigilância TechTudo 2013 com adaptações GARRET F Techtudo 2013 O que é drone e para que serve Tecnologia invade o espaço aéreo httpswwwtechtudo combrnoticias201310oquesaoeparaqueservem osdronestecnologiainvadeoespacoaereoghtml Acesso em 13 set 2022 a Drone b GPS c Uber d Waze e I9 62 3 A função primordial do processamento digital de imagens de sensoriamento remoto é a de fornecer ferramentas para facilitar a identificação e a extração das informações contidas nas imagens para posterior interpretação Constituem técnicas de pré processamento a transformação IHS filtragem e operações aritméticas b aumento de contraste e filtragem c calibração radiométrica da imagem correção de distorções geométricas e remoção de ruído d registro análise por componentes principais e operações aritméticas e nenhuma das alternativas anteriores 4 O sensoriamento remoto permite uma expansão considerável da percepção necessária para a contínua evolução do ser humano Tendo em vista esta afirmativa explique como deve ser entendido o ato de sensoriar em relação ao sensoriamento remoto 5 O sensoriamento remoto é a base para vários resultados geoespacializados ou geoprocessados Cite um exemplo de sensoriamento remoto de uso comum e como ele pode ser utilizado 63 REFERÊNCIAS A NATUREZA da luz 2019 Disponível em httpwwwifufrgsbroeistarsespectro htm Acesso em 12 jul 2022 ANTUNES A F B Fundamentos de sensoriamento remoto em ambiente de geoprocessamento 2019 Disponível em httppeopleufprbrfelipeSR0108pdf Acesso em 12 jul 2022 ARONOFF S Geographic information systems a management perspective S l WDL Publications 1995 BRODIE M L On the development of data models In BRODIE M L MYLOPOULOS J SCHMIDT J W eds On conceptual modeling New York SpringerVerlag 1984 p 1948 BURROUGH P A Principles of geographic information systems for land resources assessment Oxford Oxford University Press 1986 CAMARA G MEDEIROS J S de Geoprocessamento para projetos ambientais São Jose dos Campos INPE 1996 CAMARA G DAVIS C Introdução In CAMARA G DAVIS C MONTEIRO A M V ed Introdução à ciência da geoinformação São José dos Campos INPE 2001 p 15 CAMARA G MONTEIRO A M V Conceitos básicos em ciência da geoinformação In CAMARA G DAVIS C MONTEIRO A M V org Introdução à ciência da geoinformação Sao Jose dos Campos INPE 2001 Disponível em httpmtcm12sid inpe brcolsidinpebrsergio200404220743docpublicacaopdf Acesso em 12 jul 2022 CAMARA G QUEIROZ G R de Arquitetura de sistemas de informação geografica In CAMARA G DAVIS C MONTEIRO A M V org Introdução à ciência da geoinformação Sao José dos Campos INPE 2001Disponivel em httpmtcm12 sid inpebrcolsidinpebrsergio200404220743docpublicacaopdf Acesso em 12 jul 2022 CODD E F Extending the database relational model to capture more meaning ACM Trans Database Systems New York v 4 n 4 p 397434 1979 64 COWEN D J SIG versus CAD versus DBMS what are the differences Introductory readings in Geographic Information Systems Columbia Department of Geography and SBS Lab University of South Carolina 1988 Disponivel em httpwww rcunespbr igceaplicadaDIDATICOSPAULINADBMSpdf Acesso em 09 jul 2022 EASTMAN J R et al GIS and decision making explorations in Geographic Information System Technology Geneva UNITAR 1993 ELMASRI R NAVATHE S B Sistemas de banco de dados 4 ed Sao Paulo Pearson Addison Wasley 2005 724 p ECHER M P de S et al A importancia dos dados de cobertura de nuvens e de sua variabilidade Metodologias para aquisicao de dados Rev Bras Ensino Fís São Paulo v 28 n 3 2006 FLORENZANO T G Iniciação em sensoriamento remoto 3 ed Sao Paulo Oficina de Textos 2011 FITZ P R Geoprocessamento sem complicação São Paulo Oficina de Textos 2010 GOMES J VELHO L Abstraction paradigms for computer graphics The Visual Computer Berlin v 11 n 5 p 227239 maio 1995 HAMANN R A evolução dos computadores Tecmundo 1 abr 2011 Disponível em httpwwwtecmundocombrinfografico9421aevolucaodoscomputadoreshtm Acesso em 9 jul 2022 IBGE INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA Portal de mapas 14 jun 2019 Disponivel em httpsportaldemapasibge govbrportalphphomepage Acesso em 09 jul 2022 JENSEN J R Introductory digital image processing a remote sensing perspective New Jersey PrenticeHall 1986 JENSEN J R Sensoriamento remoto do ambiente uma perspectiva em recursos naturais Sao Jose dos Campos Parentese 2009 MENESES P R ALMEIDA T Introdução ao Processamento de Imagens de Sensoriamento Remoto Brasilia CNPq 2012 MORAES E C Fundamentos de sensoriamento remoto Sao Jose dos Campos INPE 2002 Disponivel em httpmtcm12sidinpebrcolsidinpebr sergio200506141218docCAP1ECMoraespdf Acesso em 12 jul 2022 65 MOREIRA M A Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Metodologias de Aplicação Sao Jose dos Campos INPE 2001 NOVO E M L M Sensoriamento remoto princípios e aplicações 4 ed São Paulo Blucher 2010 PASTRE M Qual e a diferenca entre resolucao e tamanho da imagem Printiblog 08 maio 2013 Disponivel em httpwwwprinticombrblogqualediferencaentre resolucaoetamanhodaimagem Acesso em 12 jul 2022 PEREIRA T O sensoriamento remoto como recurso didático no Ensino Fundamental 2007 122 f Dissertacao Mestrado em Geografia Universidade Federal de Uberlandia Uberlandia 2007 RIBEIRO J A Conceitos básicos da geoinformação 2012 Disponivel em http wwwgeomaticaenguerjbrdocentesaraujoconceitosbasicosemgeoinformacao Acesso em 12 jul 2022 RODRIGUES M Geoprocessamento Sao Paulo Universidade de Sao Paulo 1987 ROSA R BRITO J L S Introdução ao geoprocessamento Sistema de Informação Geográfica Uberlandia Universidade Federal de Uberlândia 1996 ROSA R Introdução ao sensoriamento remoto Uberlândia EDUFU 1990 STEFFEN C A Introdução ao sensoriamento remoto Brasilia INPE Disponivel em httpwwwinpebrunidadescepatividadescepeducasereapostilahtm Acesso em 12 jul 2022 UCLA Department of Epidemiology Mapping the 1854 broad street pump outbreak Los Angeles School of Public Health 1854 Disponivel em httpwww phuclaeduepisnowmapsbroadstreethtml Acesso em 12 jul 2022 67 PROCESSAMENTO DE DADOS GEOGRÁFICOS UNIDADE 2 OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade você deverá ser capaz de caracterizar as etapas de préprocessamento processamento e o pósprocessa mento de imagens digitais conhecer os princípios e funções do sistema de navegação por satélite GNSS compreender as principais características de um cad diferenciar as funções de um sig e um cad A cada tópico desta unidade você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado TÓPICO 1 PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS TÓPICO 2 GNSS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO POR SATÉLITE TÓPICO 3 AS FERRAMENTAS MAIS COMUNS NO GEOPROCESSAMENTO Preparado para ampliar seus conhecimentos Respire e vamos em frente Procure um ambiente que facilite a concentração assim absorverá melhor as informações CHAMADA 68 CONFIRA A TRILHA DA UNIDADE 2 Acesse o QR Code abaixo 69 TÓPICO 1 PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO Na unidade anterior nós estudamos sobre a importância do geoprocessamento e o papel do sensoriamento remoto na captação de dados sobre o espaço geográfico Agora vamos aprofundar um pouco mais nossos conhecimentos sobre os tratamentos dos dados coletados Processar as imagens digitais obtidas pelo sensoriamento remoto significa rea lizar uma série de procedimentos para a retirada de erros oriundos do processo de cap tação e transmissão dos dados bem como realçar as características do nosso interesse de estudo como incêndios florestais aumento da área impermeabilizada na cidade dentre outros além de classificar os resultados de acordo com a nossa necessidade Por isso o conhecimento prévio das características da radiação eletromagnética suas formas de interação com a matéria e os principais conceitos de geoprocessamento são fundamentais para darmos continuidade nesta nova unidade Esperamos que estas discussões caro acadêmico sejam úteis no seu processo de amadurecimento acadêmico e que possam refletir sua prática em sala de aula Bons estudos 2 PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS O processamento de imagens é um conjunto de procedimentos voltados ao tratamento e à manipulação por computador dos produtos originados dos sistemas sensores cuja entrada e saída do processo são imagens Esses procedimentos compreendem a execução de cálculos matemáticos dos dados tornando as imagens mais apropriadas para um determinado estudo Essas informações matemáticas visam à transformação das imagens fazendo com que ganhem uma melhor qualidade tanto espectral quantidades de bandas de um sensor como espacial capacidade do sensor em distinguir os objetos Desse modo as imagens oferecem melhores aspectos visuais de certas feições estruturais para a análise humana fornecendo benefícios para sua melhor interpretação e produtos futuros podem ser trabalhados por meio de outros processamentos MENESES ALMEIDA 2012 70 O processamento é realizado por algoritmos quando processadas as imagens os algoritmos dão ao usuário uma grande variedade de técnicas de processamento Na década de 1970 por exemplo foram desenvolvidos alguns fundamentos matemáticos voltados à cartografia principalmente às questões de geometria computacional Entre tanto devido aos altos custos os processamentos para imagens eram muito restritos Assim apenas as grandes organizações tinham acesso a essa tecnologia Já na década de 1980 percebese o progresso acelerado na tecnologia dos sistemas de informações geográficas que dura até os dias atuais Muitos pesquisadores tinham dificuldades ao trabalhar as imagens pois estas mostravam baixos contrastes espectrais e de reflectância da radiação eletromagnética Com o desenvolvimento dos processamentos computacionais a interação do homem com o computador facilitou a extração das informações tornando os resultados mais precisos O processamento inclui muitas áreas de análise por meio das imagens sendo que podemos compreender uma imagem como uma forma compacta de apresentar várias informações No sistema de processamento de imagens esses dados podem passar por várias formas de representação Desse modo as etapas do processamento de imagens descrevem o fluxo de tais informações com o objetivo definido pela aplicação O processamento digital de imagens envolve processos nos quais as entradas e saídas são imagens há extração de atributos das imagens e inclusive o reconhecimento de objetos individuais GONZALEZ WOODS 2000 O objetivo do processamento digital de imagens é melhorar o aspecto visual de certas feições estruturais para que o analista humano obtenha outros subsídios para interpretação Gerase inclusive produtos que podem ser posteriormente submetidos a outros processamentos CAMARA et al1996 O processamento digital de imagens tem o intuito de fornecer ferramentas para facilitar a identificação e a extração das in formações que estão nas imagens para a sua interpretação Dessa maneira há siste mas computacionais dedicados a realizar análises e manipulação de imagens brutas Na imagem já processada trabalhada e realçada a informação que interessa é caracteriza da em função das propriedades dos objetos ou padrões que compõem a imagem e sua interpretação requer do usuário uma grande capacidade cognitiva devido à complexi dade dos processos envolvidos Partindo desse pressuposto a principal finalidade do processamento de imagens é a remoção das barreiras características do sistema visual do ser humano pois este contém uma capacidade notável de reconhecer padrões Os procedimentos referentes ao processamento digital de imagens podem ser agrupados em três momentos distintos porém sucessivos e complementares pré processamento realce e classificação Vejamos caro acadêmico o que cada uma dessas etapas significa 71 Figura 1 Etapas do processamento de imagens Fonte o autor 21 A ETAPA DO PRÉPROCESSAMENTO O préprocessamento compreende o tratamento inicial de todos os dados brutos recém transmitidos pelos sensores remotos Realizamse as correções necessárias para que os ruídos do processo de captação e transmissão dos dados não induza o analista a realizar uma leitura equivocada dos dados Essa etapa está predominantemente relacionada à realização da correção geométrica e radiométrica bem como à correção dos efeitos da atmosfera sobre os sensores Há de se destacar também que é nessa etapa que cada pixel da imagem gerada pelo sensor é georreferenciado isto é relacionado a um par de coordenadas geográficas Dessa forma os dados espaciais tornamse dados geoespaciais A correção radiométrica correção de ruídos tem a função de minimizar diferenças entre os níveis de cinza registrados por uma matriz de detectores Tais diferenças ocorrem devido a problemas de calibração dos sensores e podem ocasionar a perda de informação de um recorte espacial Como lembram Meneses e Almeida 2012 esse tipo de problema pode ser percebido quando uma série de pixels apresenta um valor de saturação muito diferente do seu entorno sendo a tarefa da correção radiométrica corrigir essa informação Já a correção geométrica por outro lado tem a finalidade de reorganizar os pixels da imagem em relação a determinado sistema de projeção cartográfica Por fim a correção atmosférica tem como objetivo reduzir o efeito da interferência da atmosfera sobre os valores de nível de cinza registrados em uma dada cena Caro acadêmico vejamos com um pouco mais de detalhes os tipos de correções realizadas no préprocessamento de imagens 72 221 Correção Radiométrica Como estudamos na Unidade 1 uma imagem digital é formada por pixels que contêm valores numéricos nos quais podem ocorrer erros no valor digital da imagem ou erros coerentes de linhas de pixels os quais têm valores saturados ou seja muito claros próximos ao branco Tais valores também podem ficar sem sinal deixando os pixels mais escuros próximos ao preto ou entre os níveis de cinza registrados por uma matriz de detectores ocasionados por erros instrumentais de algum detector ou por problemas na aquisição transmissão ou processamento e dados em Terra Linhas ruidosas consistem na má qualidade de pixels ao longo de uma linha ou mesmo da perda total de informação ao longo de toda uma linha ou de algumas linhas devido a problemas diversos como o de saturação do detector na medida do sinal falha na aquisição dos dados ou erro na transmissão ou registro de dados em Terra É um tipo de ruído aleatório isto é não tem um padrão definido A linha ruidosa é reconhecida na imagem pela aparência de uma linha escura sinal perdido ou clara sinal saturado MENESES ALMEIDA 2012 p 85 Uma linha com ruídos é reconhecida pela sua aparência quando muito clara significa que o sinal está saturado quando escura significa que o sinal foi perdido como veremos na Figura 2 Figura 2 Banda05 Landsat 7 Fonte o autor Um dos métodos mais utilizados para corrigir as linhas de pixel com ruídos é a sua substituição por valores médios dos pixels que estão em sua volta Isso acontece pois na natureza os alvos contêm uma coerência espacial atribuindolhes uma autenticidade de repetição das propriedades espectrais e espaciais Os pixels que contêm ruídos isolados no caso podem ser substituídos pelas médias dos vizinhos mas apenas onde há confiança de que os pixels vizinhos são bons A Figura 3 mostra como a Figura 2 deveria ser sem ruídos Ela foi obtida pelo satélite Landsat 5 73 Figura 3 Banda05 Landsat 5 Fonte o autor O stripping padrão sucessivo de linhas horizontais que aparecem na imagem devido à diferença ou desajuste de calibração dos detectores por exemplo é um ruído coerente cujo efeito é o aparecimento de faixas horizontais regularmente espaçadas nas imagens dando a aparência de uma persiana que mostra abruptas diferenças de níveis de cinza originadas por desigualdades nas respostas do conjunto de detectores de uma banda Figura 4 Figura 4 Imagem com a presença de faixas de linhas ruidosas conhecidas como striping causadas pela descalibração dos detectores de uma banda Fonte Meneses e Almeida 2012 p 86 Sua correção é realizada por uma banda que produz sinais esteticamente similares desde que não mudem consideravelmente sua média e desvio padrão e que estejam em um espaço compatível com as linhas imageadas pelos sensores Tal correção normalmente é realizada nos laboratórios que produzem a imagem 74 222 Correção Geométrica As correções geométricas são realizadas principalmente pela remoção dos erros sistemáticos que ocorrem em todos os tipos de imagens no sensoriamento remoto A primeira etapa da correção é a eliminação das distorções geométricas introduzidas no momento que são adquiridas as imagens devido à rotação inclinação e curvatura da Terra Dependendo de uma série de exatidões de posicionamento da plataforma o usuário não tem conhecimento e nem acesso à correção ficando a cargo do laboratório de produção de imagens A segunda etapa é realizada pelo usuário na qual é preciso inserir um sistema de projeção para estabelecer as coordenadas possibilitando localizar na imagem as posições geográficas dos alvos ou seja o georreferenciamento das imagens Caro acadêmico a imagem é formada por linhas sequenciais de pixels uma imagem registra N linhas de M pixels Instantaneous Field Of View IFOV O IFOV define a área do terreno focalizada a uma dada altitude pelo instrumento sensor FLORENZANO 2002 Como exemplo a imagem do satélite LandSat 8 é formada por um pixel de 30x30 cada pixel corresponde a 900 m² A formatação da imagem é o mesmo que arranjar os pixels em uma grade tal como mostrado na figura seguinte Os pontos de intersecção da grade são as posições dos pixels e o espaçamento entre os pontos da grade é igual ao IFOV do sensor MENESES ALMEIDA 2012 p 90 Figura 5 Grade usada para formatar os pixels da imagem digital Fonte Meneses e Almeida 2012 p 86 75 Devido à altitude dos satélites há uma mudança pequena da plataforma podendo causar distorções de posição dos pixels na imagem Isso ocorre principalmente devido à rotação da Terra durante o imageamento curvatura da Terra oscilação dos eixos de posicionamento da plataforma e o campo de visada do sensor 223 Correção Atmosférica A correção atmosférica tem como objetivo reduzir o efeito da interferência da atmosfera sobre os valores de nível de cinza registrados em uma dada cena Algo mais comprometedor do que ruídos inesperados ou coerentes são as degradações que modificam radiometricamente uma imagem por completo sendo a atmosfera a fonte de erro dessa distorção cujos efeitos são dependentes do comprimento de onda do dia de imageamento e do caminho da radiação Há duas maneiras nas quais a atmosfera pode afetar a radiância medida em quaisquer pontos da imagem A princípio ela atua como um refletor adicionando uma radiância isto é a quantidade de energia que um corpo emite a mais ao sinal que é detectado no sensor Posteriormente atua como um observador atenuando a intensidade de energia que ilumina algum alvo na superfície Quando a ocorrência da atenuação for acima de um determinado valor a transparência da atmosfera fica opaca em alguns comprimentos de onda com isso não possibilita a aquisição de imagens Dessa maneira quando obtemos uma imagem devemos somente verificar a degradação que pode ter sido ocasionada pelo espalhamento atmosférico verificando o quanto de radiação foi inserida ao pixel e o fato de sabermos não ser oriundo do alvo A radiância medida pelo sensor do satélite é diferente da radiância verdadeira do alvo devido ao efeito do espalhamento dos raios causados pelos gases moléculas de água partículas de poeiras e aerossóis Na atmosfera há uma dinâmica muito rápida de mutação então de imagem para imagem ocorre uma variação na reflectância dos alvos da superfície terrestre entre outras Quando essas condições são acentuadas as informações contidas nas imagens são imprecisas 76 Figura 6 Modos de espalhamento da radiação pela atmosfera contribuindo com o aumento da reflectância do alvo que chega ao sensor Fonte adaptada de Chuvieco 1990 Para uma interpretação segura das imagens de satélite é extremamente fundamental remover os efeitos que a atmosfera inseriu A solução desse problema é conhecer com exatidão os parâmetros que caracterizam o estado atmosférico da área principalmente quando a pessoa que está trabalhando precisa identificar as naturezas de composição dos materiais por meio do estudo de suas reflectâncias visto que é preciso conhecer esses parâmetros atmosféricos no momento que as imagens foram adquiridas pelos sensores É um problema obter alguns dados e assim também ocorre com a maioria das áreas para isso desenvolveramse técnicas de processamentos alternativos de correção atmosférica com resultados satisfatórios aplicadas em imagens dos Satélites como do Landsat e CBERS com bandas de ampla largura espectral 3 PROCESSAMENTO E REALCE DE IMAGENS A segunda etapa do tratamento das imagens digitais sucessiva ao préproces samento é denominada realce O realce tem como objetivo melhorar a qualidade das imagens sob os critérios do olho humano facilitando o reconhecimento de padrões no intuito de aprimorar a qualidade visual da imagem Como o nome da etapa sugere seu objetivo é realçar as informações da imagem digital que serão analisadas pelo usuário Uma das formas de realçar uma imagem é manipular o seu contraste isto é a razão entre os níveis de cinza médio presente entre dois ou mais pixels Aplicar a mani pulação de contraste tem por finalidade conseguir discriminar um pixel do outro quando FONTE DE ENERGIA ATMOSFERA SISTEMA SENSOR 77 acontece de os dados iniciais não permitirem uma avaliação mais detalhada da área de estudo Para essa manipulação podem ser relidos com os tons de cinza dois tipos de reamostragens a primeira leva em consideração um pixel de cada vez a segunda reali za os ajustes considerando um pixel e seus vizinhos Figura 7 Imagens em baixo e alto contraste Fonte httpwwwdpiinpebrspringteoriarealcerealcehtm Acesso em 9 set 2022 É possível fazer um realce de contraste utilizando uma função matemática denominada transformação radiométrica Essa função consiste no mapeamento das variações dentro do intervalo original de tons de cinza para outro intervalo desejado e é utilizada para aumentar o contraste de uma imagem expandindo o intervalo original de níveis de cinza da imagem original Figura 8 Transformação do contraste Fonte httpwwwdpiinpebrspringteoriarealcerealcehtm Acesso em 19 set 2022 IMAGEM DE BAIXO CONTRASTE IMAGEM DE ALTO CONTRASTE Nº DE PIXEL Nº DE PIXEL O NÍVEL DE CINZA 255 O NÍVEL DE CINZA 255 78 Outra forma de realçar as informações de uma imagem digital é a partir da manipulação do histograma A manipulação de histograma reduz automaticamente o contraste em áreas muito claras ou muito escuras assim como apresenta a imagem Amplia também os níveis de cinza ao longo de todo intervalo Consiste em uma transformação nãolinear que considera a distribuição acumulativa da imagem original para gerar uma imagem resultante cujo histograma será aproximadamente homogêneo A opção de equalização parte do princípio de que o contraste de uma imagem de 8 bits seria otimizado se todos os 256 possíveis níveis 0255 de intensidade fossem igualmente utilizados e todas as barras verticais que compõem o histograma fossem da mesma altura Isso não é possível devido à natureza discreta dos dados digitais de uma imagem de sensoriamento remoto Contudo uma aproximação é conseguida ao se espalhar os picos do histograma da imagem deixando intocadas as suas partes mais achatadas Esse processo é obtido por meio de uma função de transferência que tenha uma alta inclinação toda vez que o histograma original apresentar um pico e uma baixa inclinação no restante do histograma MENESES ALMEIDA 2012 Figura 9 Curva de Equalização de Histograma Fonte httpwwwdpiinpebrspringteoriarealcerealcehtm Acesso em 19 set 2022 Ao se observar o histograma de uma imagem temse uma noção instantânea sobre suas características A forma do histograma fornece informações de grande importância no caso das imagens de sensoriamento remoto tais como a intensidade média e o espalhamento dos valores de DN Números Digitais Os números digitais por sua vez dão a medida do contraste de uma imagem quanto maior o espalhamento ao longo do eixo dos DNs maior o contraste da imagem Curva de Equalização Entrada Saída 79 4 CLASSIFICAÇÃO E PÓSPROCESSAMENTO DAS IMAGENS DIGITAIS A terceira etapa do processamento de imagens digitais é a classificação das informações com objetivo de reconhecer padrões e objetos homogêneos de uma imagem É utilizada para o mapeamento de áreas da superfície terrestre correspondentes ao tema de interesse de estudo associando cada pixel da imagem e descrevendo um objeto real existente Com isso caro acadêmico obteremos um mapa temático que mostrará a distribuição geográfica de um tema específico Como exemplos de temas podemos destacar uso do solo áreas urbanas vegetação entre outros A classificação pode ocorrer de duas formas diferenciadas classificadores pixel a pixel classificadores por regiões A Figura 10 apresenta o padrão de classificação pixel a pixel conhecido como Kmédia o qual pode passar por métodos estatísticos e determinísticos para definir regiões homogêneas Figura 10 Exemplo de classificação pixel a pixel próximo ao parque Estadual do Morro do Diabo Fonte o autor As características de uma Imagem Digital estão diretamente ligadas ao tipo de sensor que foi utilizado para captála e dentro de uma mesma imagem haverá elementos que se comportam de forma semelhante permitindo a classificação dos elementos contidos nessa imagem IMPORTANTE 80 A transformação radiométrica é uma função matemática que permite criar realce nas imagens em tons de cinza mediante a mudança e ampliação dos intervalos já existentes permitindo assim uma melhor leitura que a oferecida pela imagem original Nos classificadores por região além da informação espectral de cada pixel objetivase encontrar áreas contíguas que apresentem características espectrais e espaciais semelhantes podendo ser identificadas regiões de um determinado tipo de fenômeno 81 Neste tópico você aprendeu O processamento de imagens é um conjunto de procedimentos voltados ao tratamento e à manipulação por computador dos produtos originados dos sistemas sensores cuja entrada e saída do processo são imagens Os procedimentos referentes ao processamento digital de imagens podem ser agrupados em três momentos distintos porém sucessivos e complementares pré processamento realce e classificação Os tipos de correções realizadas no préprocessamento de imagens são a radiomé trica geométrica e atmosférica A formatação da imagem é o mesmo que arranjar os pixels em uma grade Os pontos de intersecção da grade são as posições dos pixels e o espaçamento entre os pontos da grade é igual ao IFOV do sensor RESUMO DO TÓPICO 1 82 AUTOATIVIDADE 1 Para registrarmos uma informação visual seja por meio dos nossos sentidos ou mesmo de forma artificial temos que captar informações em um formato específico Tendo essa informação inicial caracterize o que é o espectro eletromagnético 2 O ser humano tem uma faixa específica de radiação que é capaz de perceber com os olhos Levando tais dados em consideração assinale a alternativa que corresponde às cores visíveis ao ser humano a Violeta azul verde amarelo marrom e vermelho b Magenta azul verde amarelo laranja e vermelho c Preto azul verde amarelo laranja e vermelho d Violeta azul verde amarelo laranja e vermelho e Violeta azul verde amarelo violeta e vermelho 3 Existem alguns tipos de energias que só podem ser registradas e medidas de forma artificial Entre elas temos as de espectro termal que podem ser definidas como a As energias eletromagnéticas emitidas por objetos da Terra devido ao campo de rotação b As energias eletromagnéticas emitidas por objetos da Terra devido ao calor produzido pelo núcleo c As energias elétricas emitidas por objetos da Terra encontramse nos intervalos do infravermelho médio e termal d As energias eletromagnéticas emitidas pela troposfera encontramse nos intervalos do infravermelho médio e termal e As energias eletromagnéticas emitidas por objetos da Terra encontramse nos intervalos do infravermelho médio e termal 4 O sensoriamento remoto necessita de equipamentos que façam a captação dos dados de forma remota Defina o que é um sensor remoto 5 A energia eletromagnética não é homogênea quando entra em contato com alguns objetos Nesse sentido ela passa por um processo de interação e pode ser absorvida refletida ou transmitida sendo que o resultado pode ser total ou parcial Portanto a vegetação é um elemento importante para compreender o comportamento espectral Assim assinale a alternativa correta que corresponde ao procedimento espectral da vegetação 83 a A vegetação tem baixa absorção de energia eletromagnética isso porque a clorofila é o maior empecilho para esse processo além da evapotranspiração modificar a reflectância b A energia eletromagnética não consegue absorver nada da vegetação pois o verde é uma cor que não compõe o espectro eletromagnético principalmente tons de verde mais claros c A vegetação absorve altos índices de energia eletromagnética no entanto isso só é possível quando há presença de outras cores no espectro eletromagnético como vermelho e rosa d A vegetação tem uma considerável absorção de energia eletromagnética no espectro visível isso acontece devido à clorofila que à captura para realizar o processo de fotossíntese e A energia eletromagnética não absorve o verde da vegetação visto que após capturar a imagem o tratamento dela é demorado e por isso não faz sentido utilizála 85 GNSS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO POR SATÉLITE UNIDADE 2 TÓPICO 2 1 INTRODUÇÃO Acadêmico no Tópico 2 abordaremos o papel e as características fundamentais do Sistema de Navegação por Satélite GNSS do qual participa o GPS e outras soluções diferentes No contexto da Guerra Fria o GPS teve o seu desenvolvimento atrelado aos interesses militares dos Estados Unidos e a disponibilidade do seu sinal para o uso civil só foi liberada recentemente favorecendo o surgimento e a acessibilidade de tecnologias que estão muito presentes em nosso cotidiano Analisaremos brevemente quais são os sistemas particulares mais comumente utilizados na composição do GNSS Em especial daremos uma maior ênfase nas características e potencialidades do GPS o principal sistema de utilização GNSS em nível mundial Por fim fecharemos este tópico com curiosidades sobre o uso de drones e ve ículos aéreos não tripulados VANTS uma tecnologia de sensoriamento remoto em ní vel atmosférico de baixo custo Portanto vamos a uma leitura atenta para conseguirmos compreender tais situações 2 UMA BREVE ABORDAGEM SOBRE OS PRINCIPAIS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO POR SATÉLITE Com o fim da Segunda Guerra Mundial o Departamento de Segurança dos Estados Unidos iniciou o desenvolvimento de um sistema de posicionamento de alcance global com grande exatidão baseado no emprego de satélites artificiais para orientar o deslocamento de suas tropas e subsidiar suas operações militares Como você caro acadêmico deve se lembrar um dos pontos que marcaram a Guerra Fria foi a disputa tecnológica da indústria aeroespacial e o desenvolvimento de várias tecnologias as quais estão presentes no nosso cotidiano e tiveram sua gênese a partir dessa corrida armamentista 86 Denominase de Sistema de Navegação Global por Satélite GNSS um sistema formado por satélites artificiais que estão presentes na órbita do planeta Terra com o propósito de auxiliar na navegação localização e posicionamento de objetos estáticos ou em movimento O GPS Sistema de Posicionamento Global controlado pelos Estados Unidos o GLONASS Sistema de Navegação Global por Satélite controlado pela Rússia o GALILEO ainda em desenvolvimento controlado pela União Europeia e o COMPASS em desenvolvimento pela China são sistemas particulares que compõe o GNSS O sistema GPS já não é o único sistema disponível atualmente Visto que já contamos com soluções de outros países como o GLONASS e o GALILEO além de soluções experimentais em desenvolvimento por variadas nações O GPS é um sistema composto por satélites com função básica de prestar informações sobre o posicionamento de um equipamento que seja capaz de receber os sinais enviados por eles Por enquanto ainda é o sistema mais utilizado isso porque as soluções concorrentes ainda são muito recentes eou algumas ainda perpassam por testes e precisam ser aprimoradas A seguir ilustrase como este sistema pode ser interpretado em órbita Figura 11 Constelação de satélites GPS FONTE httpswwwoficinadanetcombrpost10580sistemasdenavegacao Acesso em 26 nov 2020 O GLONASS é a alternativa de projeto russo para o posicionamento global por satélites o qual vem sendo desenvolvido desde 1976 e assim como o GPS também foi concebido inicialmente para fins militares O projeto ficou abandonado por anos devido ao fim da URSS mas durante a última década sob o governo de Vladimir Putin o projeto foi restaurado com grande prioridade e em 2010 chegou a custar um terço do orçamento total da Agência Espacial Federal Russa Hoje o GLONASS já conta com cobertura global e precisão tão boa quanto o GPS 87 Figura 12 Exemplo de satélite russo GLONASS FONTE httpswwwtecmundocombrinternet143783sistemagpseuropeugalileoforaarsextafeirahtm Acesso em 27 nov 2020 O GALILEO é o outro sistema de navegação por satélite existente e que está sendo produzido por países membros da União Europeia Este aspira em se tornar o principal no ramo de posicionamento global ofertando elevado grau de detalhes e precisão em nível civil Diferenciado dos outros dois sistemas GPS e GLONASS que foram desenvolvidos objetivando o uso das forças armadas militar o GALILEO foi ensejado para o uso civil De acordo com a União Europeia o GALILEO chegou para ofertar variadas conveniências quanto ao uso de sistemas de navegação provendo maior precisão de localização fundamentalmente determinado em testes reais maior segurança e menos propício a problemas visto que contará com a habilidade em realizar testes sobre sua integridade automaticamente Desse modo o GALILEO é um sistema de posicionamento global estabelecido para atuar no mercado de GNSS Global Navigation Satellite Infraestructure em conjunto com os sistemas já efetivos GPS e GLONASS O projeto enfrentou muitos problemas sob a ótica política e financeira desde o seu lançamento oficial em 2002 Todavia é tido como estratégico por oferecer à comunidade europeia o ingresso independente aos aspectos de posicionamento global além de assegurar ao mercado um produto particularizado e diversificado frente aos demais Portanto ao se falar em posicionamento por satélite na atualidade inevitavelmente ainda se vem à mente o GPS Sistema de Posicionamento Global porém não obstante devese ressaltar a existência de outras possibilidades Todavia nenhum outro sistema tornouse tão eficiente quanto o GPS para a execução das atividades de posicionamento Uma infinidade de usuários o tem utilizado nas mais diversas atividades tais como levantamentos geodésicos de alta precisão agricultura de precisão pesca navegação dentre outros 88 Sem dúvida caro acadêmico o GPS é o principal sistema GNSS existente e de maior uso Vamos aprender um pouco mais sobre ele 3 CARACTERÍSTICAS E POTENCIALIDADES DO GPS O GPS Global Positioning System ou Sistema de Posicionamento Global como já mencionado anteriormente é um método de rádio navegação elaborado pelo departamento de defesa Norte Americano com a intenção de ser para o exército americano o principal meio de navegação de grande exatidão No âmbito espacial os satélites que compõem o sistema GPS consistem em 24 unidades dispostos em seis planos orbitais com mais três satélites inativos isto é quatro satélites em cada plano em uma altitude aproximada de 20200 km Os planos orbitais estão dispostos de tal forma que garantem que qualquer pessoa que esteja a qualquer hora e em qualquer lugar da superfície terrestre tenha acesso à cobertura satelital O fato de haver pelo menos quatro satélites visíveis garante um posicionamento mais preciso conforme mostra a Figura 13 Figura 13 Planos orbitais do satélite da constelação GPS Fonte Bernardi e Landim 2002 p 6 89 O GPS permite que qualquer usuário em qualquer local da superfície terrestre consiga definir sua localização por meio de um aparelho receptor uma vez que tenha no mínimo o sinal de quatro satélites o que é conhecido como posicionamento 3D Observe a representação da Figura 14 Figura 14 Posicionamento 3D Fonte Bernardi e Landim 2002 p 3 O GPS disponibiliza seus serviços de localização a dois tipos de público bem distintos sendo um deles o público de uso civil que é aberto a qualquer pessoa que tenha um aparelho receptor do sinal GPS e o outro o público de uso militar exclusivo do poder de defesa do governo norteamericano Inicialmente os dados de uso militar eram criptografados pelo AS AntiSpoofing o qual inseria um código que alterava as distâncias o que limitava o acesso à precisão das informações para pessoas não autorizadas Os dados que eram disponíveis ao uso civil ainda tinham uma acurácia reduzida a partir do argumento de que era perigoso para a segurança nacional disponibilizar um sinal de grande exatidão Nos anos 2000 entretanto o presidente norteamericano Bill Clinton determinou o fim da criptografia melhorando substancialmente o uso do GPS para o público civil apresentando precisões impressionantes podendo chegar à casa dos mm nos eixos X Y e Z 90 4 DRONES E VANTs TECNOLOGIA DE SENSORIAMENTO REMOTO A NÍVEL ATMOSFÉRICO DE BAIXO CUSTO Os drones possuem características diversas conforme o uso que se fará Há drones para fins recreativos para a realização de filmagens fotos manobras aéreas ou profissionais Conforme o uso a ser empregado há uma variedade de modelos desde os pequenos de menor custo normalmente com hélices padrão helicóptero até modelos de grande porte de maior custo normalmente com asas horizontais também conhecidos como VANTs A precisão do sinal do GPS pode ser comprometida por uma série de fatores como em decorrência do relevo que está em volta das áreas de coleta de dados ou das condições artificiais como altas edificações próximas às áreas de interesse Essas interferências podem ser minimizadas ou até anuladas com a regulagem do ângulo de abertura de visão dos receptores dos aparelhos que recebem sinal GPS Atualmente é muito comum a utilização do GPS principalmente para a locomoção sobre a superfície terrestre por aparelhos receptores para carros barcos entre outros auxiliando no deslocamento de um ponto A até um ponto B ou seja o GPS coopera para que cheguemos ao destino desejado por intermédio da elaboração de uma rota em decorrência do meio de transporte utilizado O potencial estratégico do GPS é tão grande que o governo norteamericano detém toda a autonomia desse sistema não havendo participação de mais nenhum país na manutenção da constelação de satélites Isso significa que caso ocorra uma situação geopolítica desfavorável os Estados Unidos têm o poder de diminuir significativamente a precisão do sinal do seu sistema causando caos tanto no nosso cotidiano quanto no mundo financeiro de acordo com Setti Jr Alves e Gouveia 2016 a interrupção do sinal do GPS por apenas dois dias causaria prejuízo financeiro à União Europeia de mais de 1 bilhão de euros Esse foi um dos motivos que levaram os países europeus a desenvolver um sistema GNSS concorrente ao GPS denominado GALILEO em homenagem ao italiano Galileu Galilei Fonte SETTI JÚNIOR P T ALVES D B M GOUVEIA T A F Uso integrado dos sistemas Galileo e GPS uma análise da acurácia no posicionamento por ponto com correções atmosféricas In Revista Brasileira de Cartografia Rio de Janeiro v 68 n 3 p 595 607 2016 IMPORTANTE 91 Figura 15 Drones x VANTs Fonte httpswwwlivticombrblogdronesameacaousucesso Acesso em 29 ago 2022 Conforme a tecnologia dos sensores e dos SIG evoluem os drones de menor porte têm ganhado espaço pois seu custobenefício viabiliza a execução de uma gran de gama de serviços Estamos no século XXI e a cada momento nos defrontamos com novas tecnologias que acabam por ser banalizadas em seu uso e incorporadas ao nosso dia a dia a ponto de nem mesmo nos atermos ao nível tecnológico de nossa vivência O seu custo como uma plataforma de Sensoriamento Remoto SR comparado à aerofotogrametria convencional por avião e ao SR de nível orbital satélites é extremamente inferior Oferece porém a mesma ou ainda melhor qualidade Passamos com isso a ter a possibilidade de uma plataforma de SR de uso pessoal IMPORTANTE 92 Essa democratização do acesso aos drones e VANTs possibilita ao usuário o controle de todas as etapas da produção de informações espaciais sendo que um mesmo usuário pode realizar as etapas de campo aéreo e de gabinete finalização com imediato resultado em forma de mapas relatórios ou planilhas Essa possibilidade está diretamente ligada não somente ao drone mas ao barateamento dos SIG bem como à capacidade sempre crescente dos microcomputadores Com a utilização dos drones e VANT o tamanho da área imageada fica mais restrito No entanto essa restrição é compensada pela resolução espacial que dependendo da altitude em que é feito o imageamento chega a ser de 1cm A resolução temporal oferecida permite a geração de imagens no momento de interesse ou com a frequência que for necessária incluindo o estudo e monitoramento de processos ou fenômenos efêmeros ou de rápido desenvolvimento Para recobrimento de áreas grandes 1000 há ou obras lineares extensas entretanto devese considerar o VANT que trabalha com um longo alcance e maior autonomia mais caro embora devase respeitar às restrições da ANAC Agência Nacional de Aviação Civil e o custo computacional de processamento de imagens Os principais usos de drones e VANTs atualmente são Agricultura de precisão e engenharia florestal detecção de falhas no plantio detecção de pragas monitoramento do crescimento monitoramento de estresse hídrico Meio ambiente e licenciamento ambiental diagnóstico ambiental monitoramento ambiental desastresemergências ambientais fiscalização ambiental mapeamento de processos erosivos Engenharia e mineração monitoramento de obras extração de volumes de cortes e aterros extração de volumes de minério e estéril Ensino e pesquisa Propaganda e turismo No Brasil o uso de drones e VANTs é normatizado pela ANAC Agência Nacional de Aviação Civil portanto não se trata de uma tecnologia que pode ser usada sem conhecimento prévio tanto da própria tecnologia como das leis vigentes ATENÇÃO 93 O Instituto Estadual de Florestas IEF coordena orienta e executa as atividades de monitoramento inventário e mapeamento da cobertura vegetal do Estado de Minas Gerais acompanhando especialmente a exploração sustentável das florestas e coletando dados relativos ao uso do solo Este site portanto seria um importante link de acesso ao conhecimento da implantação na prática Para conhecer o portal acesse httpwwwiefmggovbr DICA 94 Neste tópico você aprendeu No geoprocessamento os processos possuem uma ordem lógica de execução A tentativa de pular etapas não impossibilita a obtenção de resultados mas é certo que estarão comprometidos não podendo assim ser entendidos como resultados confiáveis Os dados precisam ser trabalhados ou processados seguindo critérios técnicos para que sejam confiáveis tanto em sua origem como nos resultados obtidos Os critérios técnicos devem ser previamente definidos definição que somente é possível de ser realizada por quem tem a competência de avaliar tanto os dados coletados como o tipo de resultado pretendido O GPS permite que qualquer usuário em qualquer local da superfície terrestre consiga definir sua localização por meio de um aparelho receptor uma vez que tenha no mínimo o sinal de quatro satélites o que é conhecido como posicionamento 3D A democratização do acesso aos drones e VANT possibilita ao usuário o controle de todas as etapas da produção de informações espaciais sendo que um mesmo usuário pode realizar as etapas de campo aéreo e de gabinete finalização com imediato resultado em forma de mapas relatórios ou planilhas Essa possibilidade está diretamente ligada não somente ao drone mas ao barateamento dos SIG bem como à capacidade sempre crescente dos microcomputadores RESUMO DO TÓPICO 2 95 AUTOATIVIDADE 1 Considerando a importância do conhecimento do espaço para a realização das atividades humanas quais as implicações do desenvolvimento do GNSS no controle do território 2 Os satélites possuem uma configuração espacial formando uma constelação de satélites Levando em consideração os conjuntos possíveis o que significa afirmar que o GPS possibilita um posicionamento 3D 3 O processamento de imagens é um conjunto de procedimentos voltados ao tratamento e à manipulação por computador dos produtos originados dos sistemas sensores cuja entrada e saída do processo são imagens Tendo isso em vista com relação ao que remeta às principais características do processamento digital de imagens no contexto do geoprocessamento assinale a alternativa CORRETA a Aplicação de técnicas automatizadas por computadores sem interferência humana marcadas pelo uso de algoritmos que analisam os aspectos quantitativos dos valores dos pixels b Correção de informações originadas pela interferência atmosférica na transmissão e recepção de sinais dos sistemas sensores tendo grande relevância a análise realizada pelos seres humanos c Estabelecimento de um par de coordenadas geográficas a um ponto da imagem processo este que é automatizado e pouco suscetível a erros d Geração de planilha de dados para o controle das características radiométricas de um determinado produto oriundo de um sistema sensor e Elaboração de produtos cartográficos com os elementos necessários para a sua leitura como a presença de uma grade de coordenadas escala simbologia de fácil leitura e alta confiabilidade cartométrica 4 Antes de usarmos os dados para a obtenção de resultados precisamos manipulá los de forma a deixálos o mais correto possível Levando em consideração tais informações correspondem ao préprocessamento I Correção Radiométrica correção de ruídos este recurso tem a função de minimizar diferenças entre os níveis de cinza registrados por uma matriz de detectores Tais diferenças ocorrem devido a problemas de calibração dos detectores II Correção geométrica os programas de correção geométrica têm a finalidade de reorganizar os pixels da imagem em relação a determinado sistema de projeção cartográfica III Correção atmosférica este tem como objetivo reduzir o efeito da interferência da atmosfera sobre os valores de nível de cinza registrados em uma dada cena 96 Assinale a alternativa CORRETA a Somente a sentença I está correta b As sentenças II e III estão corretas c As sentenças I e III estão corretas d As sentenças I e II estão corretas e As sentenças I II e III estão corretas 5 No início do uso das tecnologias geográficas as imagens de satélites quando eram processadas e disponibilizadas em computadores ainda não estavam disponíveis para serem utilizadas Devido aos baixos contrastes espectrais e a refletância da radiação eletromagnética a visualização de detalhes nas imagens era dificultada assim era necessário que passassem por um processo Portanto analise as alternativas e assinale a que corresponde às técnicas utilizadas para o tratamento de imagens a Imagem digital técnica de realce técnica de classificação e préprocessamento b Imagem digital técnica de geoprocessamento técnica de SIG e classificação de espaços geográficos c Imagem geográfica técnica de realce técnica de classificação e pós processamento d Figura digital técnica de realce técnica de classificação e préprocessamento e Imagem digital técnica de geoprocessamento técnica geográfica e pós processamento 97 TÓPICO 3 AS FERRAMENTAS MAIS COMUNS NO GEOPROCESSAMENTO UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO Nesta unidade trabalharemos com as ferramentas computacionais mais comuns no geoprocessamento o CAD o SIG e o Surfer Os CAD Computer Aided Design são softwares que auxiliam no desenho digital sendo muito úteis para o geoprocessamento na medida em que tornam possível visualizar de maneira exata como um determinado projeto será antes de sua execução Entretanto apresentam certas limitações para a análise geográfica como veremos adiante Os SIG Sistemas de Informação Geográfica atuam como sistemas computa cionais que possibilitam fazer o tratamento de dados geográficos Destacamos assim que os SIG armazenam os atributos dos dados e a geometria dos diferente dados ge ográficos já que ambos tem de estar georreferenciados a fim de localizar o fenômeno na superfície terrestre Como os SIG apresentam a necessidade básica de cada objeto geográfico representado precisam armazenar seus atributos e a variação gráfica asso ciados a temas como cadastro urbano rodovias agricultura uso de solo vegetação geologia declividade rede de drenagem entre outros Podemos utilizar os SIG para elaborar mapas banco de dados geográfico e análises espaciais de fenômenos Por fim também estudaremos as principais funcionalidades do Surfer um software voltado para criação de superfícies capaz de realizar diversas interpolações com os dados coletados Tenham todos uma ótima leitura e bons estudos 2 O USO DO CAD COMPUTER AIDED DESIGN NO GEOPROCESSAMENTO O termo CAD é comumente empregado como a sigla de Computer Aided Design que traduzido para português significa Desenho Assistido por Computador Como o nome sugere ele é um software voltado para a confecção de desenhos no ambiente digital atualmente muito empregado para auxiliar as etapas de desenvolvimento e a fabricação de produtos em geral Essa tecnologia é utilizada sobremaneira na Arquitetura e na Engenharia porque auxilia a elaboração de projetos com variados níveis de detalhamento e elevada exatidão geométrica Na maior parte das aplicações de CAD os desenhos não obtêm características descritivas apenas propriedades gráficas Na Geografia o uso do CAD acontece de maneira rotineira mas este apresenta algumas 98 limitações que o tornam insuficiente para a análise espacial Isso acontece porque diferentemente dos Sistemas de Informação Geográfica SIG os CAD não apresentam uma integração com um sistema de referência espacial como as coordenadas geográficas limitando a construção de mapas e sua posterior análise Durante a década de 1980 os sistemas de CAD e os sistemas de SIG ainda não se encontravam integrados A compatibilidade entre os sistemas CAD e SIG se originou dos esforços de empresas produtoras de softwares em articular e facilitar essa relação inserindo no mercado produtos com ferramentas que respondessem às necessidades dos dois sistemas em simultâneo A possibilidade de produção de objetos gráficos CAD e a sua ligação à base de dados transforma esses SIG em uma excelente escolha para a formação de informação geográfica e a preparação para tarefas de análise mais complexas Com o progresso do poder de processamento e computadores mais baratos ocorreu um crescimento no número de profissionais que trabalham com o CAD porém grande parte das pessoas que se utilizam desse software visam à criação de desenhos permitindo mais recentemente a elaboração de projetos em três dimensões ao atribuir várias formas de percepção e visão de projetos ocasionando uma diminuição nas falhas dos mesmos Algumas das vantagens na utilização de um CAD são Possibilidade de definir com exatidão a distância entre pontos superfície e linhas que são identificadas por quem está usufruindo Possibilidade de checagem entre dois objetos se não há interferências entre eles Possibilidade de visualização de um mecanismo em funcionamento como um motor ou seja uma animação Possibilidade da utilização de várias cores para representar um objeto de estudo como exemplo um motor de um carro em que cada peça tem uma cor facilitando a identificação de cada peça na topografia ainda podese adicionar cor em cada linha para representação Aumento da capacidade de um projetista Permite a visualização do produto projetado no monitor virtual proporcionando redução do tempo de análise e verificação do projeto pois com prazos e custos menores há um aumento na produtividade Melhoramento da qualidade de um projeto o CAD permite uma análise mais completa do produto em que se dá um maior número de possibilidades a serem investigadas em um curto tempo propiciando menores erros de projeto e projetos com melhores qualidades Na qualidade de comunicação o CAD fornece desenhos com melhores qualidades de engenharia normalização nos detalhes menos erros de dimensões e maior compreensão dos detalhes Esses elementos citados sem dúvidas contribuem para a comunicação nos serviços da engenharia e outros setores IMPORTANTE 99 A utilização de um CAD contém também algumas desvantagens tais como Um software pago apresenta alto custo de aquisição Custo de hardware os computadores precisam ter placas gráficas e alta velocidade de processamento sendo recomendável um monitor com no mínimo 17 polegadas Custo com a formação de utilizadores atualmente há muitos centros de formação mas seu preço ainda é alto Para trabalhar com um software de CAD é necessário um computador que possua uma placa de vídeo com uma capacidade de processamento suficiente o que tem se tornado cada dia mais comum e acessível ao grande público bem como teclado mouse dentre outros componentes mais específicos tais como Lightpen é um dispositivo parecido a uma caneta que quando é apontado para algum ponto do vídeo desenha figuras e indica pontos na tela Mesa digitalizadora pode ser utilizada para digitalização dos desenhos e envia coor denadas do seu contorno movimentandose um dispositivo parecido com um mouse Digitalizadores de imagem captam as imagens e as convertem para códigos com isso estes podem ser manuseados no computador Plotters impressoras dispositivos utilizados para impressão dos desenhos do CAD em papéis padronizados como A3 e A4 O CAD é aplicado em criação de desenhos na construção civil geração de cartas topográficas e esquemas elétricos entre outros com resultados em duas e três dimensões Frequentemente os desenhos realizados nos CAD são feitos em apenas duas dimensões altura e largura eixos X e Y dependendo da aplicação desejada o desenho em duas dimensões é suficiente como por exemplo em projetos hidráulicos e eletrônicos bem como os projetos que não possuem a necessidade de dados volumétricos Figura 16 Figura 16 Curvas de Nível em 2D AutoCad Fonte httpsqualificadcombrwpcontentuploads201610criartopografiacomdwg03jpg Acesso em 9 set 2022 100 Embora o desenho em duas dimensões seja suficiente na maioria dos casos há situações em que os dados volumétricos são necessários para uma melhor visualização do projeto em questão Por exemplo na utilização de análises por elementos finitos para verificação de tensões escoamento temperatura etc e ainda quando há a necessidade de se calcular o volume propriedades de massa o eixo de inércia e verificação de interferências O modelo em 3D simula uma terceira dimensão a profundidade ou eixo Z permitindo que se visualize o projeto em variadas perspectivas O modelo tridimensional imita uma peça real em forma virtual e pode ser classificado como estrutura arame ou modelo sólido O modelo com estrutura arame wireframe utilizase de linhas interconectadas como a representação na figura a seguir Figura 17 Estrutura arame wireframe Fonte AutoCAD for Beginners 2007 Como observamos na Figura 17 a representação com estrutura arame fica muito confusa pois as linhas que estão no outro lado também são representadas fazendo surgir a confusão A ausência de um plano sólido polui visualmente o projeto o que pode levar a uma leitura exaustiva e induzir o projetista a conclusões equivocadas sobre o objeto em questão Já o modelo sólido como veremos na Figura 18 é representado por um sólido real no qual a visão do alvo é muito mais concreta e familiar para a percepção humana Em modelos que representam a superfície da Terra o uso do 3D torna a visualização e a captação das informações gerais de um determinado espaço representado muito mais rápidas embora possam dificultar a realização de cálculos matemáticos para a determinação da declividade por exemplo 101 Figura 18 Exemplo de modelo sólido Fonte httpsi0wpcomtemptablecombrwpcontentuploads20160317freecad jpgresize7682C432ssl1 Acesso em 29 ago 2022 Para a escolha de um CAD que corresponda as suas necessidades temos que conhecer aqueles que estão à disposição atualmente os quais podem ter licença de atualização gratuita ou paga Em alguns casos a aquisição do gratuito atende às necessidades requeridas Alguns softwares CAD gratuitos são QCAD seu projeto foi iniciado no ano de 1999 disponível para Mac Windows e Linux a versão para Linux é 100 gratuita LibreCAD é um aplicativo gratuito CAD de código aberto para Windows Apple e Linux Suporte e documentação estão livres da nossa grande comunidade dedicada a usuários colaboradores e desenvolvedores DraftSight não é open source mas é gratuito Trabalha com os arquivos em DXF Drawing Exchange Format e DWG Arquivos de vetores de imagens e gera os produtos em PDF Portable Document Format Alguns softwares CAD pagos são AutoCAD criado e comercializado pela Autodesk Inc em 1982 é o CAD mais vendido no mundo e um dos primeiros CADs a ser comercializado em larga escala Seu enorme sucesso pode ocorrer pelo fato de se tratar do CAD mais pirateado no mundo o CAD que apresenta mais cursos para formação e que é rodeado de muitos livros que falam sobre ele SolidWorks adquirido em 1997 pela Dessault Systèmes SA uma empresa francesa Criou a revolução 3D no CAD utilizando uma interface moderna a qual permite uma aprendizagem rápida 102 Atualmente os CAD são ferramentas poderosas para empresas pessoas autônomas entre outros que visam uma produtividade maior e uma competitividade no mercado permitindo a realização de aplicações próprias acelerando e automatizando o método de trabalho em muitas linguagens de programação O CAD vem a melhorar a execução dos projetistas possibilitando a reflexão de decisões importantes a elaboração de um projeto e a produtividade Caro acadêmico é surpreendente o quanto o geoprocessamento é abrangente Vimos que até mesmo sistemas que não foram criados pensando na geoespacialização podem ser utilizados para aumentar a sua eficácia 3 USO DOS SIG SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA NO GEOPROCESSAMENTO Caro acadêmico como vimos anteriormente um SIG é um poderoso conjunto de ferramentas para a coleta armazenamento fácil recuperação transformação e exibição de dados espaciais do mundo real BURROUGH 1986 Com relação ao CAD o SIG tem a capacidade de realizar desenhos cujos elementos estão integrados a um sistema de coordenadas tornando georreferenciados os fenômenos espaciais Os SIG se dedicam a realizar uma análise computacional de elementos geográfi cos Um SIG armazena a geometria e os atributos dos dados que estão georreferenciados isto é localizados na superfície terrestre e representados em uma projeção cartográfica CÂMARA DAVIS 2001 As principais características que um dado tratado no geoproces samento tem são a variedade de fontes que gera e os formatos apresentados O SIG precisa armazenar seus atributos e representações gráficas para cada objeto geográfico trabalhado graças a sua enorme variedade de aplicações e estudos como de florestas cadastros urbanos cartografia agricultura e redes como de água telefonia e energia Assim há três formas de utilização de um SIG Como mecanismo para elaboração de um mapa Como assistência para verificação espacial dos fenômenos Como um banco de dados geográficos com atividades de armazenamento e recuperação das informações espaciais Essas três formas de utilização de um SIG refletem a importância de um tratamento de informações geográficas Burrough 1986 enfatiza que o SIG é um conjunto poderoso de ferramentas para coletar armazenar recuperar transformar e visualizar dados sobre o mundo real Com isso é possível mostrar as características do SIG que segundo Câmara 200 são 103 Inserir e integrar numa única base de dados informações espaciais provenientes de dados cartográficos dados censitários e cadastro urbano e rural imagens de satélite redes e modelos numéricos de terreno Oferecer mecanismos para combinar as várias informações através de algoritmos de manipulação e análise bem como para consultar recuperar visualizar e plotar o conteúdo da base de dados georreferenciados O IBGE lançou o Mapa das Indicações Geográficas do Brasil fruto de uma parceria com o Instituto Nacional de Propriedade Industrial INPI O mapa integra as informações cartográficas referentes aos selos de qualidade e às garantias de procedência de produtos nacionais chamados Selos de Indicação Geográfica localizando as regiões de origem dos 39 produtos e serviços nacionais certificados Continue a leitura deste material acessando httpwwwindegovbrptnoticias inde8321ibgemapeiaareasrelacionadasaselosdequalidadee garantiasdeprocedenciadeprodutosnacionais DICA Embora seja possível pensar que um SIG é somente um software ele é composto por uma variedade de elementos Nem todos os SIG contêm todos esses componentes mas aqueles que são relevantes necessitam estar presentes para que o programa seja apontado como um SIG Em uma visão ampla um SIG possui os seguintes componentes Interface do usuário Entrada e integração dos dados Função em processamento de imagens e de gráficos Visualização e plotagem Armazenamento e recuperação de dados inseridos em um banco de dados geográfico Em um nível intermediário o SIG tem mecanismos de processamento de dados espaciais Em um sistema mais interno ou seja em um sistema de gerência de bancos de dados geográficos o SIG obtém o armazenamento e a recuperação dos dados espaciais e os seus atributos A figura a seguir mostra a relação entre os principais componentes de um SIG 104 Figura 19 Arquitetura de um Sistema de Informação Geográfica Fonte Câmara e Queiroz 2001 p 33 A Figura 20 mostra uma representação da utilização do SIG O seu processo é um ciclo em que os dados são interpretações do mundo real No SIG acontecem os processos de entrada dos dados gerenciamento dos dados armazenamento e observação dos dados que mudam as formas tradicionais de tratamento de dados geográficos Com isso são gerados dados que em sua forma usual são os produtos cartográficos mapas tabelas gráficos entre outros ajudando o usuário a tomar uma decisão acerca de o que trabalhar Com a decisão tomada o usuário manipula os dados referentes ao mundo real podendo com isso alterar esses dados gerando uma nova perspectiva possível Dessa maneira surge a necessidade de novas aquisições de dados de outra realidade e assim sucessivamente Figura 20 Representação esquemática geral de utilização do SIG Fonte Hamada e Gonçalves 2007 Gerenciamento de dados Mundo real Fonte de dados Usuários Análise 105 Um SIG é uma combinação de pessoas dados espaciais e descritivos métodos analíticos hardware e software tudo organizado para automatizar gerenciar e fornecer informações mediante representação geográfica Pessoal recurso importante de um sistema de informação geográfica pois as pes soas é que dão utilidade ao SIG Os usuários devem saber utilizar o hardware o sof tware e mais importante devem ter plena compreensão e conhecimento dos dados para usálos da melhor forma Hardware representa a parte física do sistema na qual consta o computador impressora plotter scanner entre outros Software conjunto de programas de computador que permitem gerenciar pesquisar e analisar informações geográficas Fatos a informação geográfica em formato digital do software em uso Métodos a metodologia e gestão de dados para mantêlos organizados refinados e atualizados Em qualquer sistema especialmente em um SIG o ponto mais importante é ter os dados atualizados capazes de gerar relatórios confiáveis que permitam ao usuário tomar as melhores decisões Figura 21 Estrutura de um SIG Fonte Universidade Santo Tomas 2018 Caro acadêmico é importante destacar que existe uma grande variedade de SIG no mercado alguns de uso gratuito e outros de uso pago A seguir listamos os mais comuns usados no geoprocessamento Spring o início de seu desenvolvimento foi no ano de 1991 pelo INPE em parceria com outras instituições É gratuito e seu objetivo é fornecer um ambiente unificado de sensoriamento remoto e geoprocessamento com funções de processamento de imagens análise espacial modelagem numérica de terreno e consulta a bancos de dados espaciais 106 QGIS é um Sistema de Informação Geográfica SIG amigável um Software livre licenciado sob a GNU General Public License O QGIS é um projeto oficial da Open Source Geospatial Foundation OSGeo Ele roda em Linux Unix Mac OSX Windows e Android e suporta vários formatos vetoriais raster de banco de dados e outras funcionalidades O QGIS fornece um número crescente de capacidades por meio de suas principais funções e complementos Você pode visualizar gerenciar editar analisar os dados e compor mapas impressos obter uma primeira impressão com algumas screenshots e uma lista de recursos mais detalhada GvSIG é um SIG totalmente funcional Open Source Desktop gratuito que proporciona visualização poderosa incluindo mapas temáticos simbologias avançadas e rotulagem mapas raster vetor e geoprocessamento em um único conjunto de software integrados ARCGIS desenvolvido pela ESRI no final dos anos 1990 é um software SIG pago Atualmente o mais utilizado do mundo contendo aplicativos com funcionalidades bem específicas sendo o Arc View a principal ferramenta utilizada para a visualização dos dados e análise e edição e integração de elementos geográficos simples 31 DADOS TRATADOS NO SIG É possível que os dados analisados em um SIG estejam acessíveis de várias formas Além de cartas e mapas imagens e tabelas de atributos há diferentes tipos de dados como MNT Modelo Numérico de Terreno e redes Os MNT podem ser representados matematicamente por meio de pontos e linhas no plano ou grades de pontos e polígono superfície tridimensional Com isso esses modelos possibilitam a produção de uma superfície tridimensional com base nos atributos dos dados dispostos em um sistema As redes são elementos mapeáveis associados às entidades e representam por exemplo a malha urbana a rede de drenagem a rede elétrica a telefonia e as estradas cujos atributos estão presentes no banco de dados do SIG HAMADA GONÇALVES 2007 p 30 conforme exibe a Figura 22 107 Figura 22 Malha urbana cidade de Maringá Fonte httpswwwresearchgatenetfigureFigura11Evolucaodamalhaurbanade Maringa19902014fig9302775810 Acesso em 9 set 2022 32 APLICAÇÕES NO GEOPROCESSAMENTO Os SIG possuem uma aplicação muito diversificada estando presentes tanto em entidades privadas como em órgãos governamentais e não governamentais com o intuito de integrar dados espaciais e dados não espaciais em seus estudos e projetos Existem vários exemplos de sua aplicação como Administração pública gestões cadastrais avaliação predial e territorial gestão da qualidade das águas conservação e manutenção das infraestruturas planos de organização 108 Figura 23 Exemplo de um mapa cadastral Fonte Câmara Davis e Monteiro 2001 p 2 Explorações agrícolas cultivos de campo evolução de uso agrícola manejo de irrigação avaliação do potencial agrícola da terra etc Figura 24 Exemplo de uma expansão agrícola Fonte Bortolon 2007 109 Área urbana planejamento dos transportes desenvolvimento de plano de evacua ção áreas com risco de inundações áreas com risco de deslizamentos localizações dos acidentes Saúde pública distribuições e evoluções das doenças epidemiologia distribuição dos serviços sociais sanitários planos de emergência etc Figura 25 Risco Climático da Dengue Fonte httpwwwterraufprbrportallaboclimasacdengue Acesso em 9 set 2022 Educação aplicar a ferramenta como prática de ensino ao explicar categorias da Geografia como espaço território região e lugar além disso espacializar fenômenos sociais políticos econômicos e culturais 4 VISUALIZANDO SUPERFÍCIES COM O PROGRAMA SURFER O Surfer é um programa que tem como função principal a criação de superfícies com a capacidade de realizar interpolações e modelos em três dimensões para facilitar a visualização espacial O programa Surfer é muito competente para a espacialização dos dados geográficos sendo muito utilizado para a criação de uma base de dados em GRD isto é em grade com valores de X Y e Z para cada ponto tal como exibe a Figura 26 Tal modelo é usado para a elaboração de mapas de isolinhas que são curvas sobre as quais uma dada variável tem o mesmo valor 110 Nesse sentido vamos começar a abordagem com uma ideia de coleta de dados em campo para a construção do arquivo GRD o qual é composto por três dados básicos sendo X e Y para latitude e longitude e Z para variável em que há interesse de espacia lizar em forma de mapa como mostra o exemplo presente na Figura 26 Figura 26 Exemplo de amostragem regular Fonte os autores Figura 27 Exemplo de tabela para a criação do arquivo GRD Fonte os autores A princípio vamos abordar o programa Surfer para a criação de mapas de isolinha e MNT ou MDT isto é Modelo Numérico de Terreno ou Modelo Digital de Terreno Tendo a ideia de como o arquivo GRD pode ser criado trabalharemos com os exemplos para a criação de modelagem de terreno a fim de começar a compreender quais as possibilidades de amostragem de dados para a criação das grades 111 41 AMOSTRAGEM A amostragem corresponde à aquisição de amostras que representam um fenômeno espacial a ser trabalhado Nesse sentido é de suma importância considerar não só o número de amostras coletadas mas também a sua distribuição pelo fenômeno a ser representado Um exemplo claro é que em uma representação de relevo na qual a área é muito plana um número de amostras de altitude muito elevada é desnecessário pois a informação acaba por tornarse redundante Isso não ocorre quando estamos realizando a amostragem de terrenos muito acidentados ou seja com grande diferença de cota Vejamos tal fato representado na Figura 28 Figura 28 Exemplo de relevo plano e relevo acidentado barra de areia no Rio Paraná visão dos morros e parte da orla do Rio de Janeiro Fonte o autor Como vimos nesta figura a área com areia apresenta um relevo plano sendo possível representála com uma malha de pontos bem espaçada uma vez que não há muita variação A situação do Rio de Janeiro porém precisa ser representada por uma malha de pontos mais complexa em decorrência das diferenças de altitude para uma melhor realidade do MNT As formas mais comuns de amostragem são realizadas por GPS arquivos importados de outros sistemas de informação geográfica arquivos CAD levantamentos topográficos que vêm em forma de isolinhas como as cartas do Instituto de Terras Cartografia e Geologia do Paraná ITCG na escala de 150000 que são transformadas em informações digitais entre outras 112 Figura 29 Coleta de dados em campo por meio de estação total Fonte o autor Para a geração do MNT é necessário que as coordenadas estejam dispostas em X Y e Z Assim cada ponto coletado ocupa uma posição em um espaço tridimensional Para essa condição a amostragem feita pode ser classificada como regular semirregular e irregular Dessa forma compreendese como amostragem regular quando as posições de X e Y mantêm uma regularidade de distribuição na área de interesse como apresentado na Figura 29 As amostragens semirregulares mantêm sempre uma regularidade na distribuição dos dados em X ou em Y mas nunca nos dois ao mesmo tempo Existem também as amostragens por perfil que são aquelas que apresentam uma regularidade em uma direção preestabelecida podendo também ser em X ou Y A irregular é caracterizada pela amostragem aleatória que segue padrões de X latitude ou de Y longitude no que diz respeito à direção Agora caro acadêmico vamos analisar alguns exemplos de amostragens encontrados na Figura 30 113 Figura 30 Exemplo de amostragem por ponto Fonte Felgueiras e Câmara 2001 p 97 Caro acadêmico como você pode perceber a amostragem irregular está dire tamente relacionada aos aspectos dos fenômenos representados a regular apresenta uma uniformidade na distribuição dos pontos e coleta Indiferentemente da origem dos dados dos programas e dos sistemas utilizados para manipulálos precisamos nos lembrar de que tanto a coleta de dados quanto os resultados obtidos estarão sempre sujeitos às necessidades e características dos responsáveis IMPORTANTE 42 DADOS PARA MODELO NUMÉRICO DE TERRENO Vamos abordar agora como os dados devem ser tratados isto é processados após a coleta de dados em campo Inicialmente vamos compreender a diferença entre em um arquivo gerado pelo método de interpolação Krigagem e de triangulação Caro acadêmico estamos abordando esse tema pois é de suma importância o método de interpolação uma vez que ele aplica algumas suposições aos dados originais para a melhora do modelo Assim cada tipo de interpolador tem suas especificidades sendo que o melhor para um tipo de condição não é o melhor para outra 114 O método de Krigagem parte para a geração de uma grade de pontos igualmente espaçada pela área representada lembrandose de que como se trata de uma interpolação ele supõe por meio da média móvel ponderada os pontos que faltam para completar a grade Compreendese assim que a Krigagem não tem como objetivo a representação da realidade mas sim as tendências dos pontos que foram coletados em campo Figura 31 Exemplo de Krigagem Fonte os autores Os pontos em amarelo na Figura 31 são os dados coletados em campo já os pontos em preto são os dados gerados pela interpolação pelo método de Krigagem O método de triangulação parte do princípio do agrupamento dos pontos ligandoos de três em três para a formação de triângulos Esse método não interpola os dados criando novas informações mas define a superfície do terreno a partir dos dados coletados em campo não precisando assim de uma grade regular Figura 32 Exemplo de interpolação pelo método de triangulação Fonte os autores 115 O método de triangulação para interpolação é indicado quando se trata de relevos mais acidentados pois ele não suaviza a superfície ficando assim mais próximo da realidade Já o método da Krigagem é mais indicado para representação de relevos mais suavizados uma vez que este ajuda a amenizar as formas mais abruptas representadas chegando mais próximo da realidade Agora que entendemos os dois métodos de interpolação vamos abordar os modelos numéricos de terreno de grade regular e de grade triangular O modelo numérico de terreno com grade regular utiliza o método de Krigagem serve principalmente para representar relevos planos ou suavemente ondulados uma vez que sua malha de pontos apresenta uniformidade ou seja X e Y seguem padrões de espacialização aproximando às condições mais próximas da realidade Figura 33 Exemplo de grade regular para modelo numérico de terreno Fonte Felgueiras e Câmara 2001 p 99 Já no método de triangulação para geração de uma grade de modelo numérico de terreno a interpolação é indicada para relevos mais acidentados pois os pontos da grade são ligados formando triângulos os quais agrupados representam a superfície realçando formas mais pontiagudas 116 Figura 34 Exemplo de grade triangular para modelo numérico de terreno Fonte Felgueiras e Câmara 2001 p 101 Esses triângulos visam interpolar os pontos que não possuem dados coleta dos em campo buscando demonstrar como é o relevo em sua totalidade 43 ABORDAGEM DO MAPA DE ISOLINHAS E O MNT Agora que abordamos os modelos numéricos de terreno com interpolação de Kri gagem e de triangulação vamos trabalhar com fatiamento isto é a inserção de intervalos com valores de interesse que no nosso caso compreende a altitude para o modelo Primei ramente vamos criar um mapa de isolinhas para então criar grupos de interesses Figura 35 Mapa de isolinhas classes de altimetria da bacia do rio Tibagi Fonte os autores Nesta figura a criação de mapas de isolinha está determinando intervalos por cotas de acordo com os interesses do usuário assim esse fatiamento pode ser feito de modo que represente apenas a área de interesse 117 Figura 36 Mapa das cotas da bacia do rio Tibagi Fonte os autores Quando temos uma grade de pontos com os dados X latitude Y longitude e Z altitude uma vez que o programa fatia essas informações em classes de interesse o usuário pode criar tais informações e pelo método de sobreposição juntar os dados das classes altimétricas em um modelo tridimensional de terreno Figura 37 Sobreposição dos mapas de isolinha classificado e o modelo digital de elevação da bacia do rio Tibagi Fonte os autores 118 A utilização do Surfer para a elaboração de modelos digitais de elevação abre caminhos para análises mais complexas em nosso caso o relevo colaborando principalmente na consolidação de ações na área de planejamento É interessante aprender que no geoprocessamento podemos obter resultados tanto em formato bidimensional como tridimensional os quais nos facilitam muito a interpretação final A abrangência e quantidade de softwares que podem e devem ser utilizados no geoprocessamento chega a criar dificuldades para saber qual utilizar então caro acadêmico continuemos nos aprimorando para eliminar essa possível dúvida Neste site será possível ler na íntegra o livro Viagem ao SIG que pode ajudar no planejamento estratégico viabilização implantação e gerenciamento de Sistemas de Informação Geográfica Acesse em httpwww2dcufscarbrferrariviageminicialhtml DICA 119 LEITURA COMPLEMENTAR MANUAIS TUTORIAL DE GEOPROCESSAMENTO No geoprocessamento existem vários softwares e sistemas que podem nos permitir a obtenção dos mais variados resultados os SIG Sistemas de Informação Geográfica estão entre os melhores O que é um SIG SIG é um sistema que processa dados gráficos e não gráficos alfanuméricos com ênfase nas análises espaciais e modelagens de superfícies Algumas definições para SIG Um conjunto manual ou computacional de procedimentos utilizados para armazenar e manipular dados georreferenciados ARONOFF 1989 Um conjunto poderoso de ferramentas para coletar armazenar recuperar transformar e visualizar dados sobre o mundo real BURROUGH 1986 Um sistema de suporte à decisão que integra dados referenciados espacialmente num ambiente de respostas a problemas COWEN 1988 Um banco de dados indexados espacialmente sobre o qual opera um conjunto de procedimentos para responder a consultas sobre entidades espaciais SMITH et al 1987 O que caracteriza um SIG Integra numa única base de dados informações espaciais provenientes de dados cartográficos dados de censo e cadastro urbano e rural imagens de satélite redes e modelos numéricos de terreno Oferece mecanismos para combinar as várias informações através de algoritmos de manipulação e análise para consultar recuperar e visualizar o conteúdo da base de dados e gerar mapas Aplicações de um SIG Ferramenta para produção de mapas Suporte para análise espacial de fenômenos Banco de dados geográficos com funções de armazenamento e recuperação de informação espacial 120 O que é análise espacial Processos de análise espacial tratam dados geográficos que possuem uma localização geográfica expressa como coordenadas em um mapa e atributos descritivos que podem ser representados num banco de dados convencional Dados geográficos não existem sozinhos no espaço tão importante quanto localizálos é descobrir e representar as relações entre os diversos dados Processos de análise espacial típicos de um SIG adaptado de MAGUIRE 1991 Exemplos de Análise Espacial Qual a estrutura de um SIG Um SIG tem os seguintes componentes Interface com usuário Entrada e integração de dados Funções de processamento gráfico e de imagens Visualização e plotagem Armazenamento e recuperação de dados organizados sob a forma de um banco de dados geográficos A interface homemmáquina define como o sistema é operado e controlado No nível intermediário um SIG deve ter mecanismos de processamento de dados espaciais entrada edição análise visualização e saída No nível mais interno do sistema um sistema de gerência de bancos de dados geográficos oferece armazenamento e recuperação dos dados espaciais e seus atributos Fonte httpwwwdpiinpebrspringportuguestutorialintroducaogeohtml Acesso em 10 ago 2022 Análise Pergunta Geral Exemplo Condição O que está Qual a população desta cidade Localização Onde está Quais as áreas com declividade acima de 20 Tendência O que mudou Esta Terra era produtiva há 5 anos atrás Roteamento Por onde ir Qual o melhor caminho para o metrô Padrões Qual o padrão Qual a distribuição da dengue em Fortaleza Modelos O que acontece se Qual o impacto no clima se desmatarmos a Amazônia 121 Neste tópico você aprendeu O geoprocessamento permite o uso de uma gama de sistemas e programas que viabilizarão que os resultados a serem obtidos estejam de acordo com as necessidades do usuário desde que os dados coletados sejam manipulados conforme a exigência desses sistemas e programas Diferentemente dos Sistemas de Informação Geográfica SIG os CAD não apresentam uma integração com um sistema de referência espacial como as coordenadas geográficas limitando a construção de mapas e sua posterior análise Os SIG possuem uma aplicação muito diversificada estando presentes tanto em entidades privadas como em órgãos governamentais e não governamentais com o intuito de integrar dados espaciais e dados não espaciais em seus estudos e projetos Para a geração do MNT é necessário que as coordenadas estejam dispostas em X Y e Z Assim cada ponto coletado ocupa uma posição em um espaço tridimensional Para essa condição a amostragem feita pode ser classificada como regular semirregular e irregular RESUMO DO TÓPICO 3 122 AUTOATIVIDADE 1 Considerando a importância dos métodos de interpolação aponte a diferença entre os métodos de triangulação e o método de Krigagem 2 Considerando as principais características dos CADs e dos SIGs assinale a alternativa que corresponde à principal diferença entre os dois softwares a Enquanto o CAD é capaz de realizar desenhos vetoriais o SIG representa apenas dados em raster b Enquanto o CAD possui uma ampla compatibilidade com banco de dados georreferenciados o SIG trabalha apenas com dados numéricos c Diferentemente do CAD um SIG trabalha com dados georeferenciados d A principal distinção reside nas licenças de uso enquanto o SIG é gratuito o CAD é vendido comercialmente e Enquanto o CAD é capaz de realizar desenhos em raster o SIG representa apenas dados vetoriais 3 A quantidade de dados para a representação topográfica do relevo é variável e depende de uma série de fatores Sobre os critérios para a seleção de pontos de amostragem é correto afirmar que a Quanto mais homogênea for uma determinada superfície menor é a quantidade de pontos a serem coletados b Quanto menos regular for uma superfície mais imprecisa será a representação do relevo c O número de pontos de amostragem está diretamente ligado à disponibilidade de produtos oriundos do levantamento sistemático do território d O fator determinante na escolha do número de pontos para a coleta de dados é a capacidade de processamento de um SIG e Quanto mais irregular é a superfície a ser representada mais provável é que as amostras sejam oriundas de sistemas sensores 4 Os CAD são softwares muito presentes na elaboração de projetos de engenharia embora tenham uma capacidade limitada na produção de mapas Explicite a principal deficiência desse tipo de programa e qual seria mais recomendado para a análise espacial 123 5 O Surfer é um software muito empregado na geração de superfícies sendo de especial interesse da Geografia a produção de interpolações para a análise do relevo As afirmativas a seguir correspondem aos usos possíveis desse software com exceção de a Produção de visualizações personalizadas do espaço sobretudo dos seus aspectos físicos b Geração de modelos virtuais do relevo para o aprimoramento de políticas públicas de uso e manejo do solo c Estimativa da declividade de um terreno calculando a direção do escoamento superficial da precipitação pluviométrica d Correlação de variáveis sobretudo dos aspectos sociais do espaço geográfico a partir de técnicas de interpolação e Estimativa de valores a partir de dados coletados em campo favorecendo uma melhor visualização espacial 125 REFERÊNCIAS BERNARDI J V E LANDIM P M B Aplicação do Sistema de Posicionamento Global GPS na coleta de dados DGA IGCE UNESPRio Claro Lab Geomatemática Texto Didático 2002 31 p Disponível em httpsdocplayercombr813060Aplicacao dosistemadeposicionamentoglobalgpsnacoletadedadoshtml Acesso em 29 ago 2019 BORTOLON E S O et al Potencial de uso do modelo Century e SIG para avaliar o impacto da agricultura sobre estoques regionais de carbono orgânico do solo Revista Brasileira de Ciência do Solo s l v 36 p 831849 2012 BURROUGH P A Principles of Geographic Information Systems for Land Resources Assessment Oxford Oxford University Press 1986 CÂMARA G DAVIS C MONTEIRO A M V Introdução à Ciência da Geoinformação São José dos Campos INPE 2001 Disponível em httpwwwgeolabfaedudescbr paginawebPagina20da20disciplina20geopfilesintoducaopdf Acesso em 31 ago 2022 CAMARA G et al Integrating remote sensing and GIS by objectoriented data modelling Comput Graphics s l v 20 n 3 p 395403 1996 CHUVIECO E Fundamentos de teledetección espacial Madrid Rialp SA 1990 FELGUEIRAS C A CÂMARA G Modelagem Numérica de Terreno In CÂMARA G DAVIS C MONTEIRO A M V Introdução à Ciência da Geoinformação São José dos Campos INPE 2001 Disponível em httpwwwgeolabfaedudescbrpaginaweb Pagina20da20disciplina20geopfilesintoducaopdf Acesso em 15 jul 2019 FLORENZANO T G Imagens de satélite para estudos ambientais São Paulo Oficina de Textos 2002 GONZALEZ R C WOODS R E Processamento de imagens digitais Tradução de Roberto Marcondes César Junior e Luciano da Fontoura Costa São Paulo Editora Edgard Blucher Ltda 2000 HAMADA E GONÇALVES R R V Introdução ao Geoprocessamento princípios básicos e aplicação Jaguariúna Embrapa Meio Ambiente 2007 126 MENESES P R ALMEIDA T Introdução ao processamento de imagens de sensoriamento remoto Brasília CNPq 2012 MENESES P R ALMEIDA T Introdução ao Processamento de Imagens de Sensoriamento Remoto Brasília CNPq 2012 ROSA R Introdução ao sensoriamento remoto Uberlândia EDUFU 1990 SETTI JÚNIOR P T ALVES D B M GOUVEIA T A F Uso integrado dos sistemas Galileo e GPS uma análise da acurácia no posicionamento por ponto com correções atmosféricas In Revista Brasileira de Cartografia Rio de Janeiro v 68 n 3 p 595607 2016 127 GEOPROCESSAMENTO APLICADO UNIDADE 3 OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade você deverá ser capaz de Compreender e aplicar os principais aspectos da produção de mapas Obter configurar e georreferenciar uma imagem de satélite Delimitar planos de informação no SIG Ajustar um produto cartográfico para impressão A cada tópico desta unidade você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado TÓPICO 1 PRODUÇÃO DE MAPAS TÓPICO 2 GEORREFERENCIANDO UMA IMAGEM DE SATÉLITE TÓPICO 3 O MAPA PARA IMPRESSÃO Preparado para ampliar seus conhecimentos Respire e vamos em frente Procure um ambiente que facilite a concentração assim absorverá melhor as informações CHAMADA 128 CONFIRA A TRILHA DA UNIDADE 3 Acesse o QR Code abaixo 129 TÓPICO 1 PRODUÇÃO DE MAPAS UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO Estamos a caminho de concluir nossos estudos portanto vamos focar ainda mais nossa atenção nesta unidade caro acadêmico abordaremos a produção de mapas a partir das técnicas de geoprocessamento A produção de mapas serve como uma ferramenta isto é uma técnica utilizada para representar um determinado fenômeno ou objeto sobre a superfície terrestre Atualmente utilizamse os termos mapa carta e planta os quais estão diretamente ligados à escala de abordagem Para a elaboração dos mapas devemos considerar seus elementos básicos constituintes escala cartográfica título indicação do norte magnético legenda e dados básicos de autoria Portanto tenha uma ótima leitura e excelentes estudos 2 INTRODUÇÃO À PRODUÇÃO DE MAPAS Perceber o mundo é algo fascinante Poder transformar essa percepção em uma linguagem é mais fascinante ainda Assim vamos revisar alguns conteúdos básicos de cartografia para que possamos produzir um produto cartográfico a partir de um SIG A existência de diversos tipos de mapas e cartas abre espaço para que os usuários desses produtos cartográficos tenham a possibilidade de desenvolver estudos que contêm extrema importância no âmbito do planejamento podendo auxiliar na organização e administração de uma cidade um estado ou até mesmo um país JOLY 1990 O geoprocessamento como uma tecnologia que nos auxilia na visualização espacial pode ser um importante aliado na leitura do espaço geográfico O primeiro passo para a elaboração de um mapa é a definição do seu objetivo e do tipo de público ao qual ele se destina Aqui trabalharemos com um projeto cartográfico simplificado para tornar nossa exposição mais didática podendo você caro acadêmico escolher outras localidades e outras finalidades para sua prática Ao longo desta unidade confeccionaremos um mapa com os principais serviços da cidade de Iporã uma pequena cidade localizada na região Noroeste do Estado do Paraná O produto será voltado para todos os possíveis leitores com uma formação básica na leitura de mapas e terá como propósito indicar os principais pontos de lazer serviços públicos e templos religiosos dessa pequena cidade 130 Vale ressaltar conforme MacEachren 1995 que o primeiro passo para a elaboração de um projeto de mapas é a definição do objetivo e do públicoalvo do produto são esses direcionamentos que vão nos ajudar a tomar as decisões projetuais para melhor atender às necessidades dos leitores IMPORTANTE 3 PRODUÇÃO DE MAPAS ENQUADRAMENTO E OUTROS A produção de um mapa é o processo de dispor os seus elementos numa folha de papel de modo que mesmo sem uma descrição um utilizador médio pode entender o seu conteúdo Os mapas são usualmente produzidos para apresentações e relatórios onde a audiência ou leitor é um político cidadão ou aluno sem bases em SIG Assim um mapa terá que ser eficiente na comunicação de informação espacial Elementos comuns de um mapa são o título corpo legenda rosadosventos escala gráfica agradecimentos e limites do mapa Podem ser adicionados outros elementos tais como uma grade ou o nome da projeção do mapa SRC Juntos estes elementos ajudam o leitor do mapa a interpretar a informação presente no mapa O corpo do mapa é a parte mais importante do mapa uma vez que contém a informação do mapa Os outros elementos facilitam o processo de comunicação e ajudam o leitor do mapa a orientarse e a compreender o assunto do mapa Por exemplo o título descreve o assunto e a legenda relaciona os símbolos do mapa com a informação representada Título em detalhe O título do mapa é muito importante porque geralmente é a primeira coisa para onde um leitor vai olhar num mapa É comparável ao título num jornal Deve ser curto mas dar ao leitor uma primeira ideia daquele que representa Fronteira do Mapa em detalhe A fronteira do mapa é uma linha que define exatamente as margens da área mostrada no mapa Ao imprimir um mapa com uma grade que descrevemos a seguir muitas vezes pode encontrar as informações das coordenadas das linhas da grade ao longo das linhas da margem 131 Legenda do mapa em detalhe Um mapa é uma representação simplificada do mundo real e os símbolos do mapa são utilizados para representar objetos reais Sem símbolos não podemos compreender os mapas Para assegurar que uma pessoa compreende o mapa corretamente a legenda do mapa é utilizada para fornecer uma chave para todos os símbolos utilizados no mapa A legenda de um mapa é geralmente representada numa pequena caixa num canto do mapa Contém ícones cada um dos quais a representar um tipo de elemento Por exemplo o ícone de uma casa irá mostrarte como identificar casas no mapa Também poderá usar diferentes símbolos e ícones na sua legenda para mostrar diferentes temas Na figura a seguir temos um mapa com um lago na luz sobreposta azul com linhas de contorno e pontos cotados para mostrar informações sobre o terreno nessa área No lado direito se vê a mesma área com um lago no fundo mas esse mapa tem como objetivo mostrar aos turistas a localização de casas que podem alugar para as suas férias Ele usa cores mais brilhantes um ícone para as casas e palavras mais descritivas e convidativas na legenda Figura 1 Dois mapas da mesma área ambos com um corpo de água no fundo mas com diferentes temas simbologia e cores na legenda Fonte httpsbitly3KFQhel Acesso em 2 set 2022 Seta do Norte em detalhe A seta no norte por vezes chamada de rosa dos ventos é uma figura que mostra as principais direções Norte Sul Leste e Oeste Num mapa é utilizado para indicar a direção do Norte Por exemplo isto significa que uma casa que está localizada ao norte de um lago num mapa esta pode ser encontrada acima do lago 132 Escala em detalhe A escala do mapa é o valor de uma unidade de distância no mapa e representa a distância no mundo real Os valores são expressos na unidade do mapa metros pés ou graus A escala pode ser representada de várias formas como por exemplo em escala numérica como uma razão ou como uma barra de escala gráfica Para expressar a escala numérica é um método utilizado com frequência e tem a vantagem de ser facilmente compreendido pela maior parte dos utilizadores do mapa Outra opção é o método de fração representativa FR onde tanto a distância no mapa como no mundo real são dados na mesma unidade do mapa como uma razão Por exemplo um valor de 125 000 numa FR significa que uma distância no mapa é 125000 parte da distância no mundo vida real O valor 25000 na razão é chamado de denominador da escala Os usuários mais experientes preferem com frequência o métodos da fração representativa uma vez que reduz a confusão Quando uma fração representativa se expressa numa razão muito pequena por exemplo 11000000 chamase de mapa de escala pequena Pelo contrário se a razão é muito grande por exemplo um mapa 150000 é chamado de mapa de escala grande É útil relembrar que uma mapa de escala pequena cobre uma área grande e um mapa de escala grande cobre uma área pequena A expressão da escala como gráfica ou barra de escala é outro método básico de expressar uma escala A escala mostra como distâncias medidas no mapa A distância equivalente no mundo real está escrita acima da barra Logo a escala do mapa pode ser expressa em palavra a como uma proporção b ou como escala gráfica c Os mapas são geralmente produzidos em escalas normalizadas como por exemplo 110000 125000 150000 1100000 1250000 e 1500000 O que significa isso para o leitor do mapa Significa que se multiplicar a distância medida no mapa pelo denominador de escala vai saber a distância no mundo real Por exemplo se medirmos a distância de 100mm num mapa com uma escala de 125000 iremos calcular a distância desta forma 100 mm x 25000 2500000 mm 133 Isso significa que 100mm no mapa é equivalente a 2500000mm 2500 m no mundo real Outro aspecto interessante da escala do mapa é que quanto mais baixo for o valor da escala maior detalhe terá a informação do mapa Ambos os mapa têm o mesmo tamanho mas têm diferentes escalas A imagem à esquerda a seguir tem mais detalhe Por exemplo as casas a sudoeste do corpo de água podem ser facilmente identificadas como quadrados separados Na imagem à direta só se consegue ver um agregado de retângulos e não se consegue identificar as casas com facilidade Figura 2 Mapas com uma área e duas escalas diferentes Fonte httpsbitly3wSEzHj Acesso em 2 set 2022 Os mapas da figura têm uma área e duas escalas diferentes O mapa da esquerda tem uma escala de 125000 A escala do mapa à direita é 150000 4 CONHECIMENTO PROJEÇÕES E PROBLEMAS COMUNS Na área do mapa com os agradecimentos é possível adicionar informação importante Por exemplo informação sobre a qualidade dos dados usados pode ser útil para dar ao leitor uma ideia sobre os detalhes tais como por quem e onde foi criado o mapa Se reparar no mapa topográfico da sua localidade pode ser útil saber quando foi criado e quem o fez Se o mapa já tem 50 anos de idade provavelmente vai encontrar muitas casas e estradas que já não existem e talvez nunca tenham existido Se souber que o mapa foi criado por alguma instituição oficial pode contactála e perguntar se tem uma versão atual do mapa com informação atualizada 134 Grade em detalhe A grade é uma rede de linha sobreposta no mapa para tornar a orientação espacial mais fácil para o leitor As linhas podem ser utilizadas como referência Por exemplo as linhas de uma grade podem representar os paralelos terrestres de latitude e os meridianos da longitude Quando você pretender referirse a uma área em específico no mapa durante a sua apresentação ou num relatório pode dizer as casas próximas da latitude 2604 longitude 3211 são frequentemente expostas a inundações em Janeiro e Fevereiro Figura 3 Figura 3 Elementos de mapas comuns Fonte adaptada de httpsbitly3wSEzHj Acesso em 2 set 2022 As grades linhas vermelhas representam os paralelos da latitude e os meridianos da longitude da Terra Os valores de latitude e longitude no limite do mapa podem ser utilizados para uma melhor orientação Nome da projeção cartográfica em detalhe A projeção do mapa tenta representar a Terra tridimensional com todos os seus elementos como casas estradas ou lagos numa folha de papel plana Como pode imaginar isto é muito difícil e mesmo após centenas de anos ainda não existe uma única projeção que possa representar a Terra na perfeição para qualquer área do globo Cada projeção tem vantagens e desvantagens Para que seja possível criar mapas tão precisos quanto possível as pessoas estudaram modificaram e produziram diferentes tipos de projeções Por fim quase todos os países desenvolveram a sua própria projeção cartográfica com o objetivo de melhorar a precisão dos mapas na sua área territorial 135 Figura 4 O mundo em diferentes projeções Fonte httpsbitly3B8241E Acesso em 2 set 2022 Na Figura 4 à esquerda temos uma projeção de equiarial de Mollweide e à direita uma projeção cilíndrica equidistante Plate Carree Com isto em mente podemos compreender porque faz sentido adicionar o nome da projeção a um mapa Permite ao leitor perceber rapidamente se um mapa pode ser comparado com outro Por exemplo os elementos num mapa com uma projeção de equiareal é muito diferente de elementos projetados numa projeção cilíndrica equidistante Problemas comuns coisas a ter cuidado Por vezes é difícil criar um mapa que seja fácil de entender e bem definido e que apresente e explique todas as informações que o leitor precisa saber Para conseguir isso precisase criar uma organização e composição com todos os elementos do mapa concentrarse na história que quer contar com o seu mapa e como os elementos tais como a legenda barra de escala devem ser ordenados Ao fazer isto vai ter um mapa bem desenhado e educacional que as pessoas gostariam de ver e serem capazes de entender 136 Neste tópico você aprendeu Fazer um mapa significa organizar os elementos do mapa numa folha de papel Os elementos do mapa são o título o mapa o limite do mapa a legenda a escala a seta do norte e a informação complementar A escala representa a razão da distância no mapa com a distância real no terreno Esta é representada nas unidades do mapa metros pés ou graus Uma legenda explica todos os símbolos do mapa Um mapa deve explicar informação complexa de forma tão simples quanto possível RESUMO DO TÓPICO 1 137 AUTOATIVIDADE 1 A produção de um mapa é o processo de dispor os seus elementos numa folha de papel de modo que mesmo sem uma descrição um utilizador médio pode entender o seu conteúdo Os mapas são usualmente produzidos para apresentações e relatórios onde a audiência ou leitor é um político cidadão ou aluno sem bases em SIG Assim um mapa terá que ser eficiente na comunicação de informação espacial Elementos comuns de um mapa são o título corpo legenda rosadosventos escala gráfica agradecimentos e limites do mapa Na área de um mapa com os agradecimentos é possível adicionar informação importante Exemplifique que tipo de informação poderia ser destacada 2 A produção de um mapa é o processo de dispor os seus elementos numa folha de papel de modo que mesmo sem uma descrição um utilizador médio pode entender o seu conteúdo Considerando a afirmativa anterior analise as frases a seguir e indique a opção correta I Os mapas são usualmente produzidos para apresentações e relatórios onde a audiência ou leitor é um político cidadão ou aluno sem bases em SIG II Um mapa terá que ser eficiente na comunicação de informação espacial III Elementos comuns de um mapa podem ser o título corpo legenda rosados ventos escala gráfica agradecimentos e limites do mapa a Nenhuma afirmativa está correta b Apenas a II está correta c Apenas a I e II está correta d Apenas a III está correta e Todas as afirmativas estão corretas 3 A existência de diversos tipos de mapas e cartas abre espaço para que os usuários desses produtos cartográficos tenham a possibilidade de desenvolver estudos que contêm extrema importância no âmbito do planejamento podendo auxiliar na organização e administração de uma cidade um estado ou até mesmo um país JOLY 1990 Tendo em vista os princípios de elaboração e leitura de uma mapa explique o que é necessário fazer para se obter um mapa bem desenhado e educacional 138 4 Os mapas são geralmente produzidos em escalas normalizadas como por exemplo 110000 125000 150000 1100000 1250000 e 1500000 Sobre o que significa isto para o leitor do mapa assinale a alternativa CORRETA a Se multiplicar a distância medida no mapa pelo denominador de escala vai saber a distância no mundo real b A energia eletromagnética não é homogênea quando entra em contato com alguns objetos c Existe algo distorcido da realidade d O tamanho dos objetos sempre é diminuído em 100 vezes do tamanho real e A energia é medida através de intervalos de escala que podem ser identificadas em mapa 5 Um mapa é uma representação simplificada do mundo real e os símbolos do mapa são utilizados para representar objetos reais A respeito disso analise as sentenças seguir I Para assegurar que uma pessoa compreenda o mapa corretamente a legenda do mapa deve ser utilizada para fornecer uma chave para todos os símbolos utilizados no mapa II A legenda de um mapa é geralmente representada numa pequena caixa num canto do mapa Contém ícones cada um dos quais a representar um tipo de elemento Por exemplo o ícone de uma casa irá mostrar como identificar casas no mapa III Sem símbolos não podemos compreender os mapas a Nenhuma afirmativa está correta b Apenas II está correta c Apenas a I e II estão corretas d Apenas a I e III estão corretas e Todas as afirmativas estão corretas 139 GEORREFERENCIANDO UMA IMAGEM DE SATÉLITE UNIDADE 3 TÓPICO 2 1 INTRODUÇÃO Acadêmico no Tópico 2 iremos aprender como é possível obter uma imagem de satélite de boa resolução e de modo gratuito A partir dessa imagem veremos através de um software GIS como gerreferenciála e criar interpretações diversas Na sequência veremos como será possível criar shapesfiles a partir de pontos de interesse do usuário incluído diversos tipos de atributos georreferenciados Por fim desenvolveremos a ideia de delimitar determinados tipos de informações em software GIS que no presente caso abordaremos estudo de caso específico no QGIS Portanto teremos a partir de agora exemplos práticos de execução de tarefas em softwares e para isso ser proveitoso é indispensável uma leitura atenta Tenha ótimos estudos 2 IMAGEM DE SATÉLITE A PARTIR DO GOOGLE EARTH Caro acadêmico depois de termos definido o objetivo e o tipo de público ao qual nosso mapa será direcionado o passo seguinte é obter a fonte dos dados necessários para sua construção Neste caso como propomos um mapa para valorizar os pontos turísticos de uma pequena cidade é importante que a fonte dos dados seja atualizada sobretudo se não houver possibilidade de irmos a campo para a coleta Por ser uma ferramenta gratuita intuitiva e de boa qualidade utilizaremos o software Google Earth Pro para a obtenção de uma imagem de satélite para o seu processamento A versão Pro desse software possui uma série de recursos adicionais se com parada a versão padrão e vem sendo oferecida gratuitamente pela Google a todos os usuários interessados Para realizar o download do Google Earth Pro basta acessar o link httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Após a instalação do software o próximo passo consiste no enquadramento da área de interesse a ser mapeada e aqui lidamos com uma questão de duplo aspecto o aspecto geográfico e o técnico No primeiro aspecto essa etapa consiste no enquadramento de um recorte geográfico adequado suficiente para que toda a área de interesse seja contemplada Devemos controlar as dimensões desse recorte para que não sejam pequenas demais de forma que não enquadrem os limites da cidade ou 140 grandes demais de forma que tornem os aspectos da cidade irreconhecíveis No que se refere ao aspecto técnico essa etapa consiste em localizar no Google Earth Pro a cidade de interesse enquadrandoa de forma suficiente no monitor do computador como mostram as Figuras 5 6 e 7 É importante ressaltar a necessidade de desmarcar todas as opções adicionais de visualização dos dados para não poluir a imagem como mostra a Figura 3 Figura 5 Enquadramento muito pequeno impossibilitando a visualização de toda a cidade Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Figura 6 Enquadramento muito grande impossibilitando a visualização dos detalhes da cidade Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 141 Figura 7 Enquadramento suficiente Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 O segundo passo consiste no ajuste da perspectiva ortogonal do recorte espacial para evitar que a imagem seja trabalhada de maneira inclinada Para tanto basta acessar no menu superior Visualizar Redefinir Inclinação e Bússola como mostra a Figura 8 Figura 8 Redefinição da perspectiva da imagem Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 142 Depois de ajustar a perspectiva do recorte o passo seguinte é salvarmos a imagem para importála no software GIS que no presente caso utilizaremos o QGis Para tanto basta clicar no penúltimo ícone da barra de ferramentas Salvar Imagem e realizar os ajustes indicados nas figuras a seguir desmarcando todos os recursos na Opção de mapas e escolhendo a resolução máxima em Resolução Após esses procedimentos clique em Salvar imagem e escolha um nome e um local para realizar o seu armazenamento Figura 9 O programa levará alguns minutos para finalizar o salvamento Figura 10 Figura 9 Ajustando as opções para o salvamento da imagem Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Figura 10 Caixa de processamento da imagem Após a operação ser concluída a imagem estará no local escolhido para o salvamento Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 143 Pronto Agora temos uma imagem de alta resolução para georreferenciar isto é atribuir as coordenadas em um sistema de referência terrestre que será o objetivo do subtópico seguinte 3 GEORREFERENCIANDO UMA IMAGEM DE SATÉLITE Caro acadêmico nesta etapa realizaremos o georreferenciamento da imagem que acabamos de gerar no Google Earth Pro Essa tarefa só pode ser feita em um SIG logo é necessário instalar o software QGis Neste caso utilizaremos a versão 214 do programa que pode ser encontrada no endereço httpswwwqgisorgptBRsite forusersdownloadhtml Para darmos início ao processo de georreferenciamento o primeiro passo é abrir o programa QGis 214 criando em seguida um novo projeto Para tanto basta acessar no menu superior Projeto Novo como ilustra a Figura 11 Figura 11 Criando um novo projeto no QGis Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Em seguida é necessário habilitar um complemento isto é uma funcionalidade deste software responsável pelo georreferenciamento da imagem Esse procedimento deve ser realizado apenas na primeira vez em que o programa for utilizado sendo esta opção armazenada para usos posteriores Para tanto no menu superior localize o comando Complementos e acesse Gerenciar e Instalar Complementos como mostra a Figura 12 144 Figura 12 Comando básico para gerenciar os complementos do QGis Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Na janela seguinte Figura 13 você deverá localizar o complemento denominado Georreferenciador GDAL que pode ser encontrado digitando esse nome na caixa de buscas dentro da janela que abriu Selecione a caixa de seleção do complemento ativandoo clicando em seguida no botão Fechar Figura 13 Ativando o complemento Georreferenciador GDAL Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 145 Se todos os passos foram realizados corretamente uma nova barra de ferramentas será exibida na tela inicial do QGis Para abrir o georreferenciador selecione o ícone indicado na Figura 14 Figura 14 Acessando a função Georreferenciar Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Uma nova janela será aberta Figura 15 Não se preocupe é esperado que ela esteja em branco Para importarmos a imagem do Google Earth Pro que vamos georreferenciar acesse o menu Arquivo e Abrir Imagem selecionando a imagem salva na etapa realizada no Google Earth Pro Figuras 16 e 17 Figura 15 Janela do georreferenciador Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 146 Figura 16 Comando para abrir a imagem salva do Google Earth Pro Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Figura 17 Após abrir a imagem ela estará visível no georreferenciador Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 A etapa seguinte consiste em identificar os pontos que serão georreferenciados Para isso abra novamente o software Google Earth Pro no enquadramento da imagem salva Para tornar o sistema de referência do QGis e do Google Earth Pro semelhantes vamos configurálo para exibir as coordenadas no sistema UTM No Google Earth Pro acesse no menu superior o item Ferramentas e em seguida Opções Figura 18 147 Figura 18 Colocando as coordenadas no sistema UTM no Google Earth Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Em seguida na opção Mostrar latlong assinale a opção Universal Transversa de Mercator e dê OK para salvar a sua escolha Figura 19 Neste momento as coordenadas geográficas não serão exibidas mais em graus minutos e segundos mas no formato do sistema UTM isto é em coordenadas planas Figura 19 Configurando as coordenadas do Google Earth Pro Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 148 O próximo passo consiste em obter as coordenadas de pelo menos quatro pontos distribuídos ao longo da imagem de satélite no Google Earth É a partir dessas coordenadas que o QGis será configurado para criar um sistema georreferenciado sendo possível interpolar quaisquer outros pontos da imagem Esse procedimento exige um pouco mais de atenção mesmo assim é muito simples clique no ícone Adicionar marcador Figura 20 e coloque quatro marcadores em pontos de fácil visualização como cruzamento de grandes avenidas piscinas ou marcos da paisagem que permitam sua localização posteriormente Figura 20 Adicionando marcadores no Google Earth Pro Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Você poderá configurar o nome dos marcadores posteriormente clicando com o botão direito do mouse sobre o alfinete e acessando o comando Propriedades como mostra a Figura 21 Em Propriedades você terá acesso a um dado fundamental neste nosso exercício as coordenas UTM como indica a Figura 22 149 Figura 21 Propriedades do marcador Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Figura 22 Janela com a latitude UTM e longitude UTM do ponto escolhido Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 150 Após ter acesso às coordenadas desses quatro pontos retorne à janela do georreferenciador do QGis e procure o ícone Adicionar ponto como mostra a Figura 23 Figura 23 Comando para adicionar ponto 1 e em seguida clique sobre o ponto para atribuir as coordenadas 2 Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Após selecionar o comando Adicionar ponto clique o mais exatamente possível sobre cada um dos objetos marcados no Google Earth Pro Cada ponto adicionado será acompanhado de uma janela onde as coordenadas da localidade deverão ser copiadas e coladas lembrese apenas os números sem nenhum espaço Esses dados das coordenadas podem ser obtidos nas propriedades do marcador do Google Earth Pro conforme as Figuras 24 e 25 Após a transcrição das coordenadas clique em OK e adicione os pontos seguintes seguindo os mesmos procedimentos Ao final os pontos acrescentados serão listados na parte inferior do Georreferenciador conforme a Figura 26 Em seguida selecione a opção no menu superior Opções e Configurações de transformação 151 Figura 24 Características dos pontos na parte inferior da janela Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Nesta etapa configure as opções da janela de acordo com a Figura 25 No que se refere à opção do SRC alvo sistema de referência de coordenada é necessária uma pequena revisão sobre os fusos UTM O sistema UTM divide o planeta em várias faixas chamadas de Fusos identificados por seu número correspondente cf GASPAR 2005 No caso deste nosso exercício se faz necessário apenas reconhecer dentro de qual destes fusos a localidade em questão se encontra no Brasil este intervalo varia de 18 a 25 O fuso em questão correspondente à cidade de Iporã PR é de número 22 localizado evidentemente no hemisfério Sul 152 Figura 25 Os fusos do Brasil Fonte httpprojetotaquariantasblogspotcom200908modulo1coordenadasutmhtml Acesso em 13 set 2022 Nesse sentido devese clicar no globinho amarelo para selecionar o SRC alvo correspondente Figura 26 e selecionar o SRC WGS 84 UTM zone 22 S clicando em seguida em OK Figura 26 Configurações de transformação Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 153 Figura 27 Localizando o SRC WGS 84 UTM zone 22 S Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Na caixa Raster de saída devese definir onde o arquivo será salvo e acrescentar um nome a ele Após esta tarefa clique em Ok Em seguida localize o comando Iniciar georreferenciador como mostra a Figura 28 Caso apareça alguma caixa de comando confirme a operação Depois feche a janela e grave as operações realizadas 154 Figura 28 Comando Iniciar georreferenciador Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Figura 29 Clique em gravar na janela que se abrirá ao fechar o Georreferenciador Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Depois de seguir essas etapas retorne à tela inicial do QGis clique em Raster no menu lateral e selecione a imagem que você acabou de salvar Pronto A partir de agora sua imagem está georreferenciada e você pode verificar as coordenadas de qualquer ponto ao mover o cursor sobre eles conforme a Figura 30 155 Figura 30 Abrindo uma imagem georreferenciada Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 4 DELIMITANDO AS INFORMAÇÕES NO QGIS A terceira tarefa que aprenderemos a operar é a delimitação de pontos de interesse em nosso mapa no QGis Todas essas etapas são uma continuidade direta da etapa ilustrada pela Figura 26 O primeiro passo é definir quais informações queremos representar em nosso mapa No caso apenas para título de demonstração vamos inserir três categorias de informações no mapa de Iporã a serviços que compreendem os principais serviços públicos da cidade b lazer que compreende os principais pontos de lazer e c templos religiosos Você poderá propor temas variados para o seu mapa de acordo com as necessidades do utilizador Para darmos início à criação de uma camada de informação acesse no menu superior o item Camada Adicionar camada e Shapefile Figura 31 Será aberta uma nova janela para que você defina as características dessa nova camada Figura 32 156 Figura 31 Criação de nova camada Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Figura 32 Janela de configuração de nova camada Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 157 No item Tipo Figura 32 item 1 selecione o modo de implantação dos símbolos presentes na camada No caso escolhemos o tipo Ponto mas dependendo da escala e da natureza das informações outros modos de implantação podem ser mais conve nientes DENT 1985 DUARTE 2002 Em um segundo momento selecione o SRC que foi anteriormente escolhido para o georreferenciamento da imagem de satélite para evitar incompatibilidades nas informações Figura 32 item 2 Por fim no item indicado pelo número 3 Nome do Novo Campo você deverá escrever os nomes dos campos escolhidos para categorizar as informações no mapa Lazer Serviços Templos aumentando o número máximo de comprimento do nome do campo por exemplo 100 como mostra a Figura 32 item 4 e a cada campo descrito clique no botão Adicionar campos à lista Figura 32 item 5 Depois de repetir esses procedimentos para a inserção individual de cada campo clique em OK conforme item 6 da Figura 32 Em seguida clique no ícone Alternar edição Figura 33 item 1 e Adicionar feição Figura 33 item 2 clicando sobre o ponto da imagem em que deseja acrescentar algum tipo de informação Figura 33 item 3 Após essa etapa será aberta uma pequena janela com os campos adicionados na camada recémcriada Figura 30 no campo correspondente à classe do objeto escreva o nome do ponto e dê OK Figura 33 Atribuindo pontos à imagem Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 158 Figura 34 Digite o nome do ponto na categoria correspondente Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 As etapas ilustradas nas Figuras 33 e 34 devem ser repetidas até a atribuição de todos os pontos de interesse Não se esqueça de sempre salvar as alterações feitas no projeto sobretudo quando criar um arquivo shapefile conforme a Figura 35 Figura 35 Salvando a camada shapefile pela primeira vez Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 A próxima tarefa é classificar os símbolos presentes nos campos adicionados Para isso clique com o botão direito sobre a camada criada que está presente no canto inferior esquerdo do programa Figura 36 e acesse suas propriedades 159 Figura 36 Acessando as propriedades da camada criada Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 A janela que será aberta contém todos os comandos para a formatação e classificação das legendas das classes de informações do shapefile Nesta atividade caro acadêmico daremos ênfase apenas na classificação e na sua simbologia para tanto acesse no menu escuro à esquerda o item Estilo e escolha na janela à direita a opção Categorizado como mostra a Figura 37 Com essa opção definiremos as classes dos fenômenos de cada um dos campos gerados anteriormente nas camadas Lazer Serviços Templos Figura 37 Alterando o estilo das classes geradas Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 160 Em seguida na caixa indicada pelo número 2 da Figura 38 escolha o campo correspondente que deseja classificar e depois clique em Classifica Figura 38 item 3 para exibir todos os objetos presentes na classe selecionada Figura 38 Classificando os itens de uma classe Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Serão exibidas todas as entradas da categoria sendo possível personalizar cada um dos símbolos forma cores tamanhos bastando clicar sobre cada um dos círculos coloridos para escolher as opções do seu interesse Figura 39 Figura 39 Configurando os símbolos da classe Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 161 Você também poderá optar por tornar visível o rótulo de cada um dos símbolos do mapa clicando no menu Rótulos logo abaixo da opção Estilo conforme a Figura 40 Figura 40 Configurando os rótulos dos símbolos Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Depois de completar essa tarefa você irá notar que as classes geradas a partir do campo Lazer estarão visíveis na barra lateral inferior do QGis Para acrescentar as demais classes dos campos Serviço e Templos importe novamente o shapefile salvo Figura 31 no menu Camadas Adicionar camadas e Shapefile Figura 41 realizando as opera ções descritas nas Figuras 32 a 36 mas com os campos restantes Serviços e Templos Figura 41 Classificando as demais classes dos fenômenos Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 162 Ao final do processo o QGis vai exibir a imagem de satélite georreferenciada com os atributos dos pontos de interesse como mostra a Figura 42 Figura 42 Visão da imagem de satélite georreferenciada e com os pontos inclusos Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 163 Neste tópico você aprendeu É possível obter uma imagem de satélite de alta resolução gratuita para georreferenciar A partir de um software GIS com o conhecimento de alguns pontos de controle é possível georrefereicar uma imagem do Google Earth Poderá propor temas variados para o seu mapa de acordo com as necessidades do utilizador A partir de pontos de interesse identificados numa imagem de satélite é possível criar shapefiles com diversos atributos RESUMO DO TÓPICO 2 164 AUTOATIVIDADE 1 O QGis é um SIG gratuito com várias funções mas também algumas limitações no processamento de informações geográficas Sobre essas limitações assinale a alternativa CORRETA a O QGis não é capaz de processar informações geográficas cujo modo de implantação é linear ou zonal b O QGis não é capaz de georreferenciar uma imagem no formato JPEG sem a atribuição manual de ao menos 4 pontos e suas coordenadas c O QGis não apresenta um gerenciador para elaboração dos aspectos gráficos de um mapa sendo necessário o auxílio de softwares complementares d O QGis apenas trabalha com imagens de satélite no formato shapefile impossibilitando que se georreferencie quaisquer outros formatos de imagens e O QGis é incapaz de georreferenciar imagens de satélites em formatos distintos das coordenadas plano retangulares 2 Embora o QGis possua as funções de georreferenciamento alguns procedimentos são necessários para que uma imagem seja georreferenciada Descreva de forma sucinta as etapas necessárias para a atribuição de uma coordenada neste SIG 3 No geoprocessamento os resultados mais comuns são expressos por meio da produção de mapas ou cartas Assinale o nome do componente responsável pela elaboração gráfica do produto cartográfico em seu estágio final a Gerenciador de atlas b Gerenciador do compositor c Gerenciador de impressão d Gerenciador de SRC e Gerenciador de georreferenciamento 4 A legenda de um mapa pode ser considerada uma chave de interpretação isto é um modo de indicar o significado dos símbolos presentes no mapa Sobre as possibilidades de personalização da legenda no QGis todas as funcionalidades a seguir estão presentes no software exceto 165 a Controle da espessura dos símbolos b Definição das cores dos símbolos c Atribuição de valores numéricos aos símbolos d Conversão de um símbolo zonal para linear e Atribuição de rótulos sobre os símbolos 5 Considerando as especificidades que um produto cartográfico apresenta escreva qual critério deve ser utilizado para a definição do recorte espacial na delimitação de uma imagem de satélite no Google Earth 167 TÓPICO 3 O MAPA PARA IMPRESSÃO UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO Caro acadêmico nesta unidade encerraremos nosso conteúdo abordando na prática toda a teoria observada nas Unidades e tópicos anteriores Trabalharemos com uma das ferramentas computacionais gratuitas mais comuns no geoprocessamento o SIG QGIS Nos dias atuais a produção do mapa pode ser considerada de certa forma fragmentada uma vez que existem bancos de dados prontos planos de informação disponíveis na rede e softwares capazes de aplicar algoritmos além de um georrefe renciamento bem mais preciso o que nos possibilita a utilização de fontes de dados distintas e a confecção de mapas muito diversificados Logo na elaboração de um mapa quem produz o produto tem de estar preocupado com as características dos dados e a forma gráfica em que serão representados uma vez que o usuário tem que conseguir visualizar o fenômeno sobre a superfície terrestre Nesse sentido já tendo realizado a obtenção de uma imagem de satélite a georreferenciado faremos agora a transformação em um produto cartográfico a partir do software livre QGis 218 Detalharemos o passo a passo das ações para que ao fim desta unidade você seja capaz de elaborar um mapa a partir de um SIG 2 FORMATANDO O MAPA Nossa quarta e última tarefa caro acadêmico será preparar nosso produto cartográfico para impressão Para tanto acesse no menu superior o comando Projeto e Novo Compositor de Impressão como mostra a Figura 43 168 Figura 43 Caminho para acessar o compositor de impressão Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Após entrarmos nessa nova janela configure a página no formato que achar conveniente a partir das opções presentes no menu lateral direito como mostra a Figura 44 Você poderá definir o tamanho da página sua orientação e outros aspectos Figura 44 Configurações da página Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 169 A confecção e leitura de um mapa são como o aprendizado de uma nova língua com simbolismos e interpretações específicas Portanto a melhor forma de ação é aquela utilizada no aprendizado de qualquer língua conhecer a teoria e praticar IMPORTANTE 3 ACRESCENTANDO O MAPA Dando continuidade ao que foi anteriormente apresentado é necessário adicionar a área em que nosso recorte representado estará presente Clique no ícone Adicionar Imagem Figura 45 item 1 e desenhe a área na folha ao lado nas dimensões que julgar suficientes Figura 45 Acrescentando o mapa à folha Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Para importar o mapa feito no QGis clique no ícone Adicionar novo mapa Figura 46 item 1 e insira o retângulo dentro da área feita no passo anterior Você poderá regular as dimensões do mapa e a escala com o seu mouse 170 Figura 46 Configurando o mapa na área da imagem Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 4 FINALIZANDO O MAPA Continuando ao tratado anteriormente isto é após fazer os ajustes necessários clique no ícone Adicionar nova legenda Figura 47 item 1 e a insira no local desejado Você poderá personalizar o título Figura 47 item 2 o nome e a quantidade de classes desde que desmarque a opção indicada como Atualização automática Figura 47 item 3 Figura 47 Inserindo e configurando a legenda no mapa Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 171 Para adicionar uma barra de escala clique no ícone Adicionar nova barra de escala Figura 48 item 1 sendo possível personalizar sua aparência e subdivisões como mostram os comandos dos itens 2 3 e 4 da Figura 48 Figura 48 Inserindo e configurando uma escala gráfica Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Para acrescentar a indicação do Norte clique no ícone Adicionar imagem e em seguida procure nas opções da barra lateral direita a opção Buscar pastas selecionando em seguida a imagem mais conveniente para seu mapa Figura 49 Figura 49 Adicionando e configurando o indicador do Norte Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 172 Para incluir as coordenadas planas no mapa clique sobre a imagem de satélite Figura 46 item 1 e em seguida na opção Grades da barra lateral direita Figura 50 item 2 adicione uma nova grade configurando seu espaçamento e seu estilo nas opções seguintes Não se esqueça de selecionar o SRC igual ao sistema de referência empregado na construção do mapa como mostra a Figura 50 item 5 Figura 50 Configurando a grade de coordenadas Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Para acrescentar caixas de texto como o título e as informações básicas de elaboração do mapa clique na opção Adicionar novo rótulo Figura 51 item 1 e insira onde desejar 173 Figura 51 Inserindo caixas de texto Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 Para salvar o seu mapa em uma imagem basta clicar em Exportar como imagem no menu superior e seu mapa estará pronto para ser impresso ou compartilhado Figura 52 Figura 52 Visão final do mapa Fonte adaptada de httpswwwgooglecombrearthdownloadgepagreehtml Acesso em 9 set 2022 174 Por fim chegamos ao que é pretendido como um dos resultados no geoprocessamento a elaboração de um produto cartográfico Embora de forma simplificada exercitamos alguns comandos mais básicos para a obtenção de imagens de satélite georreferencia mento e tratamento do projeto gráfico de um mapa que pode ser adaptado as nossas necessidades de análise do espaço geográfico e efetivação de ações práticas nas ativi dades docentes Nesta unidade colocamos em prática uma série de teorias que aprendemos ao longo de nossa disciplina sintetizadas na elaboração de um produto cartográfico Embora o tema do mapa seja as principais localidades de uma cidade podemos adaptar todo o nosso conhecimento acumulado em geoprocessamento e cartografia para elaborarmos outros tipos de produtos No segundo tópico aprendemos a obter uma imagem de satélite a partir do Google Earth Pro configurála adequadamente e exportála para que realizemos seu ge orreferenciamento Também vimos como ajustar o tipo de coordenada que será do nosso interesse garantindo a compatibilidade das informações entre diferentes softwares No terceiro tópico aprendemos a atribuir as coordenadas planas em quatro pontos da imagem de satélite permitindo que o SIG QGis georreferencie a imagem para que possamos estipular a localização de qualquer outro ponto na área de interesse Além disso também aprendemos a incluir informações e categorias de fenômenos espaciais para tornar nosso mapa um produto mais infor mativo e auxiliar na exploração do espaço geográfico Por fim introduzimos os passos básicos para a elaboração de um mapa no gerenciador de impressão do QGis vendo como alguns elementos básicos como a legenda a escala a indicação do norte magnético e as informações gerais do mapa podem ser incluídos e personalizados Esperamos que esta unidade possa ter lhe auxiliado a dar os primeiros passos na elaboração de mapas a partir de um SIG sempre lembrando que estes são apenas os passos iniciais de uma longa jornada ATENÇÃO 175 LEITURA COMPLEMENTAR INTRODUÇÃO AO GEOPROCESSAMENTO PRINCÍPIOS BÁSICOS E APLICAÇÃO ESCALA CARTOGRÁFICA Um mesmo fenômeno pode ser representado em muitos níveis de abstração ou em várias escalas cartográficas Toda a representação como toda imagem tem uma certa relação de tamanho ou proporção com o objeto representado e essa proporção é denominada escala A escala é portanto a relação entre o tamanho dos elementos representados em um mapa ou carta e o tamanho correspondente medido sobre a superfície da Terra A escala numérica ou fracionária é apresentada por uma fração cujo denominador representa a dimensão natural ou real e o numerador a dimensão que corresponde ao mapa Por exemplo a escala 150000 ou 150000 indica que uma unidade de medida no mapa 1 cm no mapa equivale a 50000 unidades da mesma medida sobre o terreno 50000 cm no terreno ou 500 metros Definir a escala de trabalho em um projeto de SIG é muito importante A sua escolha depende principalmente da informação que se deseja trabalhar e do nível de detalhamento necessário para se atingir os objetivos do estudo pois por exemplo quando se diminui a escala de um mapa ou carta é difícil ou até mesmo impossível manter o nível de detalhe com que os objetos são representados Para localizar um objeto na superfície terrestre é necessário conhecer sua posição geográfica e para isso sua localização tem que estar determinada em uma rede coerente de coordenadas então quando se dispõe de um sistema de coordenadas fixas podese definir a localização de qualquer ponto na superfície terrestre Os sistemas de coordenadas dividemse em sistemas de coordenadas geográficas ou terrestres e sistemas de coordenadas planas ou cartesianas Segundo Câmara et al 1996 no sistema de coordenadas geográficas ou terrestres cada ponto da superfície terrestre é localizado na interseção de um meridiano com um paralelo Meridianos são círculos máximos da esfera cujos planos contêm o 176 eixo dos polos sendo o Meridiano de Greenwich o meridiano de origem Paralelos são círculos da esfera cujos planos são perpendiculares ao eixo dos polos sendo o Equador o paralelo de origem dividindo a Terra em dois hemisférios Norte e Sul Esse sistema representa um ponto na superfície terrestre por um valor de latitude e longitude A longitude é a distância angular entre um ponto qualquer da superfície terrestre e o meridiano de origem Latitude é a distância angular entre um ponto qualquer da superfície terrestre e a linha do Equador Fonte adaptada de HAMADA E GONÇALVES R R do V Introdução ao Geoprocessamento princípios básicos e aplicação Jaguariúna EMBRAPA 2007 52 p Disponível em httpswwwinfotecacnptia embrapabrinfotecabitstreamdoc153161documentos67pdf Acesso em 10 agosto 2022 177 Neste tópico você aprendeu Nos dias atuais a produção do mapa pode ser considerada de certa forma fragmentada uma vez que existem bancos de dados prontos planos de informação disponíveis na rede e softwares capazes de aplicar algoritmos Um georreferenciamento bem mais preciso possibilita a utilização de fontes de dados distintas e a confecção de mapas muito diversificados Na elaboração de um mapa quem produz o produto tem de estar preocupado com as características dos dados e a forma gráfica em que serão representados uma vez que o usuário tem que conseguir visualizar o fenômeno sobre a superfície terrestre A partir da obtenção de uma imagem de satélite gerreferenciada é possível transformála em um produto cartográfico a partir do software QGis 218 RESUMO DO TÓPICO 3 178 AUTOATIVIDADE 1 Para localizar um objeto na superfície terrestre é necessário conhecer sua posição geográfica e para isso sua localização tem que estar determinada em uma rede coerente de coordenadas então quando se dispõe de um sistema de coordenadas fixas podese definir a localização de qualquer ponto na superfície terrestre Os sistemas de coordenadas dividemse em a Sistemas de coordenadas geográficas e sistemas de coordenadas planas b Sistemas de coordenadas regulares e sistemas de coordenadas irregulares c Sistemas de coordenadas reais e sistemas de coordenadas abstratas d Sistemas de coordenadas universal e sistemas de coordenadas locais e Sistemas de coordenadas mecezóicas e sistemas de coordenadas trilaterais 2 Nos dias atuais a produção do mapa pode ser considerada de certa forma fragmentada uma vez que existem bancos de dados prontos planos de informação disponíveis na rede e softwares capazes de aplicar algoritmos além de um georreferenciamento bem mais preciso o que nos possibilita a utilização de fontes de dados distintas e a confecção de mapas muito diversificados Logo na elaboração de um mapa quem produz o produto tem que estar preocupado com as características dos dados e a forma gráfica em que serão representados uma vez que o usuário tem que conseguir visualizar o fenômeno sobre a superfície terrestre Atualmente existem diversos tipos de softwares de geoprocessamento disponíveis no mercado Indique qual alternativa apresenta dois sistemas utilizados em atividades de Geoprocessamento e que são considerados software livre a QGIS e ArcGIS b ArcGIS e GeoMedia c GeoMedia e QGIS d SPRING e ENVI e SPRING e QGIS 3 Assinale a alternativa que indica corretamente o conjunto de sistemas de softwares e hardwares capazes de produzir armazenar processar analisar e representar inúmeras informações sobre o espaço geográfico tendo como produto final mapas temáticos imagens de satélites cartas topográficas gráficos e tabelas 179 a Sistema de Integrado de Gestão SIG b Sistema de Informação Geográfica SIG c Sistema de Informação Geométrica SIG d Sistema de Institucional Gerenciado SIG e Sistema de Implementação de Gráficos SIG 4 Em geral qualquer fenômeno geográfico pode ser representado utilizando três elementos pontos linhas e polígonos áreas Explique cada um deles 5 Um mesmo fenômeno pode ser representado em muitos níveis de abstração ou em várias escalas cartográficas Toda a representação como toda imagem tem uma certa relação de tamanho ou proporção com o objeto representado e essa proporção é denominada de escala Tendo isto em vista explique como a escala pode ser medida e qual sua implicação em ambiente SIG 181 REFERÊNCIAS DENT B D Principles of thematic map design Massachussetts AddisonWesley 1985 DUARTE P A Fundamentos de Cartografia 2 ed Florianópolis Editora da UFSC 2002 GASPAR J A Cartas e projecções cartográficas 3 ed Lisboa Lidel 2005 JOLY F A Cartografia 6 ed Campinas Papirus 1990 MACEACHREN A M How Maps Work representation visualization and design New York The Guilford Press 1995