LEONARDO BRASIL FELIPE LGE – Laboratório de Geo-Estatística

Faculdade de Geologia - UFPA

Geotecnologias

Objetivo

Sumário

 Definição – Geoprocessamento (SIG e SR)

 Histórico – Softwares para GIS

 Geotecnologias – Cartografia, Sens. Remotos

 Interoperabilidade – GML , GeoBR

 Amazônia

Definição

  Geoprocessamento   Denota a disciplina do conhecimento que utiliza técnicas

matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica e que vem influenciando de maneira crescente as áreas de Cartografia, Análise de Recursos Naturais, Transportes, Comunicações, Energia e Planejamento Urbano e Regional.

  Sistema de Informações Geográficas (SIG) são ferramentas computacionais para Geoprocessamento, permitindo realizar análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados geo-referenciados. (Gilberto Câmara – INPE)

•  GIS (Geographic Information System) •  SIG são sistemas automatizados usados para

armazenar, analisar e manipular dados geográficos, ou seja, dados que representam objetos e fenômenos em que a localização geográfica é uma característica inerente à informação e indispensável para analisá-la.

•  É um software, uma tecnologia que, utilizando recursos de computação gráfica e processamento digital de imagens, associa informações geográficas a bancos de dados convencionais.

DEFINIÇÃO

Definição

Definição

Histórico

Maxicad Sitim/SGI/Spring Cartomic

1986 1984 1986

SAGRE - Sistema Automatizado de Gerência da Rede Externa - VISION e ORACLE - CPqD/TELEBRÁS - 1990

SAGA (Sistema de Análise Geo-Ambiental) - Laboratório de Geoprocessamento do Departamento de Geografia da UFRJ,

sob a orientação do professor Jorge Xavier. 1984

Outros softwares ArcInfo

Outros softwares

Autocad

Formato de intercâmbio de arquivos - DXF

Autocad Map

MicroStation GeoGraphics

GIS – Tipos de dados

Vetorial

Matricial

GIS – Tipos de dados vetoriais

GIS – Tipos de dados matriciais

Representação vetorial x matricial

GIS – Base Cartográfica

Geotecnologias

 Cartografia  Sensoriamento Remoto  Aerofotogrameria  Topografia  GPS  Dados Alfanuméricos

Palestra apresentada no LNCC - Rogério Albuquerque de Almeida

Cartografia

 Conjunto de estudos e operações científicas, artísticas e técnicas, baseado no resultado de observações diretas ou de análise de documentação, visando a elaboração e preparação de mapas, cartas, projetos e outras formas de expressão, bem como sua utilização.

Palestra apresentada no LNCC - Rogério Albuquerque de Almeida

Topografia Astronomia de Posição

Geodésia

Fotogrametria Sensoriamento Remoto

Ciência da computação

Banco de Dados, Computação Gráfica, Estrutura de Dados, Linguagens de

programação

Cartografia - Projeção cartográficas

Animação

Mapas são o mundo reduzido a pontos, linhas e áreas e usam uma variedade de recursos visuais: tamanho, textura ou padrão, cor, orientação e principalmente, a forma definida pela sua projeção.

O elipsóide de revolução é a figura resultante da rotação de uma elipse em torno de um de seus eixos.

Propriedade das projeções   Conformidade: Quando a escala de um mapa em qualquer ponto é a mesma

em qualquer direção, a projeção é dita conforme. Meridianos e paralelos interceptam-se em ângulos retos. A forma é preservada localmente.

  Distância: Uma projeção é dita equidistante quando representa distâncias em escala do centro da projeção para qualquer outro lugar no mapa.

  Ângulo: Um mapa preserva a direção quando os azimutes são corretos em todas as direções - Azimutal.

  Área: Quando um mapa representa áreas globais de modo que todas as áreas tenham a mesma relação proporcional com a verdadeira grandeza, o mapa é um mapa de igual área ou equivalente.

Tipo de projeção   Como a projeção é normalmente resultado de um tratamento

matemático, os limites para concepção de um tipo de projeção são a sua funcionalidade e a manutenção das propriedades geométricas. Existem exemplos de variações de projeção que mesmo não sendo plenamente utilizáveis, mostram a diversidade de possibilidades de representação do globo terrestre.

Cartografia - Outros aspectos relevantes

•  Geodésia (Redes planimétrica e altimétrica)

•  Topografia •  GPS

•  Sensores Remotos - Aerofotogrametria

- Sensoriamento remoto

•  Mapas Analógicos - Digitalização - Rasterização

Coleta de dados

•  A maioria dos satélites de sensoriamento remoto são passivos, isto quer dizer que o sensor capta a energia originada de uma fonte externa ao sistema sensor.

Sensores Remotos

Aerofotogrametria

1- Recobrimento aerofotogramétrico ou vôo aerofotográfico

2- Apoio de campo ou terrestre com Rastreadores Satélite – GPS

3- Aerotriangulação

4- Restituição aerofotogramétrica digital e Geração de Ortofotocartas

5- Reambulação

6- Edição de arquivos para GIS e plotagem dos produtos finais

Recobrimento Aerofotogramétrico

Plano de vôo Esquema de recobrimento

Execução das faixas

Fotoíndice

• Escala da foto • Altitude que a aeronave irá voar • Tipo de filme e filtro • Comprimento total das linhas de vôo • Número de fotos que serão tiradas • Porcentagem de recobrimento longitudinal e lateral, podendo variar de 60% a 80% e 30% a 40%

Aerolevantamento

Apoio de campo ou terrestre com Rastreadores de Satélite – GPS e Aerotriangulação

Trata-se da operação para estabelecer-se um sistema de coordenadas nas aerofotos, para serem

utilizados na fase de aerotriangulação. Com as aerofotos resultantes do vôo, são marcados pontos

notáveis e facilmente foto identificáveis para que possam ser levantados em campo através de

Rastreadores de Satélite - GPS.

Aerolevantamento

Restituição aerofotogramétrica digital e Geração de Ortofotocartas

Aerolevantamento

Reambulação e Edição de arquivos para GIS

Sensoriamento Remoto •  Tomada de imagens a partir de plataformas

espaciais, com sensores montados a bordo de satélites artificiais, capazes de gravitar no entorno da Terra.

Como escolher uma imagem de satélite As PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS são: tamanho da área de cobertura pela imagem, resolução espacial, resolução espectral, resolução temporal, resolução radiométrica e ângulo de iluminação solar.

A resolução espacial determina o tamanho do menor objeto que é possível representar na imagem. Em outras palavras, a resolução espacial da imagem deve ser equivalente com o tamanho do menor objeto que se deseja identificar.

Resolução Espectral

É definida pelo número de bandas espectrais de uma sistema sensor e pela amplitude do intervalo de comprimento de onda de

cada banda.

Resolução Radiométrica

A resolução radiométrica é dada pelo número de valores digitais representando níveis de cinza, usados para expressar os dados coletados pelo sensor. Quanto maior o número de valores, maior é a resolução radiométrica.

Estudo comparativo

PERFILAMENTO A LASER Nova ferramenta que permite a determinação de distâncias a

pontos em uma superfície com uma precisão na direção vertical na ordem de grandeza de um decímetro.

Sendo utilizados aviões com plataforma, é constituído o primeiro emprego do laser scanner, no qual modelos digitais de terrenos são produzidos com alta precisão.

PERFILAMENTO A LASER

Obtenção de registros contínuos de coordenadas espaciais. Um LASER de alta precisão é direcionado para o solo através de uma abertura no fundo de uma aeronave. O sistema emite feixes de luz (LASER) e o LASER varre a superfície do terreno abaixo da aeronave e registra a distância até o solo para cada um dos feixes emitidos, sendo registrado também o respectivo ângulo de inclinação de cada feixe em relação à vertical do lugar.

PERFILAMENTO A LASER - Exemplos

Telecomunicações: posicionamento de antenas receptoras e transmissoras.

OBRAS VIÁRIAS - Para projeto ou para detecção rápida de interferências na faixa de domínio, cálculo de volumes de corte e aterro.

LINHAS DE TRANSMISSÃO - interferência de árvores e outras estruturas na faixa de

domínio, posicionamento de torres e modelagem de catenária de cabos

Interoperabilidade

 XML – Padrão para intercâmbio de banco de dados convencional.

 GML - O consórcio OpenGIS pretende definir um modelo de dados genérico e interfaces padronizadas para acesso a bancos de dados geográficos, baseadas em diferentes softwares.

 Limitações:   Permite operações topológicas de consulta sobre objetos

simples sem permitir a definição de relacionamentos espaciais para definição de restrições;

  Alguns sistemas existentes têm modelos conceituais mais ricos em conteúdo que o OpenGIS;

  O padrão declarativo do SQL tem limitações para tratar com dados geográficos. (Câmara e Egenhofer)

Interoperabilidade  GEOBR (Intercâmbio de Dados Geográficos no Brasil).

INPE

A proposta busca atender a diferentes desafios: • Generalidade: suporta os diferentes tipos de dados geográficos utilizados pelos sistemas comerciais mais comuns no Brasil. • Legibilidade: permite fácil acesso a seu conteúdo e edição externa. • Independência da representação interna de cada máquina. • Flexibilidade: permite adição de novos campos em função de necessidades.

GEOBR

 Cada dado geográfico:  Nome da projeção.  Dados do elipsóide (modelo da Terra

utilizado)  Dados definidores da projeção, como

hemisfério, latitude e longitude de origem, e paralelos padrão (se necessário).

 Escala dos dados.  Coordenadas do retângulo envolvente.

GEOBR

 Tipos de dados

 Feições (Objetos): municípios, lotes (FEATURES).

 Rede: entidades conectadas em topologia arco-nó (NETWORK).

 MNT: altimetria, incidência de poluentes e dados geoquímicos e geofísicos (DTM)

 Temático: Cartografia Temática ou por classificação de imagens de Sensoriamento Remoto (THEMATIC)

  Imagem: são obtidas por satélites de observação da terra, ou a partir de digitalização de fotos aéreas (IMAGEM)

 Não-Espacial: dados adicionais que são utilizados para transmitir informação adicional, que pode não estar geo-referenciada, mas que pode estar relacionada a outros dados geográficos (NON_SPATIAL).

GEOBR

 SUPORTE A DIFERENTES GEOMETRIAS

 Linhas2D: coordenadas vetoriais em 2D(LINES).

 Nós2D: correspondem as entidades de topologia arco-nó(NODES)

 Polígonos: delimitam feições individuais (POLYGONS)

 Rótulos: localizações individuais, associadas a uma descrição de feições (FEATURE_LABELS) , dados Temáticos (CLASS_LABELS).

 Pontos2D: localizações individuais (POINTS).

 Amostras3D: localizações individuais, associadas a amostras de uma grandeza quantitativa, do tipo (X,Y,Z). (palavra-chave: SAMPLES).

  Isolinhas: cota, usadas para transmitir informações 3D (CONTOURS).

 Grade: grade regular consistindo de valor com espaçamento regular

Amazônia

- SIVAM (Sistema de Vigilância da Amazônia)

- IBGE (Diagnóstico Ambiental da Amazônia Legal)

- PRODES (Monitoramento da floresta amazônica por satélite)

- BCDAM (Sistema de bases compartilhadas de dados sobre a Amazônia)

- CANAAM (Cadastro Nacional de Atividades na Amazônia)

Amazônia - SIVAM

12/08/97, assinado convênio com o IBGE visando à criação de uma base de dados georeferenciados para a Amazônia Legal Brasileira. Uma parte do trabalho consistirá na conversão para o meio digital das bases cartográficas e das cartas temáticas de geologia, geomorfologia (relevo), solos e vegetação, produzidas pelo Projeto RADAMBRASIL nas décadas de 70 e 80.

Ao todo serão trabalhadas cerca de 1.600 cartas na escala 1:250.000 que, hoje, em sua grande maioria, estão em meio convencional (papel) e que, além da conversão para o meio digital. 01/10/1997, assinado convênio com o INPE, programa de cooperação técnico-científica para o desenvolvimento de ações destinadas ao aperfeiçoamento do sistema de recepção e processamento de imagens de satélite de sensoriamento remoto.

Palestra apresentada no LNCC - Rogério Albuquerque de Almeida

Subsistema de Aquisição de Dados Sensoriamento Remoto por Satélite

LANDSAT, SPOT, ERS-1, NOAA, GOES, Satélite Sino-Brasileiro (CBERS) e JERS (Japão), entre outros.

Sensoriamento Aéreo • Radar de Abertura Sintética (SAR) • Imageador Multiespectral (MSS) • Sensor Ótico e de Infravermelho (OIS)

Amazônia - SIVAM

• Radar de Abertura Sintética (SAR)

É o principal sensor de aeronave de Sensoriamento Remoto. No modo de mapeamento, o SAR será capaz de gerar imagens com até 3 metros de resolução. O SAR será capaz de adquirir imagens simultâneas de uma mesma área, a fim de serem usadas no mapeamento do relevo.

Amazônia - SIVAM

Amazônia - SIVAM

Imageador Multiespectral (MSS) - Equipado com uma rede de detectores capaz de imagear o terreno em 31 faixas espectrais

Amazônia - SIVAM

Sensor Ótico e de Infravermelho (OIS) - ideal para apoiar operações de natureza crítica, tais como busca e salvamento, ações policiais, combate a incêndios florestais, dentre outras. OIS será capaz de determinar a distância entre a aeronave e a cena imageada, bem como determinar as coordenadas geográficas e a elevação do terreno onde se localiza o alvo de interesse.

Amazônia - IBGE

Diagnóstico Ambiental da Amazônia Legal http://map.ibge.gov.br

As informações estão estruturadas para uso em Sistemas de Informações Geográficas (SIG), com elementos

compatíveis com os mapas utilizados mundialmente e abertos à atualização permanente, podendo servir de

referência e subsídio para cenários e estudos de políticas públicas, projetos de zoneamento ecológico e econômico,

diagnósticos ambientais de bacias hidrográficas etc

O Diagnóstico Ambiental da Amazônia Legal é o maior banco de dados sobre as características físicas e bióticas desta região brasileira de alto

interesse estratégico.

Amazônia - PROJETO PRODES

  MONITORAMENTO DA FLORESTA AMAZÔNICA BRASILEIRA POR SATÉLITE

  Desde 1989, o INPE vem produzindo estimativas anuais das taxas de desflorestamento da Amazônia Legal.

  Julho de 2003 - metodologia de análise de dados, que utiliza o processamento digital de imagens de satélite.

Vantagem: precisão do geo-referenciamento dos

polígonos de desflorestamento, de forma

a produzir um banco de dados geográfico multitemporal.

Amazônia - PROJETO PRODES

Apresentação do projeto

http://www.obt.inpe.br/prodes/apresentacao_prodes.ppt

Amazônia - BCDAM O Sistema de Bases Compartilhadas de Dados Sobre a Amazônia - BCDAM é um sistema de compartilhamento de dados sobre a Amazônia, onde diversas instituições participantes podem disponibilizar, criar sem duplicidades, unir esforços, trocar experiências e buscar informações em outros bancos de dados pertencentes ao grupo

· PRESIDÊNCIA DA REPÚBLICA Agência Brasileira de Inteligência-ABIN Centro Gestor e Operacional do Sistema de Proteção da Amazônia - · MINISTÉRIO DA AERONÁUTICA · MINISTÉRIO DA AGRICULTURA E DO ABASTECIMENTO - EMBRAPA · MINISTÉRIO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA FINEP - IBICT - INPA - MPEG · MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO AGRÁRIO INCRA · MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO · MINISTÉRIO DO EXERCITO Diretoria de Serviço Geográfico - DSG · GOVERNOS ESTADUAIS

FIM

LGE

2101-5900

Prof. Leonardo B. Felipe

lbfelipe@ufpa.br