1 – Definição de Geoprocessamento

Geoprocessamento é a disciplina do conhecimento que utiliza a matemática e a informática para tratar 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.

As ferramentas computacionais do geoprocessamento, permitem realizar análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes em um mesmo banco de dados.

Num país de dimensão continental como o Brasil, com uma grande carência de informações adequadas para a tomada de decisões sobre os problemas urbanos, rurais e ambientais, o Geoprocessamento apresenta um enorme potencial.

2 - Tipos de dados em Geoprocessamento

2.1 – Dados TemáticosDados temáticos descrevem a distribuição espacial de uma grandeza geográfica, expressa deforma qualitativa, como os mapas de solos e a aptidão agrícola de uma região. Estes dados, obtidos a partir de levantamento de campo, são inseridos no sistema por digitalização ou, de forma mais automatizada, a partir de classificação de imagens.

Figura 1 - Mapa de solos do município de Governador Valadares – MG.

2.2 – Dados Cadastrais

Nos dados cadastrais, cada um de seus elementos é um objeto geográfico, que possuiatributos e pode estar associado a várias representações gráficas.

Figura 3 – Exemplo de dado cadastral associado com feição geográfica.

2.3 – RedesNo caso de redes, cada objeto geográfico possui uma localização geográfica exata e está sempre associado a atributos descritivos presentes no banco de dados e geralmente está na forma de linhas.A topologia de redes armazena informações sobre recursos que fluem entre localizações geográficas distintas.

2.4 – ImagensConstituídas por imagens de satélites, fotografias aéreas ou qualquer imagem digitalizada pormeio de “scanners", as imagens representam formas de captura indireta de informação espacial.Armazenadas como matrizes, cada pixel tem um valor proporcional à energia eletromagnética refletida ou emitida pela área da superfície terrestre correspondente.

Figura 4 – Imagem LANDSAT cobrindo parte do Parque Estadual do Rio Doce.

3 – Técnicas de Geoprocessamento

1. Topografia Convencional

Ao contrário do que muitos pensam, as técnicas topográficas convencionais continuam tendo um importante papel no levantamento de informações georreferenciadas. É claro que, embora esses levantamentos possam ser realizados com instrumentos bastante simples, para a obtenção de dados mais exatos e/ou maior rendimento de trabalho, são empregados equipamentos como teodolitos eletrônicos, distanciômetros eletrônicos e estações totais.

2. Sensoriamento Remoto

O Sensoriamento Remoto pode ser definido como a ciência de observação à distância. Isto contrasta com o sensoriamento in situ, onde os objetos são medidos e observados no local onde ocorrem. Em outras palavras, o sensoriamento remoto está relacionado à ausência de contato físico entre o sensor (câmara fotográfica, satélite) e o alvo (objeto). Desta forma, o Sensoriamento Remoto também pode incluir o estudo das técnicas de aerofogrametria e fotointerpretação, uma vez que fotografias aéreas são remotamente captadas.

3. Sistemas de Informações Geográficas (SIG)

Os Sistemas de Informações Geográficas, ou SIGs, são sistemas computadorizados que permitem o manuseio de dados georreferenciados através de quatro módulos de capacidades:

l) Entrada de dados;

2) Gerenciamento dos dados (armazenamento e recuperação);

3) manipulação e análise;

4) Saída (geração de produtos).

4. Sistema de Posicionamento Global (GPS)

O Sistema GPS, foi concebido pelo Departamento de Defesa dos EUA no início da década de l960, sob o nome de projeto NAVSTAR. O sistema foi declarado totalmente operacional apenas em l995. Seu desenvolvimento custou 10 bilhões de dólares. Consiste de 24 satélites que orbitam a terra a 20.200 km, duas vezes por dia, e emitem simultaneamente sinais de rádio codificados. O

sistema fornece a posição tridimensional, dados para navegação e informações sobre o tempo, atendendo toda a porção do globo terrestre em qualquer condição meteorológica, a qualquer horário, o ano inteiro.

Figura 7- Órbita dos Satélites GPS disponíveis.

Preocupados com o uso inadequado , os militares americanos implantaram duas opções de precisão: para usuários autorizados (eles mesmos) e usuários não-autorizados (civis). Os receptores GPS de uso militar têm precisão de 1m e os de uso civil, de 15 a 100 metros. Cada satélite emite um sinal que contém: código de precisão (P); código geral (CA) e informação de status. Como outros sistemas de rádio-navegação, todos os satélites enviam seus sinais de rádio exatamente ao mesmo tempo, permitindo ao receptor avaliar o lapso entre emissão/recepção. A potência de transmissão é de apenas 50 Watts. A hora-padrão GPS é passada para o receptor do usuário. Receptores GPS em qualquer parte do mundo mostrarão a mesma hora, minuto, segundo,... até mili-segundo. A hora-padrão é altamente precisa, porque cada satélite tem um relógio atômico, com precisão de nano-segundo – mais preciso que a própria rotação da Terra. É a referência de tempo mais estável e exata jamais desenvolvida. Chama-se atômico por usar as oscilações de um átomo como "metrônomo". O receptor tem que reconhecer as localizações dos satélites. Uma lista de posições, conhecida como almanaque, é transmitida de cada satélite para os receptores. Controles em terra rastreiam os satélites e mantém seus almanaques acurados. Cada satélite tem códigos P e CA únicos, e o receptor pode distinguí-los. O código P é mais complexo que o CA, quase impossível de ser alterado e somente militares têm acesso garantido a ele. Receptores civis medem os lapsos de tempo entre a recepção dos sinais codificados em CA. O controle de terra pode interferir, fazendo com que alguns satélites enviem seus sinais CA ligeiramente antes ou depois dos outros. A interferência deliberada introduzida pelo Departamento de Defesa dos EUA é a fonte da Disponibilidade Seletiva – Selective Availability (AS). Os receptores de uso civil

desconhecem o valor do erro, que é alterado aleatoriamente e estão entre 15 e 100 metros. Os receptores militares não são afetados.Como não temos acesso ao GPS militar para levantamentos topográficos, utilizamos o GPS comum.Os equipamentos existentes podem ser classificados, quanto à exatidão e finalidade do posicionamento, desde os mais simples, chamados de receptores de navegação, até os mais precisos e sofisticados, para aplicações geodésicas e topográficas.

No modo autônomo (ou absoluto), isto é, usando-se apenas um receptor, a exatidão obtida atualmente é entre 15 e 100 metros, como visto acima.

Uma das alternativas encontradas para a obtenção de resultados mais exatos com o GPS é o posicionamento diferencial, ou seja, a utilização simultânea de dois receptores para, com isso, tentar eliminar os efeitos sistemáticos que influenciam a medida da distância do satélite receptor. Note-se que um dos receptores, chamado de base, deve estar posicionado sobre um ponto de coordenadas rigorosamente conhecidas.

Com o modo diferencial podem-se atingir exatidões de 1m a 5m no posicionamento e, dependendo do equipamento e processamento empregados, essa exatidão pode chegar à casa de milímetros. Portanto, em aplicações envolvendo Topografia e Geodésia, está descartado, pelo menos atualmente, o emprego do GPS no modo autônomo.

3 – Estudo de caso

- Levantamento Topográfico com GPS Geodésico e Estação Total da Propriedade EMBRAPA Caprinos em Sobral-CE, com parceria entre Universidade Federal Rural de Pernambuco e a EMBRAPA.

-Como foi feito:

Do levantamento georreferenciado gerou-se um marco E1 e uma estação E2, e outras estações secundárias até o E27 que serviram de base para a estação total, tendo sido levantados com a mesma mais de 3000 pontos. Foram gerados 142 pontos limites de marcos, 882 pontos para delimitação de cercas internas, 457 pontos referentes a benfeitorias e outros detalhes. Com o GPS Geodésico em modo Cinemático, obteve-se um caminhamento com 432000 pontos, que foram utilizados para gerar as curvas de nível (Fig. 1).

De posse de todas as coordenadas e informações do levantamento foram realizadas as confecções de duas plantas topográficas da fazenda, uma com 97,687 hectares (Fig.2), em escala 1:1500 mostrando os detalhes da sede e curvas de nível de um em um metro, e a segunda com 1169,6452 ha (Fig.3),

em escala 1:7500 mostrando toda a propriedade da fazenda EMBRAPA caprinos, destacando-se benfeitorias, cercas, rios e açudes, evidenciando o relevo com curvas de nível a cada 10 metros.

Neste levantamento encontrou-se uma área total de 1169,6452 ha, sendo menor que a prevista anteriormente em levantamento topográfico de 1984 obtida com teodolito (Fig.4), que foi de 1244,25 ha, detectando-se assim, uma diferença de área de 74,6048 hectares quando comparado os dois métodos de levantamentos topográficos.

-Aspectos positivos da técnica empregada:

Maior precisão de levantamento topográfico e maior celeridade no processo.

-Aspectos negativos da técnica empregada:

O pouco tempo de vida útil da carga da bateria, chegando a quatro ou cinco horas por dia.

Figura 1. Imagem do Auto CAD dos pontos e Figura 2. Desenho de parte da Propriedade onde se

Caminhamentos após o pós-processo. localiza a sede.

Figura 3. Desenho final da Propriedade Embrapa Figura 4. Foto do levantamento feito em 1984, lado

Caprinos. esquerdo

5 – Considerações finais

6 – Referências

FRANCELINO, MÁRCIO ROCHA. INTRODUÇÃO AO GEOPROCESSAMENTO,Caratinga, 2003.

ARONOFF, S. Geographical information System: a management perspective. Ottawa: WDL Publications.1992.

BORROUGH, P. Principles of geography information systems for land resources assessment. Oxford: Clarendon Press.1998.

MARBLE, D. Geographical information system: an overview. In: Pecora 9 Conference, Sioux Falls, S. D. Proceedings... Sioux Falls, S. D. V.1, p. 18-24, 1984.

Site: pt.wikipedia.org/wiki/Geoprocessamento Site: www.ltc.ufes.br/geomaticsce/Modulo%20Geoprocessamento.pdf