Fundamentos de SIG. - Sistemas de Informação - Sistemas de Informação Geográfica

1. 1 Fundamentos de SIG. - Sistemas de Informação - Sistemas de Informação Geográfica - Características da Informação Geográfica * espaciais * não-espaciais * temporais - Estruturas de dados vectoriais e matriciais Graça Abrantes

2. Sistema de Informação • Não existe um modo único de interpretar e descrever a realidade • A realidade possui um grande número de características e não é viável representá-las todas num mesmo sistema de informação • Qualquer sistema representa uma dada conceptualização da realidade • Um sistema representa uma descrição parcial da realidade, determinada pelos objectivos a atingir por esse mesmo sistema • Um SI tem várias componentes incluindo, geralmente, uma base de dados Graça Abrantes

3. Base de Dados • É um conjunto de dados relacionados que é utilizado recorrendo a um Sistema Gestor de Bases de Dados (SGBD). • Uma Base de Dados representa uma parte da realidade que é relevante para a resolução de um determinado conjunto de problemas. • Existem no mercado diversos SGBD, os mais utilizados são os SGBD relacionais que permitem criar bases de dados relacionais. Graça Abrantes

4. SIG • Um Sistema de Informação Geográfica (SIG) é um sistema constituído por hardware, software e procedimentos, construído para suportar a captura, gestão, manipulação, análise, modelação e visualização de informação referenciada no espaço, com o objectivo de resolver problemas complexos de planeamento e gestão que envolvem a realização de operações espaciais Graça Abrantes

5. Análise espacial • Análise espacial – conjunto de métodos analíticos que se baseiam na informação relativa à localização no espaço dos objectos ou fenómenos naturais • eventualmente em conjunto com outros tipos de informação Graça Abrantes

6. Informação Geográfica • Características espaciais • métodos para identificar os locais da superfície terrestre: contínuos e discretos • os métodos contínuos utilizam coordenadas para identificar a localização • os métodos discretos (ou indirectos) utilizam outros objectos espaciais cujas coordenadas são conhecidas (por exemplo, os dados estatísticos dos censos por Nut3) • coordenadas geográficas: globais ou do plano  • o erro é uma característica indissociável da informação geográfica e, rigorosamente, deveria ser considerado como uma das dimensões dessa informação • o reconhecimento da sua existência e a sua quantificação são condições indispensáveis para a obtenção de resultados confiáveis Graça Abrantes

7. Outras características • Características não espaciais da I. G. • geralmente organizadas por temas, são de natureza análoga ao que se encontra nos Sistemas de Informação convencionais e descritas por atributos • exemplos de temas: uso do solo, coberto vegetal, fronteiras administrativas, relevo do terreno, ... • exemplos de atributos para um tema de concelhos: nome do concelho, capital do concelho, nº de habitantes no concelho ... • Com alguma frequência, estas características encontram-se organizadas de um modo hierárquico • os atributos são classificados, quanto ao tipo, como alfanuméricos, numéricos inteiros ou reais, lógicos e data Graça Abrantes

8. Características temporais • A necessidade de incluir na informação geográ-fica características temporais tem vindo a fazer-se sentir com crescente relevância • como documentação, quanto ao momento em que a informação foi recolhida • como informação imprescindível para a utilização de alguns modelos que recorrem a taxas de variabilidade por unidade de tempo • actualmente são implementadas recorrendo a atributos tal como as características não espaciais Graça Abrantes

9. Relações espaciais • Os objectos geográficos relacionam-se de diversos modos no espaço • esta qualidade é determinante para a mais valia dos SIG • a definição formal das relações espaciais exige a adopção de uma axiomática para o espaço • o espaço geográfico é normalmente considerado como um espaço Euclidiano Graça Abrantes

10. Tipos de relações espaciais • No espaço Euclidiano podem distinguir-se três tipos de relações espaciais: • métricas • topológicas (A contém B, A intersecta B, o centro de A está contido em B, ...) • de ordem (A está a Norte de B, ...) Graça Abrantes

11. Operações espaciais • Operações elementares sobre objectos • Comprimento de uma linha • Área de um polígono • Perímetro de um polígono • Centróide de um polígono • Buffer de um ponto, de uma linha ou de um polígono • ... • Operações entre objectos • Distância entre pontos: d(a,b)=||a-b|| • Distância entre linhas: distância mínima, … • Distância entre polígonos • Intersecção de linhas e de polígonos • ... Graça Abrantes

12. Estrutura de armazenamento • Os dados são armazenados em ficheiros • iremos utilizar dados armazenados em ficheiros e dados armazenados em bases de dados (um tipo de ficheiro muito particular) • O armazenamento dos dados correspondentes às características espaciais de um conjunto de dados geográficos utiliza • uma estrutura de dados vectorial ou • uma estrutura de dados raster Graça Abrantes

13. Estrutura vectorial • A localização na superfície terrestre é representada por meio de coordenadas geográficas (globais ou do plano): longitude/meridiano/X e latitude/paralelo/Y • as características espaciais dos objectos são representadas como conjuntos de pares ordenados do tipo {(xi,yi),i=1...n} • quando também é considerada a altitude, as características espaciais dos objectos são representadas como conjuntos de ternos ordenados do tipo {(xi,yi,zi),i=1...n} Graça Abrantes

14. Estrutura vectorial • Dimensionalidade dos objectos espaciais • Os métodos de georreferenciação, ao permitirem a definição da localização geográfica dos objectos, estabelecem simultaneamente a sua forma geométrica • ponto - entidade básica, definida por duas coordenadas • linha aberta ou poligonal - definida por uma sequência de pontos • uma sequência de pontos é um conjunto ordenado de pontos • polígono ou região - definida por uma linha poligonal fechada • numa linha poligonal fechada o primeiro e o último ponto são coincidentes • Objectos espaciais complexos são aqueles cuja localização geográfica define um conjunto composto de objectos espaciais simples ou complexos • Independentemente da dimensionalidade dos objectos, as características não espaciais são descritas pelos valores dos respectivos atributos Graça Abrantes

15. 1 1 3 Estrutura matricial ou raster 1 2 3 3 1 1 • A região objecto de estudo, normalmente um rectângulo, considera-se dividida numa grelha de células – ou pixels - com a forma de rectângulos (geralmente, quadrados) de dimensão fixa • estas células constituem uma partição da área de estudo. • A cada célula encontra-se associado o valor de um determinado atributo constituindo uma matriz de números (inteiro, real ou lógico) • eventualmente, o valor de cada célula pode ser o identificador único atribuído a cada objecto de um determinado conjunto de objectos espaciais. • A localização geográfica é determinada pelas coordenadas geográficas de um dos vértices da grelha, pela sua orientação (geralmente Norte-Sul) e pela dimensão do lado do pixel. Graça Abrantes

16. Raster vs. Vectorial • Estruturas de dados espaciais "visão de campos" vs. "visão dos objectos" Graça Abrantes