Geoprocessamento Aplicado às Ciências Sociais: Fundamentos e Prática com o Software TerraView

1. Geoprocessamento Aplicado às Ciências Sociais: Fundamentos e Prática com o Software TerraView I Workshop de MetodologiaemCiênciaPolítica UFSCar, 14 e 15 de abrilde 2014 Flávia Feitosa flavia.feitosa@ufabc.edu.br

2. PARTE IFundamentos • Conceitos: Geoprocessamento e Sistema de Informações Geográficas (SIG) • O problema da representação computacional do espaço • Tipos de dados espaciais • Estruturas de dados espaciais

3. Quasetudoqueacontece, aconteceemalgumlugar… A importância do “ONDE?” O ESPAÇO como DIMENSÃO ANALÍTICA Um ExemploClássico…

4. O EspaçocomoDimensãoAnalítica Mapa da Cólera, Londres, 1854, Dr. John Snow Epidemia de Cólera Identificação de Clusters, mortes concentradas em algumas áreas da cidade http://en.wikipedia.org/wiki/File:Snow-cholera-map.jpg

5. “On proceeding to the spot, I found that nearly all the deaths had taken place within a short distance of the pump. There were only ten deaths in houses situated decidedly nearer to another street pump. In five of these cases the families of the deceased persons informed me that they always sent to the pump in Broad Street, as they preferred the water to that of the pump which was nearer. In three other cases, the deceased were children who went to school near the pump in Broad Street. Two of them were known to drink the water; and the parents of the third think it probable that it did so.”John Snow, M.D. 18 Sackville Street, September, 1854 Identificou o processo de ocorrência (Relação) http://www.csiss.org/classics/content/8

6. O EspaçocomoDimensãoAnalítica • Tecnologias da InformaçãoGeográfica • Outrasperspectivas e oportunidades de conhecimento • Novasmetodologias de análisee dados quepermitemvislumbrar o que antes era invisívelNovasinterpretaçõessobre a mesmarealidade

7. Geoprocessamento Um conjunto de métodos, técnicas e metodologiaspara o tratamento da informaçãogeográfica

8. Geoprocessamento TermoAmplo! Englobatecnologias de COLETA, ARMAZENAMENTO, TRATAMENTO E ANÁLISE, INTEGRAÇÃO de informaçõesespaciais.

9. Coleta SensoriamentoRemoto Fotogrametria Cartografia Digital GPS Dados alfanuméricos Topografia

10. Armazenamento BANCO DE DADOS GEOGRÁFICO

11. TratamentoeAnálise Análise de Redes Modelagem de dados Geoestatística AnáliseTopológica Reclassificação Álgebra de Mapas

12. Integração Sistemas de InformaçãoGeográfica – SIG Geographical Information Systems - GIS SistemasComputacionaisde Coleta, Armazenamento, Manipulação e Saída de Dados Geográficos

13. Anatomia de um SIG Software Hardware Dados Pessoas Procedimentos Rede Longley , Goodchild, Maguire e Rhind. Sistemas e Ciência da InformaçãoGeográfica. Porto Alegre: Bookman, 2013

14. Softwares SPRING Livre e Open Source Quantum GIS TerraView Livre e Open Source Comercial ArcGIS GRASS Slide: Karine Ferreira

15. Anatomia de um SIG Hardware Conjunto de equipamentosnecessáriosparaque o software possadesempenharsuasfunções. É o componentefísico do sistema, queincluicomputadores e periféricoscomounidades de armazenamento, impressoras, plotter, scanner, etc. Longley , Goodchild, Maguire e Rhind. Sistemas e Ciência da InformaçãoGeográfica. Porto Alegre: Bookman, 2013

16. Anatomia de um SIG Dados Material brutoquealimenta o sistema, permitindogerarinformação. Podemseroriginários de diversasfontes. Longley , Goodchild, Maguire e Rhind. Sistemas e Ciência da InformaçãoGeográfica. Porto Alegre: Bookman, 2013

17. Anatomia de um SIG Pessoas Incluiprofissionaisqualificados, com capacidadeparaprojetar, programar e/oumanter um SIG com dados, realizaranálises e interpretarosresultados. Requertreinamento e experiênciaemdiversoscampos do conhecimento. Longley , Goodchild, Maguire e Rhind. Sistemas e Ciência da InformaçãoGeográfica. Porto Alegre: Bookman, 2013

18. Anatomia de um SIG Procedimentos Técnicasoperacionaisadotadaspelosusuários. Estãodiretamenterelacionadosaoconhecimento e experiência do usuário, que, a partir de um objetivodefinido, submeteos dados a um tratamentoespecíficoparaobterosresultadosdesejados. Grande influêncianaqualidade dos resultados!!! Longley , Goodchild, Maguire e Rhind. Sistemas e Ciência da InformaçãoGeográfica. Porto Alegre: Bookman, 2013

19. Anatomia de um SIG Rede Aumentoprogressivo de importância. SIG e Internet tem sidofortementeintegrados. A tecnologia da Internet estáaumentando o uso e a capacidade de equipamentosportáteisemconjunção da redesemfio. Longley , Goodchild, Maguire e Rhind. Sistemas e Ciência da InformaçãoGeográfica. Porto Alegre: Bookman, 2013

20. Geoprocessamento & SIG Evolução a partir da convergência entre diferentesdisciplinasquetêm a localizaçãogeográficacomoumaquestãoimportante a serobservadaemseusestudos. TECNOLOGIA FRONTEIRIÇA Espaço (computacionalmenterepresentado) comolinguagemcomum

21. Comorepresentar o espaçogeográficonocomputador?

22. REPRESENTAÇÃO = VISÃO REDUZIDA

23. O mundopodesermodelado de muitasformasdiferentes ! NOSSO DESAFIO Escolher representações computacionais mais adequadas para capturar a semântica de nosso domínio de aplicação

24. Como a realidadegeográficapodesermodelada (abstraídaousimplificada) em SIG?

25. Universo Mundo Real Universo Conceitual Universo Representação Universo Implementação Processo de RepresentaçãoComputacional • Níveis de abstração • Mundo Real (Conceitos): lote, tipo de solos • Conceitual: camposcontínuos e objetosdiscretos • Representação: Estrutura de dados - matrizes, vetores • Implementação: códigoemlinguagem de computador

26. MUNDO REAL O QueRepresentar? • Aproximações de entidades realmente existentes (visíveis). Exemplos: edificações, ruas • Conceitos abstratos (invisíveis): exclusão/inclusão social, violência, pobreza/riqueza, desigualdade

27. Universo Mundo Real Universo Conceitual Universo Representação Universo Implementação Processo de RepresentaçãoComputacional • Níveis de abstração • Mundo Real (Conceitos): lote, tipo de solos • Conceitual: camposcontínuos e objetosdiscretos • Representação: Estrutura de dados - matrizes, vetores • Implementação: códigoemlinguagem de computador

28. UNIVERSO CONCEITUAL Objetos vs. Campos (Worboys, 1995) Objetos Discretos: espaço geográfico como uma coleção de entidades distintas e identificáveis Campos Contínuos: espaço geográfico como uma superfície contínua

29. Campos Contínuos geo-campos, superfícies, distribuições, fields, coverage • Espaço geográfico como uma superfície contínua, sobre a qual variam os fenômenos observados. • Para cada ponto da região, temos um valor distinto. ALTITUDE

30. ObjetosDiscretos Espaço geográfico como uma coleção de entidades distintas e identificáveis, com limites bem definidos Cadastro Urbano: Lotes Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) dos Municípios do Estado de São Paulo Fonte: http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/05.059/479

31. Campos ouObjetos? Criminalidadeem São Paulo POLÍGONOS (Taxa porsetorcensitário) PONTOS (Eventos) SUPERFÍCIE Homicídiosdolosos, segundo local de ocorrência do crime. Fonte: SSP (2002). Marcelo Nery (2006). Gestão Urbana: Sistemas de InformaçãoGeográfica e o Estudo da Criminalidade no Município de São Paulo

32. Universo Mundo Real Universo Conceitual Universo Representação Universo Implementação Processo de RepresentaçãoComputacional • Níveis de abstração • Mundo Real (Conceitos): lote, tipo de solos • Conceitual: camposcontínuos e objetosdiscretos • Representação: Estrutura de dados - matrizes, vetores • Implementação: códigoemlinguagem de computador

33. UNIVERSO REPRESENTAÇÃO Vetorial & Matricial Elementos representados de forma mais precisa • Ponto • Linha • Polígono Espaço subdividido em células (ou pixels)

34. UNIVERSO REPRESENTAÇÃO http://gis.sbcounty.gov/images/elevation_map.jpg

35. UNIVERSO REPRESENTAÇÃO ObjetosDiscretos Vetor ??? Campos Contínuos  Matriz/Raster ??? NEM SEMPRE!

36. RepresentaçãoMatricial • Espaçosubdivididoemcélulas (ou pixels) • Célulassãooselementos de umamatrizsobre a qual se constrói a feição a serrepresentada • Cadacélula: um oumaisvalores • Áreaquecadacélularepresenta: ResoluçãoEspacial • Mapaesquerdo com resolução 4X menor

37. Extensão célula Resolução Estrutura de umaMatriz Fonte: Mohamed Yagoub

38. Célula Qualidades (temático): “Alto, baixo”, tipo de solo Quantidades (numérico): altitude, declividade Estrutura de umaMatriz Fonte: Mohamed Yagoub

39. RepresentaçãoMatricial IMAGEM Elementode imagem (“pixel”) proporcionalàenergiaeletromagnéticarefletidaouemitidaporárea da superfícieterrestre

40. RepresentaçãoMatricial

41. Fonte: Mohamed Yagoub ConversãoVetorial Matricial

42. Fonte: Mohamed Yagoub RepresentaçãoMatricial

43. Maioria Águadomina Bordas A A G A G G A B G A A G A A G A B G A A G A G G B B G O Problema da Mistura das Células Fonte: Mohamed Yagoub

44. RepresentaçãoVetorial • Forma maisprecisa de representarfeiçõesgeográficas • Entidadesrepresentadasatravés de trêsformasbásicas: ponto, linhaoupolígono

45. Estruturas de Dados vetoriais • Polígono: começa e termina num mesmo nó • Arcos e Nós • Linha: começa em um nó e termina em outro nó

46. Estruturas de Dados vetoriais • Pontos • Pontos Cotados • Ilha (tipo especial de polígono)

47. Vetores + Tabelas Associação entre Geometria (localização) & Atributos Fonte: http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/05.059/479

48. Contémobjetos com topologiaarco-nó Grafoquearmazenainformaçõessobrerecursosquefluem entre localizaçõesgeográficasdistintas Rede

49. Rede

50. Rede