Introdução histórica dos SIGs

1. Introdução histórica dos SIGs Desde as primeiras civilizações até a atualidade os dados espaciais foram recopilados por navegantes, geógrafos e agrimensores para serem armazenados em um código ou forma pictórica pelos cartógrafos. Romanos => os agrimensores faziam parte do governo. A queda do Império Romano provocou uma parada na agrimensura e na criação de mapas. => Recomeçou com os descobrimentos geográficos na época do Renascimento. Século XVII => Mercator demonstrou que não só o uso de um sistema de projeção matemático e um ajustado sistema de coordenadas melhorava a confiança nas medidas e a localização das áreas de terra, senão que o registro de fenômenos espaciais através de um modelo padrão de distribuição de fenômenos naturais e assentamentos humanos era de um valor incalculável para a navegação, para a busca de rotas e a estratégia militar. Século XVIII => Os estados europeus haviam percebido a grande importância da cartografia sistemática das suas terras. Nasce a Geographical Information Society para a produção de mapas cadastrais e topográficos em todos os países europeus. Século XIX => Começa o estudo da Terra e seus recursos naturais através de cartografias temáticas: Geofísica, Geodésia, Geologia, Geomorfologia, Edafologia, Ecologia e Territorial Cadastral.

2. Introdução histórica dos SIGs Século XX => A demanda de mapas topográficos e de recursos naturais acelerou o desenvolvimento de técnicas de fotogrametria e uso de imagens orbitais, para a elaboração de mapas de grandes áreas com grande precisão. Nas décadas de 60 e 70 se começa a utilizar o computador para as tarefas de confecção de mapas. O principal objetivo era conhecer dados dos recursos naturais do solo e da paisagem, os quais poderiam ser utilizados na gestão otimizada dos recursos naturais, avaliações e planejamentos. Os SIGs se desenvolveram paralelos às técnicas aplicadas a cartografia e à análise espacial. Podemos citar várias disciplinas interrelacionadas como a topografia, cartografia temática, geografia, engenharia civil, planificação rural e urbana, edafologia, inventário, fotogrametria, etc. As últimas incorporações foram a utilização de redes de computadores, sensores remotos e análises de imagens de satélite, coleta de dados através de formulários eletronicos georreferenciado, equipamentos topográficos (estações totais) com bancos de dados, navegadores GNSS, etc..

3. Definições Os SIGs são uma tecnologia que permite fazer a gestão e análise da informação espacial e surgiu da necessidade de resposta rápida para a resolução de problemas do mundo real. O termo Sistema de Informação se refere a união da informação e as ferramentas computacionais (software) para análises com objetivos concretos. Ao incluirmos o termo Geográfica assumimos que a informação é espacialmente explícita, ou seja, se inclui sua posição no espaço. O mundo real passa a ser abstraído em níveis de informação. Estes níveis de informação forma as camadas (layers) que compõem o SIG. A informação espacial das diversas camadas digitais que representam o mundo real representam diversas variáveis ou objetos que podem estar no formato raster ou vetorial. A primeira referência o termo SIG aparece em Tomlinson em 1967: “um software cujo objetivo é desenvolver um conjunto de tarefas com informação geográfica digitalizada”. Se tratava do SIG do Canadá (CGIS).

4. Definições Berry (1987) define SIG como “um software desenhado para a manipulação, análise e cartografia da informação espacial”. Também em 1987, o Departament of Environment dos EUA, define SIG como “um sistema para capturar, armazenar, verificar, manipular, analisar e representar dados que estão espacialmente referenciados a Terra”. No mesmo ano Smith et al. (1987) =>“um banco de dados indexados espacialmente, sobre o qual opera um conjunto de procedimentos para responder a consultas sobre entidades espaciais”. Em 1988 Burrough e McDonnell ampliam o conceito a “um sistema de ferramentas (geralmente softwares) para reunir, introduzir, armazenar, recuperar, transformar e mapear dados espaciais sobre o mundo real com o objetivo de satisfazer múltiplos propósitos”. Para Cowen (1988) é “um sistema de suporte à decisão que integra dados referenciados espacialmente num ambiente de respostas a problemas”.

5. Definições Aronoff (1989) => "Um conjunto manual ou computacional de procedimentos utilizados para armazenar e manipular dados georreferenciados“. Em 1990, o National Center of Geographic Information and Analysis (NCGIA) dos EUA, define SIG como “sistema de hardware, software e procedimentos elaborados para facilitar a obtenção, gestão, manipulação, análise, modelagem, representação e saída dos dados espacialmente referenciados, para resolver problemas complexos de planejamento e gestão territorial”. Câmara e Medeiros (1998) comentam que o termo “Sistema de Informações Geográficas” (SIG) refere-se “àqueles sistemas que efetuam tratamento computacional de dados geográficos”. Comentam ainda que um SIG “armazena a geometria e atributos dos dados que estão georreferenciados, isto é, localizados na superfície terrestre numa projeção cartográfica qualquer”. E também que “os dados tratados em geoprocessamento têm como principal característica a diversidade de fontes geradoras e de formatos apresentados”.

6. Componentes de um SIG • A estrutura de um SIG é composta pelos seguintes elementos: • Usuários: as tecnologias envolvidas nos SIGs possuem um valor limitado sem os especialistas que possam utilizar os sistemas e desenvolver planos de implementação dos mesmos. • Sem o pessoal com conhecimento técnico em desenvolvimento, a informação fica desatualizada, o software não é utilizado em todo o seu potencial e o custo de manutenção do hardware acaba sendo elevado para os resultados obtidos. • Software: os softwares de SIG proporcionam as ferramentas e funcionalidades necessárias para armazenar, analisar e mostrar as informações geográficas. • Os componentes principais dos softwares de SIG são: • Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados. • Interfase gráfica de usuários (IGU) para acesso as ferramentas. • Ferramentas de captura e manipulação da informação geográfica. • Ferramentas de suporte a consultas, análises e visualização de dados geográficos.

7. Componentes de um SIG Hardware: atualmente existem SIGs que funcionam em todos os sistemas operacionais sejam eles em computadores individuais ou em rede. Dados: o componente mais importante de um SIG é a informação. Para atingir os objetivos do SIG os dados devem ter qualidade. A obtenção de bons dados geralmente absorve entre 60 e 80% do orçamento de uma implementação de SIG, sendo um processo demorado. A política de qualquer organização que trabalhe com SIGs deve incluir a manutenção, organização e manipulação dos dados. Métodos: para que um SIG tenha um implementação exitosa deve ter um bom desenho (esquema) e regras de atividades bem definidas, que são os modelos e as práticas operacionais exclusivas de cada organização. Duas frases interessantes: “Se os dados de entrada de um SIG são lixo o resultado de saída do SIG será lixo organizado.” “O melhor software e hardware do mundo não podem compensar a incompetência de quem os maneja.”

8. Componentes de um SIG Em relação aos softwares de SIG podemos dividi-los em 5 partes funcionais: 1) Entrada de dados e verificação (input): Inclui todos os aspectos para capturar dados espaciais de diversas fontes: Mapas existentes, observações de campo e sensores (fotografias aéreas, satélites e instrumentos de gravação) e poder converte-los em um formato padrão. 2) Armazenamento de dados e manipulação do banco de dados: Engloba os procedimentos de localização dos dados, relacionamentos ou topologia e atributos dos elementos geográficos (pontos, linhas, polígonos e entidades mais complexas que representam objetos da superfície terrestre). Componentes de um banco de dados geográfico

9. Componentes de um SIG Em relação aos softwares de SIG podemos dividi-los em 5 partes funcionais: 3) Transformação dos dados: Podemos relacionar dois tipos de operações de transformação: => Transformações necessárias para eliminar erros dos dados ou para atualiza-los ou ainda para ajustamento de problemas de georreferenciamento. => Métodos de análise que podem ser aplicados aos dados para responder as perguntas formuladas ao SIG. As transformações podem ser aplicadas na espacialização dos dados (topologia) e nos aspectos não espaciais dos dados, separadamente ou em combinação. 4) Interação com o usuário: Se refere a qualidade da interface do software com o usuário, buscando com que ela seja o mais amigável possível. 5) Saída dos dados e apresentação (output): Se refere aos formato com que os dados serão apresentados e como os resultados das análises informam aos usuários. Os dados podem ser apresentados na forma de mapas, tabelas ou figuras, sejam elas em meio digital ou analógico.

10. Aplicações dos SIGs Um SIG é uma ferramenta que permite a integração de bancos de dados espaciais e a implementação de diversas técnicas de análise de dados. Portanto, qualquer atividade relacionada com o espaço podem beneficiar-se do trabalho dos SIGs e podemos destacar as seguintes aplicações: => Científicas: ciências ambientais, meio ambiente, desenvolvimento de modelos empíricos, modelagem cartográfica, modelos dinâmicos, sensoriamento remoto, etc. => Gestão: cartografia automática, informação pública, cadastro, planejamento físico, ordenação territorial, planejamento urbano, estudos de impacto ambiental, avaliação de riscos, etc. => Empresarial: marketing, estratégias de distribuição, planejamento de transportes, localização ótima de empreendimentos, etc.

11. Aplicações dos SIGs Apesar de aplicações serem bem diferentes umas das outras os SIGs realizam e executam tarefas comuns: Organização de dados: armazenar dados com o objetivo de substituir as mapotecas analógicas pelas digitais possui vantagens óbvias, entre as quais está a redução do espaço físico necessário, o fim da deterioração dos produtos de papel, a rápida recuperação dos dados, a possibilidade de produzir cópias sem perda de qualidade, etc. Visualização dos dados: armazenar dados com o objetivo de substituir as mapotecas analógicas pelas digitais possui vantagens óbvias, entre as quais está a redução do espaço físico necessário, o fim da deterioração dos produtos de papel, a rápida recuperação dos dados, a possibilidade de produzir cópias sem perda de qualidade, etc. Produção dos Mapas: em geral os SIGs possuem ferramentas completas para produção de mapas, sendo bastante simples a inclusão de grades de coordenadas, escala gráfica e numérica, legenda, indicação do norte e textos. Consulta espacial: possivelmente a função mais importante dos SIGs é a possibilidade de perguntar quais são as propriedades de um determinado objeto, o em que locais acontecem tais propriedades. A interação entre o usuário e os dados se converte em dinâmica e extremamente poderosa.

12. Aplicações dos SIGs Análise espacial: consiste no uso de um conjunto de técnicas de combinação entre os níveis de informação (camadas) com o objetivo de evidenciar padrões ou estabelecer relações dentro dos dados que ficavam anteriormente ocultos ao analista. É uma maneira de inferir significado a partir do cruzamento dos dados. Previsão: um dos propósitos dos SIGs é a verificação de cenários, modificando os parâmetros para avaliar como os eventos, naturais o não, ocorrerão se as condições fossem diferentes, obtendo um conhecimento mais geral dos objetos ou da área de estudos. Criação de Modelos: a capacidade de armazenamento, recuperação e análise de dados espaciais converte os SIGs em plataformas ideais para o desenvolvimento e aplicação de modelos distribuídos espacialmente e para validação de cenários hipotéticos.