SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS

• A década de 1990 foi marcada pela crescente capacidade de análise e tratamento de dados, e pela facilidade do acesso à informação, através de sistemas computacionais cada vez mais simples e baratos.
• No campo de ambiente, diversos dados encontram-se em meio magnético e estruturados de maneira a permitir seu uso e interpretação por órgãos responsáveis, entidades acadêmicas, e organizações não-governamentais.
• Se, por um lado, estes dados estão disponíveis, por outro, frequentemente, sua utilização é limitada pela ausência de integração, qualidade e apresentação.
• Dados coletados por um setor não são utilizados por outros, incorrendo em múltiplos, repetitivos e desconexos sistemas de informações, impossibilitando que ações intersetoriais sejam planejadas em conjunto.
• Além disso, diversos organismos são levados a coletarem dados semelhantes, em sistemas diferentes, limitando e dificultando o acesso às informações.
• A abordagem espacial permite a integração de dados demográficos, socioeconômicos e ambientais, promovendo o interrelacionamento das informações de diversos banco de dados.
• Nesse sentido é fundamental que as informações sejam localizáveis, fornecendo elementos para construir a cadeia explicativa dos problemas do território e aumentando o poder de orientar ações intersetoriais específicas.
• O Geoprocessamento é uma das maneiras de tornar a produção e a análise das informações geográficas mais eficientes, além de mudar o modo como são percebidas e usadas.
• As ferramentas computacionais para Geoprocessamento, denominadas Sistemas de Informação Geográficos - SIG, permitem realizar análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar banco de dados georreferenciados.
• Possibilita uma ampla gama de aplicações, que inclui temas como solos, vegetação, geologia, geomorfologia, cartografia e cadastro urbano.

Organização e Estruturação de Dados em Ambiente SIG

• A recente popularização das técnicas de geoprocessamento tem feito surgir algumas confusões na atribuição dos termos geoprocessamento e Sistemas de Informações Geográficas, que vêm sendo utilizados como sinônimos quando, na verdade, dizem respeito a coisas diferentes.
• O Geoprocessamento é um termo amplo, que engloba diversas tecnologias de tratamento e manipulação de dados geográficos, através de programas computacionais. Dentre essas tecnologias, se destacam: o sensoriamento remoto, a digitalização de dados, a automação de tarefas cartográficas, a utilização de Sistemas de Posicionamento Global - GPS e os Sistemas de Informações Geográficas - SIG.
• Ou seja, o SIG é uma das técnicas de geoprocessamento, a mais ampla delas, uma vez que pode englobar todas as demais, mas nem todo o geoprocessamento é um SIG.
• Os Sistemas de Informações Geográficas - SIG são sistemas computacionais, usados para o entendimento dos fatos e fenômenos que ocorrem no espaço geográfico. A sua capacidade de reunir uma grande quantidade de dados convencionais de expressão espacial, estruturando-os e integrando-os adequadamente, torna-os ferramentas essenciais para a manipulação das informações geográficas.
• A tecnologia de SIG integra operações convencionais de bases de dados, como captura, armazenamento, manipulação, análise e apresentação de dados, com possibilidades de seleção e busca de informações e análise estatística, conjuntamente com a possibilidade de visualização e análise geográfica oferecida pelos mapas.
• Esta capacidade distingue os SIG dos demais Sistemas de Informação e torna-os úteis para organizações no processo de entendimento da ocorrência de eventos, predição e simulação de situações, e planejamento de estratégias.
• Os SIG permitem a realização de análises espaciais complexas através da rápida formação e alternação de cenários que propiciam a planejadores e administradores em geral, subsídios para a tomada de decisões. A opção por esta tecnologia, busca melhorar a eficiência operacional e permitir uma boa administração das informações estratégicas, tanto para minimizar os custos operacionais como agilizar o processo decisório.

Diferenças SIG X CAD

• Outro tipo de confusão, nem sempre por acaso, ocorre com os programas de automação de tarefas cartográficas e visualização de dados, genericamente denominados CAD, que vêm sendo divulgados como algo muito além do que eles verdadeiramente são. Sem dúvida estes sistemas trazem grande contribuição à geração de mapas, e permitem a manipulação dos elementos da representação cartográfica, facilitando a análise espacial.
• Entretanto o SIG supera a simples manipulação de mapas digitais realizada pelo CAD, através da exploração das relações existentes entre seus dados gráficos e descritivos, permitindo a execução de funções de análise espacial, envolvendo proximidade, adjacência e conectividade, além de análises envolvendo compatibilizações de diversos mapas, oriundos de diversas fontes, escalas, sistemas de projeção, etc.
• A crescente divulgação do uso de programas de geoprocessamento nos últimos anos implicou numa visão equivocada, deformada e superdimensionada dos sistemas de CAD cartográficos, que geram frequentemente a expectativa em seus usuários de capacidades (de análise espacial), além das que eles possuem como sistemas automáticos de desenho de mapas. Não há dúvida de que um sistema de automação de mapeamento facilita a manipulação dos elementos da representação cartográfica e, por conta disso, facilita a análise espacial empreendida pelo intérprete do mapa, mas não é suficiente.
• Esta confusão pode ser creditada ao deslumbramento causado pela expressiva facilidade que os sistemas automáticos de desenho trouxeram à produção de mapas e à flexibilidade no arranjo e manipulação de dados que proporcionaram, mais recentemente, a viabilização da associação dos mapas digitais às bases de dados alfanuméricas.

Funções e Objetivos de um SIG

• Um SIG pode ser definido a partir de três propriedades: a capacidade de apresentação cartográfica de informações complexas, uma sofisticada base integrada de objetos espaciais e de seus atributos ou dados, e um engenho analítico formado por um conjunto de procedimentos e ferramentas de análise espacial.
• Para realizar as operações de georreferenciamento num SIG, é necessária a presença de um indexador que permita associar informações dos arquivos de atributos com os arquivos geográficos denominado geocodificador.
• A variável geocodificadora deve estar presente nos banco de dados gráficos e nos bancos de dados não gráficos, estabelecendo uma ligação entre eles.

Funções

• Definem-se três funções principais possibilitadas por um SIG que requerem vários componentes, de acordo com o objetivo pretendido.
• A primeira é o armazenamento, manejo e integração de grandes quantidades de dados referenciados espacialmente.
• Um dado espacialmente referenciado pode ser concebido como contendo dois tipos de informações, dados de atributos e dados de localização.
• Dados cartográficos ou de localização são coordenadas de pontos (nós) bi ou tridimensionais, linhas (segmentos) ou áreas (polígonos).
• Dados descritivos ou não-localizados são características (feições) ou atributos de pontos, linhas ou áreas. Estes dados podem ser obtidos de uma variedade de fontes.
• Uma das principais características do SIG é a facilidade de integrar dados, por exemplo, converter valores dos dados a uma estrutura espacial comum.
• A aquisição e entrada de dados envolve a digitação de dados e a digitalização de mapas ou a transferência eletrônica de bancos de dados pré-existentes, cujo custo dependerá da qualidade desejada. Neste processo ocorrerá a conferência, conversão, reformatação, correção e edição, para remover erros existentes nos dados originais ou introduzidos durante a captura destes.
• Para os dados gráficos será necessária a escolha do tipo de estrutura de dados a ser armazenada considerando-se relações entre velocidade e volume, formatos raster ou vector e quantidade de camadas e objetos.
• A segunda função principal do SIG é prover meios para realizar análises relacionadas especificamente a componentes geográficos dos dados.
• As operações mais comuns são a pesquisa de dados e a busca de informações de acordo com algum critério de seleção (por exemplo, pela localização, proximidade, tamanho, valor), e a análise espacial que envolvem modelagem e análise de padrões espaciais e de relacionamento de dados.
• A terceira função principal envolve a organização e o manejo de grandes quantidades de dados e a forma como estas informações podem ser facilmente acessadas por todos usuários.
• Um SIG precisa ser ágil para exibir dados em mapas de boa qualidade. Os mapas inicialmente feitos à mão, são agora um produto implícito de todo trabalho feito dentro do SIG. Entretanto, para diferentes propósitos, outras formas de apresentação dos dados (gráficos e tabelas) algumas vezes são necessárias para uso combinado com os mapas.
• A implementação de um SIG é um processo caro e de médio e longo prazo. A decisão de implementá-lo, ou não, deve ser baseada na análise de custo-benefício.
• Alguns dos benefícios mais comuns de um SIG são:
• Melhor armazenamento e atualização dos dados;
• Recuperação de informações de forma mais eficiente;
• Produção de informações mais precisas;
• Rapidez na análise de alternativas; e
• Vantagem de decisões mais acertadas.

Objetivos

• De um modo geral, pode-se identificar os seguintes objetivos na implementação de um SIG:
• Visualização das informações: diversas formas de apresentação das informações são possibilitadas pelo SIG.
• Organização e georreferenciamento dos dados: o SIG se constitui em um poderoso organizador das informações georreferenciadas. Permite combinar vários tipos diferentes destas informações, por exemplo, limites de bairros, localização pontual das unidades de saúde, volume do fluxo entre duas localidades, entre outras.
• Integração de dados vindos de diversas fontes, nos mais diversos formatos, escalas e sistemas de projeção: o mapa armazenado no SIG pode ser sempre associado a novas informações, provenientes de diversas fontes, permitindo que se some o trabalho de diversos órgãos e instituições.
• Análise dos dados: a disponibilidade de funções que permitam transformar os dados em informações úteis no processo de tomada de decisões.
• Predição de ocorrências: a partir da análise de séries históricas, mapeando os eventos estudados em diferentes períodos.

Dição Vetorial em Ambiente SIG

• Como visto acima, a estrutura dos dados em ambiente SIG corresponde à base cartográfica. Os dados gráficos podem ser Vetorial e Raster.
• São dados georreferenciados relacionados a cada posição geográfica, nos quais identificamos a posição por meio de uma referência espacial relacionada a um sistema de coordenadas.

Dição ou Representação Vetorial

• No caso de representação vetorial, consideram-se três elementos gráficos: ponto, linha e área (polígono).
• Os pontos, ou elementos pontuais, abrangem todas as entidades geográficas que podem ser perfeitamente posicionadas por um único par de coordenadas X e Y.
• Entretanto, além das coordenadas, outros dados não-espaciais (atributos) podem ser arquivados para indicar de que tipo de ponto se está tratando.
• As linhas, arcos, ou elementos lineares são um conjunto de pontos conectados. Além das coordenadas dos pontos que compõem a lina, deve-se armazenar informação que indique de que tipo de linha se está tratando, ou seja, a que atributo ela está associada.
• As áreas ou polígonos são representados pela lista de linhas que a compõem.
• Deve-se ressaltar a importância da topologia na concepção de um SIG, já que a mesma define as relações invariáveis a rotação, translação e escala entre as entidades gráficas no mapa, como adjacência, proximidade e pertinência.
• Ou seja, para que o SIG reconheça as feições representadas por pontos, linhas e polígonos, são necessárias relações topológicas.

Topologia

• Topologia é um procedimento matemático para definir relações espaciais, tais como conectividade, adjacência e contiguidade. As vantagens das relações topológicas são:
• Armazenar dados vetoriais mais eficientemente;
• Processar um maior número de dados;
• Permitir a conexão de linhas em rede, combinar polígonos adjacentes e sobrepor feições geográficas.
• Observe a figura abaixo:

• A topologia de dados digitais só é efetuada após a edição dos dados de um mapa.
• As feições de um mapa deverão ser separadas em camadas de informação de tal forma que cada camada contenha pontos, linhas ou polígonos. Por exemplo, um mapa de loteamento está numa camada de informação ou "layer", que tem topologia de polígono; outra camada contendo ruas possui topologia de linhas.
• A figura abaixo mostra os diferentes níveis de informação do espaço geográfico subdividido em camadas de informação ponto, linha e polígono.