Christian Berlinck Guilherme Santos Júnior Leonardo Figueiredo Patrícia Rizzi Ricardo Brochado Mariana Fava Cheade Adriana Rodrigues de Azevedo Sheila Rancura

Curso de Geoprocessamento

Novembro de 2010

Conteúdo 1. Cartografia........................................................................................................................... 0 5 1.1 Escala Numérica e Escala Gráfica......................................................... 36 1.2 Mapas, Cartas e Plantas......................................................................... 1.3 Projeções Cartográficas e Sistema UTM.................................................... 1.4 Sistema de Coordenadas Geográficas ............... Erro! Indicador não definido. 1.5 Sistema de Coordenadas UTM (Universal Transversa de Mercator) .................. 1.6 Sistema Geodésico de Referência (Datum)................................................. 1.8 Cartografia Náutica ............................................................................................. 50 2. Introdução ao Geoprocessamento ............................................................... 52 2.1 Conceito de Geoprocessamento, SIG e Sensoriamento Remoto .................... 52 2.2 Aplicabilidade na Proteção de UC‘s ...................................................... 54 3. Introdução ao Sensoriamento Remoto ......................................................... 54 3.1 Fotografias Aéreas e Ortofotos............................................................. 59 3.2 Imagens de Satélite ........................................................................... 59 3.3 Imagens de Radar ............................................................................. 66 4. Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais .................................................. 67 4.1 Bancos de Dados Geográficos.............................................................. 69 4.2 Interoperabilidade e Metadados............................................................ 71 4.3 Serviços de Mapas ............................................................................ 72 5. Apresentando ArcGIS 9.3 ........................................................................ 74 5.1 Tela inicial do ArcGIS........................................................................ 74 5.2 Adicionando novas barras de ferramentas ................................................ 75 5.3 ArcToolBox ..................................................................................... 75 5.4 ArcCatalog ...................................................................................... 76 6. Temas ................................................................................................. 77 6.1 Abrir temas (Vetor, raster) ................................................................... 77 6.2 Conectando aos dados ........................................................................ 77 6.3 Organizar visualização (camadas).......................................................... 77 6.4 Tema visível .................................................................................... 78 7. Criação de Dados Vetoriais....................................................................... 78 7.1 Criar um vetor (shape): ....................................................................... 78 8. Edição de Vetores .................................................................................. 80 8.1 Criar uma nova feição ........................................................................ 80 8.2 Definição de Atributos .................................................................... 81 8.3 Editando um shape ............................................................................ 81 8.3.1 Outras ferramentas disponíveis na Edição .......................................... 82 9. Tabela de Atributos ................................................................................ 83 9.1 Abrir a Tabela de Atributos.................................................................. 83 9.2 Funcionalidades da Tabela de Atributos .................................................. 83 9.3 Acrescentar campo para inserção de atributos ........................................... 85 9.4 Calculadora...................................................................................... 86 9.5 Criação de Gráficos ........................................................................... 86 9.6 Construção de Consultas .................................................................... 86 9.7 Conectar dados ................................................................................. 87 9.8 Inserir Hyperlink ............................................................................... 88 1

10. Análises Espaciais ................................................................................ 89 10.1 Calculo de áreas .............................................................................. 89 10.2 Intersect ........................................................................................ 91 10.3 Calcular área/distância em tela ............................................................ 92 10.4 Intersecção polígono com pontos ......................................................... 92 10.5 Identificar atributos do tema ............................................................... 93 10.6 Seleção por atributo e por localização ................................................... 93 10.6.1 Selecionar por Atributos (selecao tabular) ........................................ 94 10.6.2 Selecionar por localização (selecao espacial)..................................... 95 11. Projeção Cartográfica ............................................................................ 95 11.1 Atribuir um Sistema de Coordenadas a um dado já criado e que não apresenta um sistema atribuído ............................................................................... 95 11.2 Reprojetar um dado que já tem um sistema de coordenadas atribuído............ 96 11.2.1 Reprojetar Vetor ........................................................................ 97 11.2.2 Reprojetar Raster ....................................................................... 98 12. Entrar com Coordenadas (simples e várias) ................................................. 99 12.1 Para entrar com coordenadas (um par de cada vez) ................................... 99 12.2 Entrar com uma lista de coordenadas .................................................... 99 13. Imagens ............................................................................................100 13.1 Georreferenciamento .......................................................................101 13.2 Transformações ..............................................................................105 14. Noções de Layout ................................................................................106 14.1 Entrar no modo Layout ....................................................................106 14.2 Barra de Ferramentas do Layout .........................................................107 14.3 Propriedades do Layout ....................................................................107 14.4 Inserir Grid de Coordenadas ..............................................................108 14.5 Menu Inserir ..................................................................................108 14.6 Inserir Legenda ..............................................................................109 14.7 Inserir Indicação de Norte (Rosa dos Ventos) ........................................109 14.8 Inserir Barra de Escala .....................................................................110 14.9 Inserir Escala Numérica ...................................................................111 14.10 Exportar o Mapa ...........................................................................112 15. Google Earth ......................................................................................112 15.1 Exportar shape para kml (formato nativo do GE) ....................................112 15.2 Criar um novo tema no GE................................................................112 15.3 Mudar cores e linhas dos temas. .........................................................112 15.4 Medir distancias .............................................................................113 16. Sistema de Posicionamento Global – GPS .................................................114 16.1 Conceitos básicos sobres o GPS..........................................................114 16.2 Utilizando o GPS............................................................................115 16.3 Marcação de Tracklog, waypoint ........................................................116 17. GPS no ArcGIS...................................................................................117 17.1 DRN Garmin .................................................................................117 17.2 Obtendo dados do GPS ....................................................................117 17.3 Enviando dados para o GPS ..............................................................118 17.4 Navegação em Tempo Real com o computador ......................................118 18. Noções de gvSIG 1.1.2 .........................................................................119 18.1 Apresentação .................................................................................119 2

18.2 Projetos e Documentos .....................................................................120 18.3 View ...........................................................................................121 18.3.1 Criando uma View ....................................................................122 18.3.2 Adicionando um tema (Layer) na vista (View)..................................123 18.3.3 Tabela de conteúdo (ToC) ...........................................................124 18.4 Criar um tema ................................................................................125 18.5 Editando um tema ...........................................................................127 18.6 Edição da tabela de atributos .............................................................129 18.7 Imagem ........................................................................................131

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1. Cartografia Dentre os diversos conceitos existentes para Cartografia, destacamos definição a seguir: “Cartografia é a Ciência e a Arte que se propõe a representar por meio de mapas, cartas, plantas e outras formas gráficas, os diversos ramos do conhecimento humano sobre a superfície e o ambiente terrestre e seus diversos aspectos.” Ciência, porque requer conhecimentos científicos da Astronomia, Matemática, Física, Geodésia, Topografia, Geografia e outras; Arte, porque um mapa deve respeitar os aspectos estéticos, com simplicidade e clareza, atingindo o ideal artístico de beleza em seus produtos.(Reis, et. al, 2010. p.5) Desta forma, a Cartografia vem apresentar o modelo de representação dos dados geográficos.

1.2 Tipos de Representação Cartográfica 1.2.1 Por Traço 1.2.1.1 M apas, Cartas e Plantas A representação das informações espacializadas pode ocorrer através do uso de mapas, cartas ou plantas. Mapa é a representação no plano, normalmente em escala pequena, dos aspectos geográficos, naturais, culturais e artificiais de uma área tomada na superfície de uma figura planetária, delimitada por elementos físicos, político-administrativos, destinada aos mais variados usos, temáticos, culturais e ilustrativos. Carta é a representação no plano, em escala média ou grande, dos aspectos artificiais e naturais de uma área tomada de uma superfície planetária, subdividida em folhas delimitadas por linhas convencionais - paralelos e meridianos - com a finalidade de possibilitar a avaliação de pormenores, com grau de precisão compatível com a escala. Planta é a carta que representa uma área de extensão suficientemente restrita para que a sua curvatura não precise ser levada em consideração, e que, em conseqüência, a escala possa ser considerada constante.

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Segundo as características: MAPA - representação plana; - geralmente em escala pequena; - área delimitada por acidentes naturais (bacias, planaltos, chapadas, etc.), políticoadministrativos; - destinação a fins temáticos, culturais ou ilustrativos.

CARTA - representação plana; - escala média ou grande; - desdobramento em folhas articuladas de maneira sistemática; - limites das folhas constituídos por linhas convencionais, destinada à avaliação precisa de direções, distâncias e localização de pontos, áreas e detalhes.

PLANTA - a planta é um caso particular de carta; - a representação se restringe a uma área muito limitada e a escala é grande, conseqüentemente o nº de detalhes é bem maior.

1.2.2 POR IM AGEM 1.2.3 MOSAICO - É o conjunto de fotos aéreas, ou imagens de satélite de uma determinada área, recortadas e montadas técnica e artisticamente, de forma a dar impressão de que todo o conjunto é uma única fotografia. 1.2.4 ORTOFOTOCARTA – Fotografia aérea, ou imagem de satélite resultante da transformação de uma foto original, que é uma perspectiva central do terreno, em uma projeção ortogonal sobre um plano, georreferenciada, complementada por símbolos, linhas, com ou sem legenda, podendo conter informações planimétricas. 1.2.5 ORTOFOTOM APA – Conjunto de várias ortofotocartas adjacentes.

1.3 Quanto à natureza da representação, podemos classificar os documentos cartográficos e m: 1.3.1 GERAL São documentos cartográficos elaborados sem um fim específico. A finalidade é fornecer ao usuário uma base cartográfica com possibilidades de aplicações generalizadas, de acordo com a precisão geométrica e tolerâncias permitidas pela escala.

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Apresentam os acidentes naturais e artificiais e servem, também, de base para os demais tipos de cartas. 1.3.1.1CADASTRAL (escala até 1:25.000) Representação em escala grande, geralmente planimétrica e com maior nível de detalhamento, apresentando grande precisão geométrica. Normalmente é utilizada para representar cidades e regiões metropolitanas, nas quais a densidade de edificações e arruamento é grande. As escalas mais usuais na representação cadastral, são: 1:1.000, 1:2.000, 1:5.000, 1:10.000 e 1:15.000. Um mapa cadastral distingue-se de um mapa temático, pois cada um de seus elementos é um objeto geográfico, que possui atributos e pode estar associado a várias representações gráficas. Por exemplo, os lotes de uma cidade são elementos do espaço geográfico que possuem atributos (dono, localização, valor venal, IPTU devido, etc.) e que podem ter representações gráficas diferentes em mapas de escalas distintas. Mapa de Localidade - Denominação utilizada na Base Territorial dos Censos para identificar o conjunto de plantas em escala cadastral, que compõe o mapeamento de uma localidade (região metropolitana, cidade ou vila).

1.3.1.2 TOPOGRÁFICA (Escala de 1:25.000 até 1:250.000)

Carta elaborada a partir de levantamentos aerofotogramétrico e geodésico original ou compilada de outras cartas topográficas em escalas maiores. Inclui os acidentes naturais e artificiais, em que os elementos planimétricos (sistema viário, obras, etc.) e altimétricos (relevo através de curvas de nível, pontos colados, etc.) são geometricamente bem representados. As aplicações das cartas topográficas variam de acordo com sua escala: 1:25.000 - Representa cartograficamente áreas específicas, com forte densidade demográfica, fornecendo elementos para o planejamento socioeconômico e bases para anteprojetos de engenharia. Esse mapeamento, pelas características da escala, está dirigido para as áreas das regiões metropolitanas e outras que se definem pelo atendimento a projetos específicos. Cobertura Nacional: 1,01%. 1:50.000 - Retrata cartograficamente zonas densamente povoadas, sendo adequada ao planejamento socioeconômico e à formulação de anteprojetos de engenharia. A sua abrangência é nacional, tendo sido cobertos até agora 13,9% do Território Nacional, concentrando-se principalmente nas regiões Sudeste e Sul do país. 1:100.000 - Objetiva representar as áreas com notável ocupação, priorizadas para os investimentos governamentais, em todos os níveis de governo- Federal, Estadual e Municipal. A sua abrangência é nacional, tendo sido coberto até agora 75,39% do Território Nacional.

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1:250.000 - Subsidia o planejamento regional, além da elaboração de estudos e projetos que envolvam ou modifiquem o meio ambiente. A sua abrangência é nacional, tendo sido coberto até o momento 80,72% do Território Nacional. Mapa Municipal: Entre os principais produtos cartográficos produzidos pelo IBGE encontra-se o mapa municipal, que é a representação cartográfica da área de um município, contendo os limites estabelecidos pela Divisão Político-Administrativa, acidentes naturais e artificiais, toponímia, rede de coordenadas geográficas e UTM, etc.. Esta representação é elaborada a partir de bases cartográficas mais recentes e de documentos cartográficos auxiliares, na escala das referidas bases. O mapeamento dos municípios brasileiros é para fins de planejamento e gestão territorial e em especial para dar suporte as atividades de coleta e disseminação de pesquisas do IBGE.

1.3.1.3GEOGRÁFICA (Escalas 1:1:000.000 e menores - 1:2.500.000, 1:5.000.000 até 1:30.000.000)

Carta em que os detalhes planimétricos e altimétricos são generalizados, os quais oferecem uma precisão de acordo com a escala de publicação. A representação planimétrica é feita através de símbolos que ampliam muito os objetos correspondentes, alguns dos quais muitas vezes têm que ser bastante deslocados. A representação altimétrica é feita através de curvas de nível, cuja equidistância apenas dá uma idéia geral do relevo e, em geral, são empregadas cores hipsométricas. São elaboradas na escala. 1:500.000 e menores, como por exemplo a Carta Internacional do Mundo ao Milionésimo (CIM). Mapeamento das Unidades Territoriais: Representa, a partir do mapeamento topográfico, o espaço territorial brasileiro através de mapas elaborados especificamente para cada unidade territorial do país. Produtos gerados:Mapas do Brasil (escalas 1:2.500.000,1:5.000.000,1:10.000.000, etc.). -Mapas Regionais (escalas geográficas diversas). -Mapas Estaduais (escalas geográficas e topográficas diversas).

1.3.2 TEMÁTICA São as cartas, mapas ou plantas em qualquer escala, destinadas a um tema específico, necessária às pesquisas socioeconômicas, de recursos naturais e estudos ambientais. A representação temática, distintamente da geral, exprime conhecimentos particulares para uso geral. Com base no mapeamento topográfico ou de unidades territoriais, o mapa temático é elaborado em especial pelos Departamentos da Diretoria de Geociências do 7

IBGE, associando elementos relacionados às estruturas territoriais, à geografia, à estatística, aos recursos naturais e estudos ambientais. Mapas temáticos são mapas que mostram uma região geográfica particionada em polígonos, segundo os valores relativos a um tema (por exemplo, uso do solo, aptidão agrícola), ou seja, descrevem a distribuição espacial de uma grandeza geográfica, expressa de forma qualitativa. Os valores dos dados são em geral inseridos no sistema por digitalização ou vetorização, ou ainda, de forma mais automatizada, a partir de classificação de imagens. Em mapas temáticos, os polígonos são resultado de funções de análise e classificação de dados e não correspondem a elementos identificáveis do mundo real. Principais produtos: -Cartogramas temáticos das áreas social, econômica territorial,etc. -Cartas do levantamento de recursos naturais (volumes RADAM). -Mapas da série Brasil 1:5.000.000 (Escolar, Geomorfológico, Vegetação, Unidades de Relevo, Unidades de Conservação Federais). - Atlas nacional, regional e estadual. 1.3.2.1 ESPECIAL São as cartas, mapas ou plantas para grandes grupos de usuários muito distintos entre si, e cada um deles, concebido para atender a uma determinada faixa técnica ou científica. São documentos muito específicos e sumamente técnicos que se destinam à representação de fatos, dados ou fenômenos típicos, tendo assim, que se cingir rigidamente aos métodos e objetivos do assunto ou atividade a que está ligado. Por exemplo: Cartas náuticas, aeronáuticas, para fins militares, mapa magnético, astronômico, meteorológico e outros. Náuticas: Representa as profundidades, a natureza do fundo do mar, as curvas batimétricas, bancos de areia, recifes, faróis, boias, as marés e as correntes de um determinado mar ou áreas terrestres e marítimas. Elaboradas de forma sistemática pela Diretoria de Hidrografia e Navegação DHN, da Marinha do Brasil. O Sistema Internacional exige para a navegação marítima, seja de carga ou de passageiros, que se mantenha atualizado o mapeamento do litoral e hidrovias. Aeronáuticas: Representação particularizada dos aspectos cartográficos do terreno, ou parte dele, destinada a apresentar além de aspectos culturais e hidrográficos, informações suplementares necessárias à navegação aérea, pilotagem ou ao planejamento de operações aéreas. Para fins militares: Em geral, são elaboradas na escala 1:25.000, representando os acidentes naturais do terreno, indispensáveis ao uso das forças armadas. Pode representar uma área litorânea características topográficas e náuticas, a fim de que ofereça a máxima utilidade em operações militares, sobretudo no que se refere a operações anfíbias.

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1.4 Projeções Cartográficas A confecção de uma carta exige, antes de tudo, o estabelecimento de um método, segundo o qual, a cada ponto da superfície da Terra corresponda um ponto da carta e vice-versa. Diversos métodos podem ser empregados para se obter essa correspondência de pontos, constituindo os chamados "sistemas de projeções". A teoria das projeções compreende o estudo dos diferentes sistemas em uso, incluindo a exposição das leis segundo as quais se obtêm as interligações dos pontos de uma superfície (Terra) com os da outra (carta). São estudados também os processos de construção de cada tipo de projeção e sua seleção, de acordo com a finalidade em vista. O problema básico das projeções cartográficas é a representação de uma superfície curva em um plano. Em termos práticos, o problema consiste em se representar a Terra em um plano. A forma de nosso planeta é representada, para fins de mapeamento, por um elipsóide (ou por uma esfera, conforme seja a aplicação desejada) que é considerada a superfície de referência a qual estão relacionados todos os elementos que desejamos representar (elementos obtidos através de determinadas tipos de levantamentos). As representações cartográficas são efetuadas, na sua maioria, sobre uma superfície plana (Plano de Representação onde se desenha o mapa). Isto compreende as seguintes etapas: 1º) Adoção de um modelo matemático da terra simplificado. Em geral, esfera ou elipsóide de revolução; 2º) Projetar todos os elementos da superfície terrestre sobre o modelo escolhido. (Atenção: tudo o que se vê num mapa corresponde à superfície terrestre projetada sobre o nível do mar aproximadamente); 3º) Relacionar por processo projetivo ou analítico pontos do modelo matemático com o plano de representação escolhendo-se uma escala e um sistema de coordenadas. A projeção tem como objetivo representar uma superfície curva em um plano e podem ser classificadas conforme o quadro a seguir: Quanto método

ao

Geométricas 1 1

1Perspectivas 1.1 1Pseudoperspectivas 1.2

Analíticas 1 2

2.1

1Simples Regulares

ou

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1Modificadas Irregulares

ou

2.2

3Cônicas Policônicas

e

2.1

Convencionais 1 3 Quanto à situação do ponto de vista

Gnomônica 2 1

Estereográfica 2 2 Ortográfica 2 3 Quanto à superfície de projeção

1

Planas 3 Azimutais

ou

2

Por 3 Desenvolvimento

3Cilíndricas 2.2 3Poliédricas 2.3 3

Quanto à situação da superfície de projeção

1

Planas 3 Azimutais

Cônicas 4 Policônica

ou

3Polares 3.1 3Equatoriais Meridionais

ou

3.2

ou

3.3

3Horizontais Oblíquas

ou

4 Normais 1.1

4 Transversas 1.2 10

1.3

Cilíndricas 4 2

Quanto às propriedades

4 Horizontais Oblíquas

ou

4 Equatoriais 2.1 4 Transversas Meridianas

ou

2.2

4 Horizontais Oblíquas

ou

2.3 Eqüidistantes 5 1

5 Meridianas 1.1 5 Transversais 1.2 .1.3

5 Azimutais Ortodrômicas

ou

Equivalentes 5 2 Conformes 5 3 Afilática 5 4 QUANTO AO MÉTODO Geométricas - baseiam-se em princípios geométricos projetivos. Podem ser obtidos pela interseção, sobre a superfície de projeção, do feixe de retas que passa por pontos da superfície de referência partindo de um centro perspectivo (ponto de vista). Analíticas - baseiam-se em formulação matemática obtidas com o objetivo de se atender condições (características) previamente estabelecidas (é o caso da maior parte das projeções existentes). QUANTO À SUPERFÍCI E DE PROJEÇÃO 11

Planas - este tipo de superfície pode assumir três posições básicas em relação a superfície de referência: polar, equatorial e oblíqua (ou horizontal). Cônicas - embora esta não seja uma superfície plana, já que a superfície de projeção é o cone, ela pode ser desenvolvida em um plano sem que haja distorções, e funciona como superfície auxiliar na obtenção de uma representação. A sua posição em relação à superfície de referência pode ser: normal, transversal e oblíqua (ou horizontal). Cilíndricas - tal qual a superfície cônica, a superfície de projeção que utiliza o cilindro pode ser desenvolvida em um plano e suas possíveis posições em relação a superfície de referência podem ser: equatorial, transversal e oblíqua (ou horizontal). Polissuperficiais - se caracterizam pelo emprego de mais do que uma superfície de projeção (do mesmo tipo) para aumentar o contato com a superfície de referência e, portanto, diminuir as deformações (plano-poliédrica ; cone-policônica ; cilindropolicilíndrica). Superfícies de Projeção desenvolvidas em um plano.

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QUANTO ÀS PROPRIEDADES Na impossibilidade de se desenvolver uma superfície esférica ou elipsóidica sobre um plano sem deformações, na prática, buscam-se projeções tais que permitam diminuir ou eliminar parte das deformações conforme a aplicação desejada. Assim, destacam-se: Eqüidistantes - As que não apresentam deformações lineares para algumas linhas em especial, isto é, os comprimentos são representados em escala uniforme. Conformes - Representam sem deformação, todos os ângulos em torno de quaisquer pontos, e decorrentes dessa propriedade, não deformam pequenas regiões. Equivalentes - Têm a propriedade de não alterarem as áreas, conservando assim, uma relação constante com as suas correspondentes na superfície da Terra. Seja qual for a porção representada num mapa, ela conserva a mesma relação com a área de todo o mapa.

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Afiláticas - Não possui nenhuma das propriedades dos outros tipos, isto é, equivalência, conformidade e eqüidistância, ou seja, as projeções em que as áreas, os ângulos e os comprimentos não são conservados. As propriedades acima descritas são básicas e mutuamente exclusivas. Elas ressaltam mais uma vez que não existe uma representação ideal, mas apenas a melhor representação para um determinado propósito.

QUANTO AO TIPO DE CONTATO ENTRE AS SUPERFÍCIES DE PROJEÇÃO E REFERÊNCIA Tangentes - a superfície de projeção é tangente à de referência (plano- um ponto; cone e cilindro- uma linha). Secantes - a superfície de projeção secciona a superfície de referência (planouma linha; cone- duas linhas desiguais; cilindro- duas linhas iguais) (Figura 2.6). Através da composição das diferentes características apresentadas nesta classificação das projeções cartográficas, podemos especificar representações cartográficas cujas propriedades atendam as nossas necessidades em cada caso específico.

Superfícies de projeção secantes PROJEÇÕES MAIS USUAIS E SUAS CARACTERÍSTICAS PROJEÇÃO POLICÔNICA - Superfície de representação: diversos cones - Não é conforme nem equivalente (só tem essas características próxima ao Meridiano Central). - O Meridiano Central e o Equador são as únicas retas da projeção. O MC é dividido em partes iguais pelos paralelos e não apresenta deformações. 14

- Os paralelos são círculos não concêntricos (cada cone tem seu próprio ápice) e não apresentam deformações. - Os meridianos são curvas que cortam os paralelos em partes iguais. - Pequena deformação próxima ao centro do sistema, mas aumenta rapidamente para a periferia. - Aplicações: Apropriada para uso em países ou regiões de extensão predominantemente Norte-Sul e reduzida extensão Este-Oeste. - É muito popular devido à simplicidade de seu cálculo pois existem tabelas completas para sua construção. - É amplamente utilizada nos EUA. - No BRASIL é utilizada em mapas da série Brasil, regionais, estaduais e temáticos.

Projeção Policônica

PROJEÇÃO CÔNICA NORMAL DE LAMBERT (com dois paralelos padrão) - Cônica. - Conforme. - Analítica. - Secante. - Os meridianos são linhas retas convergentes. - Os paralelos são círculos concêntricos com centro no ponto de interseção dos meridianos. - Aplicações: A existência de duas linhas de contato com a superfície (dois paralelos padrão) nos fornece uma área maior com um baixo nível de deformação. Isto faz com que esta projeção seja bastante útil para regiões que se estendam na direção este-oeste, porém pode ser utilizada em quaisquer latitudes. - A partir de 1962, foi adotada para a Carta Internacional do Mundo, ao Milionésimo.

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Projeção Cônica Normal de Lambert (com dois paralelos-padrão)

PROJEÇÃO CILÍNDRICA TRANSVERSA DE MERCATOR (Tangente) - Cilíndrica. - Conforme. - Analítica. - Tangente (a um meridiano). - Os meridianos e paralelos não são linhas retas, com exceção do meridiano de tangência e do Equador. - Aplicações: Indicada para regiões onde há predominância na extensão NorteSul. É muito utilizada em cartas destinadas à navegação.

Projeção Cilíndrica Transversa de Mercartor

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PROJEÇÃO CILÍNDRICA TRANSVERSA DE MERCATOR (Secante) - Cilíndrica. - Conforme. - Secante. - Só o Meridiano Central e o Equador são linhas retas. - Projeção utilizada no SISTEMA UTM - Universal Transversa de Mercator desenvolvido durante a 2ª Guerra Mundial. Este sistema é, em essência, uma modificação da Projeção Cilíndrica Transversa de Mercator. - Aplicações: Utilizado na produção das cartas topográficas do Sistema Cartográfico Nacional, produzidas pelo IBGE e DSG.

Cilindro secante

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FUSO HORÁRIO

For matado: C entralizado

O sentido de rotação da Terra é feito de Oeste para Leste. Como gastam-se, aproximadamente 24 hs, para percorrer a circunferência equatorial, que é igual a 3600, tem-se, para cada hora do planeta, uma faixa de 150 (3600/24 hs), essa faixa é chamada de Fuso Horário. Nosso dia é dividido em 24 horas, cada hora é dividida em 60 minutos e cada minuto em 60 segundos. 18

A circunferência tem 360º (360 graus), cada grau tem 60' (60 minutos de arco), cada minuto tem 60'' (sessenta segundos de arco). Os Fusos Horários compreendem a área que, em qualquer lugar da faixa,limitado por dois meridianos conserva a mesma hora referida ao meridiano de origem (Greenwich). Delimita-se 70 30‘ a leste do meridiano de origem (00) e obtêm-se o primeiro fuso. A partir dele acrescenta-se 150 a leste e a oeste até totalizar 1800 em cada hemisfério, ou seja, 12 horas no hemisfério oriental e 12 no ocidental. Em função do movimento de rotação, as horas aumentam para leste e diminuem para oeste, a partir do meridiano de origem, 00. Próximo ao antimeridiano de Greenwich (1800), encontra-se a linha internacional de mudança de datas. Ao atravessar a linha, no sentido leste-oeste, deve-se acrescentar um dia (24 hs), ao contrário, no sentido oesteleste, deve-se subtrair um dia. A Terra é dividida em 60 fusos, onde cada um se estende por 6º de longitude. Os fusos são numerados de um a sessenta começando no fuso 180º a 174º W Gr. e continuando para Leste. Cada um destes fusos é gerado a partir de uma rotação do cilindro de forma que o meridiano de tangência divide o fuso em duas partes iguais de 3º de amplitude.

Fusos Horários no planeta:

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For matado: À esquerda

CÁLCULO DE FUSOS 1º Passo _ Quando duas localidades encontram-se em um mesmo hemisfério, diminuem-se as longitudes, ao contrário, quando encontram-se em um mesmo hemisfério, somam-se as longitudes entre as localidades. 2º Passo _ Divide-se a diferença (somada ou subtraída) em graus, entre as duas localidades, por 15º (limite de cada fuso). 3º Passo _ Dedução da hora. Quando uma localidade está a LESTE de outra, somam-se as horas, ao contrário, quando uma localidade está a OESTE de outra, diminuem-se as horas. Exemplo 1 Numa determinada cidade localizada a 120º de longitude oeste, são 15 hs. Que horas serão na cidade na cidade ―B‖, a 15º de longitude oeste? 1º Passo: 120º(A) – 15º(B) = 105º 2º Passo: 105º / 15º = 7 horas 3º Passo: 15hs + 7hs = 22:00hs Na cidade ―B‖, serão 22:00 horas. Exemplo 2 Em uma determinada cidade ―A‖ localizada a 105º de longitude leste, são 18 hs. Que horas serão na cidade ―B‖, situada a 60º de longitude oeste? 1º Passo: 105º(A) + 60º(B) = 165º 2º Passo: 165º / 15º = 11 horas 20

3º Passo: 18hs – 11hs = 07:00hs Na cidade ―B‖, serão 07:00 horas. Fusos UTM para a o território brasileiro. A cada fuso associamos um sistema cartesiano métrico de referência, atribuindo à origem do sistema (interseção da linha do Equador com o meridiano central) as coordenadas 500.000 m, para contagem de coordenadas ao longo do Equador, e 10.000.000 m ou 0 (zero) m, para contagem de coordenadas ao longo do meridiano central, para os hemisfério sul e norte respectivamente. Isto elimina a possibilidade de ocorrência de valores negativos de coordenadas.

Cada fuso deve ser prolongado até 30' sobre os fusos adjacentes criando-se assim uma área de superposição de 1º de largura. Esta área de superposição serve para facilitar o trabalho de campo em certas atividades. 21

1.5 Sistema de Coordenadas UTM (Universal Transversa de Mercator) É um sistema de coordenadas planas (lineares), medidas a partir de um referencial cartesiano. Estas coordenadas formam um quadriculado relacionado à Projeção Universal Transversa de Mercator, daí serem chamadas de coordenadas UTM. Para utilizar o sistema UTM associa-se a cada fuso um sistema de referência, cuja origem é a interseção da linha do equador com o meridiano central do fuso, a qual foram atribuídos os seguintes valores: para o Meridiano Central, 500.000 metros E, determinando-se as distâncias no sentido Leste/Oeste, e para o Equador, 10.000.000 metros N, para o hemisfério Sul e 0 metros N, para o hemisfério Norte, conforme pode ser visto na figura.... O Sistema de Projeção é um sistema representado pelo traçado da rede geográfica (angular) e utm (plana) em uma superfície plana, com a representação de paralelos de latitude e meridianos de longitude, que permitem a localização de pontos através de suas coordenadas. Lambert apresentou em 1772, inspirado na Projeção de Mercator, um Sistema de projeção conforme com a superfície de projeção definida por um cilindro tangente a um determinado meridiano. Tal sistema recebeu a denominação de Projeção Transversa de Mercator. Como o trabalho de Lambert restringia-se a uma superfície esférica de referência, Gauss e, posteriormente, Krüger encarregaram-se do desenvolvimento das fórmulas pertinentes à adoção de uma superfície elipsoidal de referência. Por isso, este sistema de projeção é também conhecido como Projeção Conforme de Gauss ou Projeção de Gauss-Krüger. As principais características da Projeção Transversa de Mercator são resumidas a seguir: 1. A superfície de projeção é um cilindro transverso e a projeção é conforme, ou seja, as pequenas formas de áreas são apresentadas sem deformação, o que significa que a escala para todas as direções em torno de um ponto independente do azimute é constante para distâncias pequenas. Conseqüentemente, para pontos suficientemente próximos as relações angulares são corretas; 2. O meridiano central da região de interesse, o equador e os meridianos situados a 90º do meridiano central são representados por retas; 3. Os outros meridianos e os paralelos são representados por curvas complexas; 4. O meridiano central é representado em verdadeira grandeza; 5. A escala aumenta com a distância em relação ao meridiano central, tornando-se infinita a 90º deste. 22

A escala ao longo do meridiano central pode ser reduzida de modo que a escala média da região a ser mapeada aproxime-se mais do valor correto. Neste caso, duas linhas aproximadamente retas, uma a leste e outra a oeste do meridiano central, são representadas em verdadeira grandeza. A geometria desta situação pode ser visualizada imaginando-se um cilindro levemente secante à superfície de referência. A Figura a seguir mostra a representação de paralelos e meridianos na Projeção Transversa de Mercator. Com a finalidade de se gerar um sistema de coordenadas planas único para todos os países, concebeu-se durante a segunda guerra mundial a projeção utm, tendo em vista cartas de emprego militar em escalas grandes. A projeção utm possui as mesmas características básicas da Projeção Transversa de Mercator, uma vez que é mantida toda a base matemática desta última.

Valores de origem para o cálculo de coordenadas em uma zona UTM.

Na projeção utm aplica-se ao meridiano central de cada fuso um fator ou módulo de redução de escala igual a 0,9996 com a finalidade de minimizar as variações de 23

escala dentro do fuso. Conseqüentemente, existem duas linhas aproximadamente retas, uma a leste e outra a oeste, distantes cerca de 1º37‘ do meridiano central, representadas em verdadeira grandeza. O sistema UTM é usado entre as latitudes 84º N e 80º S.

1.4 Siste ma de Coordenadas Geográfica Coordenadas são valores, nos eixos X e Y de um plano cartesiano, que indicam a posição em qualquer lugar na superfície terrestre. Existe ainda um terceiro valor que indica a altitude representado pela letra Z. As coordenadas X e Y podem ser planimétricas, dadas em metros ou geográficas (Grau, minuto, segundo; grau decimal). A coordenada Z é geralmente dada em metros.

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O Sistema de Coordenadas Geográficas é um sistema de coordenadas angulares (graus, minutos e segundos) medidas a partir do equador terrestre (latitude), variando de 0º a 90º para o Norte e para o Sul e, a partir do meridiano de Greenwich, que passa pela localidade de Greenwich em Londres – Inglaterra, (longitude), variando de 0º a 180º para leste e oeste.

Coordenadas Geográficas. A Figura 11.6 apresenta uma noção dos conceitos de latitude e longitude. Em resumo, a Latitude é a distância em graus, minutos e segundos do arco de um ponto qualquer da Terra em relação ao Equador. É medida ao longo do meridiano e varia de 0º a 90º. A Longitude é a distância em graus, minutos e segundos do arco de um ponto qualquer da Terra em relação ao meridiano de Greenwich. É medida ao longo do paralelo e varia de 0º a 180º.

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Visualização dos conceitos de Latitude e Longitude.

PLOTAGEM DE PONTOS Ex: Locar o ponto A, em uma carta na escala 1:50.000, cujas coordenadas planimétricas são: N = 7.368.700 m A E = 351.750m Marcação da Coordenada N: Para marcarmos a coordenada N, as linhas do grid em questão são as de valores 7.368.000m e 7.370.000m representados na carta por 7368 e 7370, respectivamente. O intervalo entre as linhas do grid é de 2.000m. Se usarmos uma distância gráfica de 10 cm (100 mm), a cada 1 mm corresponderão 20 m, sendo este o erro máximo que poderá ser cometido. Estabelecemos uma relação entre o intervalo de 2.000 m (distância real no terreno) e a distância gráfica estabelecida: 100 mm ---------- 2000 m x = 20 m 1 mm ------------ x Ou seja, a cada 1 mm na régua, correspondem 20 m no terreno. Já temos na carta a linha do grid de valor 7.368.000m ( 7368 ), precisamos portanto acrescentar 700m para a coordenada dada. 1mm ----------- 20m 26

Logo, x = 35 mm x ------------ 700m Medimos 35 mm na carta, dentro do intervalo entre as linhas do grid, partindo da menor para a maior coordenada, ou seja, 7368 para 7370 e marcamos um ponto, traçando a seguir uma reta horizontal passando por este ponto. (Figura 5.2). Marcação da Coordenada E: As linhas do grid em questão são as de valores 350.000 m e 352.000 m cujos valores na carta são representados por 350 e 352 respectivamente. Assim como no caso da coordenada N, encontraremos os mesmos valores de intervalo entre as linhas do grid e a distância gráfica entre elas, portanto a relação é a mesma, ou seja, a cada 1 mm correspondem 20 m. Na carta já temos a linha do grid de valor 350.000 m (350), portanto, para a coordenada do ponto precisamos acrescentar 1750 m. 1mm ---------- 20m Logo, x = 87,5 mm x ------------ 1750m Medimos 87,5 mm na carta, dentro do intervalo entre as linhas do grid, partindo da menor para a maior coordenada, ou seja, de 350 para 352 e marcamos um ponto, traçando a seguir uma reta vertical passando por este ponto. No cruzamento entre as duas retas traçadas estará localizado o ponto A desejado, determinado pelas coordenadas dadas.

A circunferência tem 360º (360 graus), cada grau tem 60' (60 minutos de arco), cada minuto tem 60'' (sessenta segundos de arco). Minutos em graus / 60 Grausemminutosx60 Graus em segundos x 3600 Segundos em graus / 3600

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TRANSFORMANDO COORDENADAS GEOGRÁFICAS EM UTM 17 graus 36 minutos 34,06 segundos Vale lembrar que 1852 metros que é uma milha marítima, equivale a 1 minuto de arco da Terra. 17º36’34,06’’ (17*60)*1,852 + 36*1,852 + (34,06/60)*1,852 = 1889,04 + 66,672 + 1,0513 = 1956,763 UTM Desta forma, 1minuto=1852m, 1segundo=30m; e 1grau=111.100m 1.852m----1minuto 1.000m----xminutos x=1,000/1,852x=0,54minutos x = 60*0,54 x = 1Km=32,40 segundos 6.1 TRANSFORMANDO GRAUS DECIMAIS EM COORDENADAS GEOGRÁFICAS 115,4935º 0,4935x60=29,61‘ Temos então 29,61 minutos, que corresponde a 29 minutos + 0,61 minutos 0,61x60=36,60‘‘ ou seja: 115,4935 graus são equivalentes a 115 graus mais 29 minutos mais 36 segundos mais 60 sexagézima partes do segundo 115º29‘36,60‘‘ 6.2 TRANSFORMANDO COORDENADAS GEOGRÁFICAS EM GRAUS DECIMAIS 20º 15‘ 35‘‘ 20 + 15/60 + 35/3600 20,259722º Para saber as coordenadas de km em km, basta fazer o seguinte: 1,852----1minuto 1,000----xminutos x=1,000/1,852x=0,54minutos x = 60*0,54 x = 1Km=32,40 segundos

1.6 Siste ma Geodésico de Referência e Datum Sistema geodésico de referência é um sistema coordenado, utilizado para representar características terrestres, sejam elas geométricas ou físicas. Na prática, serve para a obtenção de coordenadas (latitude e longitude), que possibilitam a representação e localização em mapa de qualquer elemento da superfície do planeta. Vista do espaço, a Terra assemelha-se a uma esfera com os pólos achatados. Na realidade, sua forma é afetada pela gravidade, força centrífuga de rotação e variações de densidade de suas rochas e componentes minerais. O modelo físico-matemático para representar a Terra chama-se Geóide, e foi construído a partir das superfícies equipotenciais, ou seja, de mesma força gravitacional. 28

Esta força está relacionada à densidade do planeta, que se diferencia em função dos tipos de material intra-planetário e a distribuição dos mesmos pela Terra. O Geóide se assemelha à forma real do nosso planeta. Devido à complexidade de se trabalhar com a forma real da Terra, a Geodésia (Ciência que estuda as formas da Terra e suas representações) aproxima sua superfície para um modelo geométrico do globo terrestre: O elipsóide de revolução, que leva em conta o achatamento dos pólos, além de proporcionar medidas de profundidade. Um elipsóide de revolução é um sólido gerado pela rotação de uma elipse em torno do eixo menor dos pólos. Por fim, pode-se considerar o próprio elipsóide ou transformá-lo em uma esfera com a mesma superfície, gerando então o globo terrestre. Ao longo do tempo foram testados vários elipsóides de revolução para melhor representar a Terra (diferentes medidas e proporções entre seus eixos e raios). Como os instrumentos geodésicos tornam-se cada vez mais precisos, e a cada reunião da UGGI (União Geodésica e Geofísica Internacional), novos valores de elipsóides são propostos para melhor definir a Terra como um todo. Entretanto, cada região da terra possui suas particularidades físicas. Definido o elipsóide a que se fará referência, para relacionar coordenadas no modelo geométrico com as coordenadas reais no terreno, define-se uma malha de cálculos de ajustes. Esta malha deve possuir um ponto de origem. Este ponto de origem deve estar localizado exatamente onde o modelo físico e o modelo geométrico do planeta coincidem, ou seja, o encontro do Geóide com o Elipsóide de Revolução escolhido. A este ponto chamamos DATUM. A partir dele, é gerada uma malha de cálculos que ajusta os modelos matemáticos com o terreno real, e nos fornece as coordenadas de localização ajustadas. As redes geodésicas são formadas por vários pontos conhecidos na superfície, acoplados a um GPS de precisão, que ficam captando os sinais dos satélites, e atualizando suas posições em tempo real. Assim, a precisão fica garantida ao relacionarmos estes pontos conhecidos aos pontos do elipsóide. Existem redes geodésicas horizontais e verticais. As horizontais referem-se às coordenadas latitude e longitude dos pontos que a constituem. As redes geodésicas verticais servem-nos de referência quanto à altitude ortométrica dos pontos que a constituem. Estas altitudes ortométricas relacionam-se à superfície geoidal e são medidas em relação ao nível médio dos mares. No Brasil, definiu-se como DATUM vertical (origem de referência) um ponto localizado no litoral de Santa Catarina, na praia de Imbituba, pois, após muitos anos de medição, verificou-se que aquele ponto era onde o mar atingia seu nível médio, comparando-se com o resto do litoral. Assim sendo, temos dois tipos de DATUM, o horizontal e o vertical. Os DATUM horizontal podem ser de dois tipos, os Topocênctricos, cuja origem é um ponto na superfície do planeta, e os Geocêntricos, cuja origem é o centro de massa da Terra.

29

Os Geocêntricos são mais modernos e têm mais precisão ao longo do planeta. Os Topocêntricos têm seus usos restritos às regiões para as quais foram construídos. O South American Datum – 1969, ou SAD 69, bem como o Córrego Alegre e o Astro Chuá, muito usados no Brasil nas décadas passadas, são topocêntricos. O DATUM WGS 84, por exemplo, é um DATUM Geocêntrico, utilizado pelos EUA, inclusive no Sistema de Posicionamento Global por Satélite (GPS). O Brasil está em uma fase de transição de DATUM oficial, e até 2014, todas as produções cartográficas oficiais terão que usar o SIRGAS 2000, que também é um DATUM geocêntrico, mais preciso que o SAD 69 (atualmente oficial), e, até que se sejam feitos os últimos ajustes, o SIRGAS 2000 corresponde exatamente ao WGS 84.

CARTOGRAFIA TEMÁTICA FUNDAMENTOS A Cartografia Temática, além de possibilitar o desenvolvimento de métodos de representação gráfica de informações, subsidia as análises geográficas, através de mapas temáticos, cartogramas, mapas analíticos, mapas sintéticos, entre outros. A informação geográfica pode ser de natureza qualitativa ou quantitativa. A informação qualitativa é produzida a partir de fotointerpretação, sensoriamento remoto e/ou trabalho de campo e seleciona por exemplo o uso do solo, a geomorfologia, cobertura vegetal, etc. A informação quantitativa diz respeito por exemplo a dados de população, produção, dados econômicos, etc., cujos valores são classificados e ordenados. Os mapas devem ser vistos e entendidos como veículos de comunicação. Na utilização dos mapas estimula-se uma operação mental, havendo uma interação entre o mapa e os processos mentais do usuário. 30

A Cartografia Temática utiliza o método da representação gráfica para transcrever as informações temáticas com simbologia própria.

A INFORMAÇÃO E A ORGANIZAÇÃO DOS DADOS O plano é o suporte de toda a representação gráfica. Ele é homogêneo e possui duas dimensões: X e Y, na sua distribuição euclidiana. É o mapa-base elaborado pela cartografia sistemática. Modos de Implantação, são as três significações que uma figura qualquer visível pode receber com relação as duas dimensões do plano. Desta forma, sobre o plano podese considerar; um ponto, uma linha e uma zona, sendo assim: representação pontual, linear ou zonal. Trata-se, portanto, da terceira dimensão da representação gráfica; isto é, a percepção em profundidade (Bertin, 1967). As Variáveis Visuais A figura visível no plano pode, independente do modo de implantação utilizado, variar segundo as seis variáveis da retina ou variações visuais: tamanho, valor, granulação, cor, orientação e forma. A variável tamanho corresponde a uma variação de comprimento e/ou largura, de superfície de implantação pontual e linear, através de círculos proporcionais, colunas, barras, etc. A variação de valor é expressa pela proporção de preto e de branco (ou de outra cor qualquer) de forma progressiva e contínua em implantação zonal, mostrando a percepção de ordem dos elementos. A variação de granulação é expressa pela textura mais ou menos grande dos elementos estruturais da trama, na forma de grãos grossos e de grãos finos. A variação de cor e de valor estão intimamente ligadas. Ordenando-se cores quentes e cores frias, o olho ―vê‖ antes da variação de cor, a variação de valor. A variação de cor é essencialmente seletiva (diferenciativa), tendo sua melhor aplicação em implantação zonal. A variação de orientação é expressa por diferenciação de traços horizontais, verticais, diagonais, etc., tendo sua melhor aplicação em implantação pontual. A variação de forma é expressa por uma infinidade de figuras geométricas, símbolos convencionais, ideogramas, etc., em implantação pontual. A Semiologia é a ciência que estuda os sistemas de sinais que o homem utiliza no seio da vida social. Portanto, Representação Gráfica é a parte da Semiologia que tem por objetivo trancrerver uma informação qualquer, utilizando para isso três sistemas: sistemas de símbolos, sistema lógico e sistema monossêmico. Sistema Monossêmico é um método de trabalho cartográfico que envolve ―a parte racional do mundo das imagens‖ – é sistema é monossêmico, quando o conhecimento do significado de cada símbolo antecede a observação do conjunto de símbolos; não da margem a ambigüidades. Demanda apenas um instante de percepção e expressa-se mediante a construção de imagens.

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Para Bertin (1967), as relações entre objetos/fenômenos podem ser expressas em uma das seguintes naturezas: a) relações quantitativas, quando os dados são numéricos e nos permitem estabelecer proporção entre os objetos/fenômenos; b) relações de ordem, quando os dados não permitem estabelecer proporção, mas apresentam uma hierarquia visível entre os objetos/fenômenos; e c) relações seletivas, quando os dados não nos permitem estabelecer relações de ordem ou de proporção. Portanto, os objetos/fenômenos são apena diferentes (ou semelhantes) entre si. A cor é uma das variáveis visuais mais empregadas em mapas, dada a sua atratividade natural para os olhos humanos. Somos capazes de distinguir um número muito maior de matizes de cores do que de tonalidade de cinza ou de variações de tamanho (Farina, 1990). Contudo, o emprego da cor em construções cartográficas deve ser feito com extremo cuidado, pois essa variável tanto pode expressar apenas a seletividade quanto a ordem entre objetos/fenômenos. Para expressar a seletividade (diversidade) visual, devemos combinar cores quentes – os maiores comprimentos de onda da luz branca: amarelo, laranja, vermelho – e cores frias – os menores comprimentos de onda: verde, azul, violeta. A mescla dos matizes quentes e frios, com a mesma intensidade visual, como o verde claro, o vermelho claro, o azul médio, o laranja médio etc., permite que leitor, ao observar o mapa, não dê maior atenção para uma mancha (ou ponto ou linha) colorida, mais do que para outra, exceto pela dimensão preenchida pela cor. Essa é a noção de seletividade: não expressar nenhuma noção de hierarquia; se alguma coisa fosse mais escura do que outra, logo, também pareceria mais importante. Já a representação da ordem utilizando a variável cor, depende do trabalho com o ―valor‖ da cor, alterando o seu brilho ou saturação. Os matizes também podem ser ordenados a partir de seu comprimento de onda, indo do violeta ao azul e ao verde e, em seguida, do amarelo ao laranja e ao vermelho. Contudo, para expressar a noção de ordem, convém trabalhar apenas uma seqüência de cada vez: ou apenas cores quentes ou apenas cores frias. O mesmo resultado é obtido trabalhandos e com a monocromia, ou seja, as tonalidades de uma única cor. Já a variável forma, também muito utilizada, especialmente para dados pontuais, merece grande atenção por parte do construtor do mapa. Embora possa expressar a seletividade/diversidade sem maiores problemas, é preciso atentar para a dificuldade do leitor em distinguir uma grande quantidade de signos, de mesma dimensão e cor. Como não é possível variar o tamanho, para não dar a idéia de proporção (quantitativa) ou hierarquia (ordem), a combinação com a variável cor (matizes) pode aumentar bastante a distinção entre os signos. O emprego de formas iconográficas ou pictóricas, que imitam o objeto/fenômeno a ser retratado, embora facilite a comunicação (ao diminuir a consulta à legenda, para memorização do signo), deve ser visto com ressalvas. Primeiro, porque nem todo signo pictórico é facilmente inteligível (que o digam os signos utilizados atualmente para informar os banheiros masculinos e femininos). Segundo, porque não é possível encontrar signos capazes de retratar quaisquer temas, pois alguns são extremamente abstratos e a imagem mental do leitor quanto a eles pode variar sobremaneira (como é caso de museus, monumentos, ruínas históricas etc.). E, por fim, é preciso sempre lembrar que os signos pictóricos mudam de significado de um contexto histórico ou cultural para outro. 32

O que se pode destacar, contudo, é que a escolha dos signos a serem lançados no mapa não é uma decisão arbitrária. Há regras claras que precisam ser observadas, durante a concepção da legenda, a fim de que ela possa ajudar o mapa a cumprir o seu papel de comunicar determinada informação, sem distorções.

As Representações Ordenadas (O) são indicadas quando as categorias dos fenômenos se inscrevem numa seqüência única e universalmente admitida. A relação entre objetos é de ordem. Por exemplo, evolução das cidades pelo critério da mancha urbana. Uma variável visual adequada para o caso é o ―valor‖. As Representações Quantitativas (Q) são empregadas para evidenciar a relação de proporcionalidade entre objetos. Esta relação deve ser transcrita por relações visuais de mesma natureza. A única variação visual que transcreve corretamente esta noção é a de ―tamanho‖. Por exemplo, em uma implantação pontual, círculos de tamanhos proporcionais às quantidades de habitantes de uma região. Em uma implantação zonal, sugere-se conforme Martinelli (1991) um dos seguintes métodos: 1 - ―Método dos pontos de contagem‖ - expresso por uma variação do número de pontos iguais distribuídos regularmente ou não pela área de ocorrência; 2 - ―Método da distribuição regular de pontos de tamanho crescentes‖ - expresso por uma variação de tamanho de pontos regularmente distribuídos pela unidade observacional; 3 - ―Método das figuras geométricas proporcionais‖ - onde ocorre a variação de tamanho de um único símbolo centrado na área de ocorrência; 4 -―Método isarítmico‖ - onde ocorre curvas de igual valor (isolinhas) com valor visual preenchendo o espaço intercalar; 5 - ―Método coroplético‖ - apresenta uma série de valores visuais preestabelecidos (Q/A, onde A= Área). Nas Representações Dinâmicas, a prática mais comum para se construir a noção de dinamismo é a de confrontarmos várias edições de um mesmo tipo de mapa, numa seqüência temporal. O tempo e o espaçosão dois aspectos impossíveis de serem dissociados e fundamentais da existência humana. As representações dinâmicas devem traduzir a dinâmica social que produz o espaço geográfico ao longo do tempo, esse dinamismo dos fenômenos pode ser transcrito pelas variações quantitativas ou pelas transformações dos estados de um fenômeno, que se sucedem no tempo para um mesmo lugar; no espaço, o fenômeno se manifesta através de um movimento, deslocando certa quantidade de elementos através de certo percurso, dotado de certo sentido e direção, empregando para isso, um certo tempo (Martinelli, 1991). O quadro a seguir resume a questão das relações fundamentais (O, Q, organização em relação às variáveis visuais, e que aspectos estas assumem nas diferentes implantações.

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Declinação Magnética Um dos fatores indispensáveis para que um mapa seja de utilidade máxima ao usuário é a existência do diagrama de declinação. Os mapas construídos no sistema de coordenadas UTM, trazem, forçosamente, esse diagrama, o qual contém três linhas que representam:

NM................................ Norte Magnético, estabelecido por meio da bússola NQ................................. Norte do Quadrante, estabelecido pelas linhas verticais da carta NG.................................. Norte Geográfico ou Norte Verdadeiro A declinação do quadrante é o ângulo formado pelo Norte do Quadrante – NQ e o Norte Verdadeiro – NG, e seu valor é correto ou válido no centro da folha ou carta. O mesmo vale para o ângulo formado pelo Norte Verdadeiro e o Norte Magnético. Vamos supor que a carta confeccionada no ano de 1975 apresentasse, em sua declinação magnética um desvio de 160 30‗ . Sabendo que a declinação magnética cresce 3' anualmente, é possível calcular a declinação atual (2001) dessa região : Cálculos: 2001 - 1975 = 26 declinação atual = 16º 30' + 1º 30' = 18º

anos

;

26

x

3'

=

78'

=

1º

30'

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Declinação para algumas cidades brasileiras (01/01/2007) Cidade

Declinação

Variação anual

Belo Horizonte 21° 45' W (MG)

0° 4' W

Brasília (DF)

20° 22' W

0° 5' W

Maceió

22° 44' W

0° 1' E

Manaus (AM)

14° 22' W

0° 7' W

Natal (RN)

21° 46' W

0° 2' E

Porto Alegre (RS)

15° 12' W

0° 8' W

Porto Velho (RO)

11° 03' W

0° 9' W

Recife

22° 22' W

0° 2' E

Rio de Janeiro 21° 41' W (RJ)

0° 4' W

Salvador

0° 0' W

23° 07' W

São Paulo 20° 0' W

0° 6' W

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ELEMENTOS DA BÚSSOLA

1.1 Escalas Todo mapa é uma representação esquemática e reduzida da superfície terrestre. Para tal, se faz necessário determinar a relação entre a dimensão representada do objeto e a sua dimensão real. Esta proporção é denominada de Escala. Como as linhas do terreno e as do desenho são homólogas, o desenho que representa o terreno é uma Figura semelhante a dele, logo, a razão ou relação de semelhança é a seguinte:

dimensão gráfica (d) Escala (E) = ---------------------------dimensão real (D) 36

A relação d/D pode ser maior, igual ou menor que a unidade, dando lugar à classificação das escalas quanto a sua natureza, em três categorias: 1. d = D 2. d > D 3. d < D

Reprodução ou Cópia; Ampliação; Redução.

Na Cartografia utilizamos a escala de Redução, onde a dimensão gráfica é menor que a dimensão real. Os tipos de escalas mais utilizadas são: numérica, equivalente (ou nominal) e gráfica. 1.1.1 Escala Numérica A escala numérica é representada por uma fração, onde o numerador é igual à unidade e o denominador é o número (valor) da escala. As escalas mais comuns têm para denominador um múltiplo de 10.

Isto significa que 1cm na carta corresponde a 25.000 cm ou 250 m, no terreno. OBS: Uma escala é tanto MAIOR quanto MENOR for o DENOMINADOR. Ex: 1:50.000 é MAIOR que 1:100.000, ou seja, MAIS DETALHES. A escala numérica tem grandes vantagens em informar imediatamente o número de reduções que a superfície real sofreu, porém é imprópria para reproduções de mapas com base em processos fotocopiadores, quando há ampliação ou redução do original. Ao ser alterado o tamanho do original, consequentemente haverá alteração na relação entre as dimensões gráfica e real, modificando a escala. Ou seja, uma mesma escala numérica não pode constar em mapas iguais com tamanhos diferentes. Por exemplo, um mapa com escala de 1:200.000, se houver redução de 2x, a escala passará a ser de 1:400.000.

Escala 1:200.000

Escala 1:400.000

Redução

1cm = 2km

2cm = 4km

0,5cm = 2km

1cm = 4km

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Uma coisa bastante útil é sempre aplicar o denominador da escala na régua do sistema métrico. km/hm/dam/m/dm/cm/mm Ex. na escala 1:100.000 quanto vale 1cm em metros?

1.1.2 Escala Equivalente ou Nominal Expressa uma equivalência de números. Por exemplo: 1cm = 250m

Significa dizer que 1cm na carta equivale a 250m no terreno, o que corresponde à escala numérica de 1:25.000. 1.1.3 Escala Gráfica É a representação gráfica de distâncias do terreno sobre uma linha reta graduada

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A vantagem da escala gráfica se refere à sua utilidade nas reduções ou ampliações realizadas por fotocopiadoras. Nestes casos, as dimensões da linha graduada (escala gráfica) sofrerão as mesmas alterações de tamanho dos mapas, mantendo, portanto, a proporcionalidade entre as dimensões gráficas e reais.

2cm

Se 1cm = 500m; Logo 2cm = 100m Redução

1cm

Se 1cm = 1000m, então a escala numérica será de 1:100.000

1.1.5 Escolha da Escala A escolha da escala de trabalho é um fator importante, pois, precisamos saber se o objeto que queremos representar estará visível ao nível de detalhes que precisamos. Para isso, usamos um preceito da ótica, de que o menor traçado que o olho humano enxerga é uma linha de 0,0002m, ou seja, nosso objeto no mapa terá que ser maior que esse tamanho, na escala que escolheremos. Um exemplo: Para que um objeto de 10m apareça no mapa, como o menor traço visível, usa-se a seguinte fórmula: D= 10/0,0002 D= 50.000 Onde D= Denominador da Escala 39

Ou seja, a escala mínima terá de ser de 1:50.000

1.1.4 Precisão Gráfica Podemos determinar o erro admissível nas medições em determinada escala: eT = 0,0002m x D

Onde: eT - Erro Tolerável D = Denominador da escala numérica (dimensão real) Assim, em um mapa na escala de 1:100.000, podemos calcular o erro tolerável: eT = 0,0002m x 100.000 eT = 20m

eT D = --------------0,0002m

Onde: eT - Erro Tolerável D = Denominador da escala numérica (dimensão real) Isso significa que um deslocamento de até 20 metros, em um mapa na escala 1:100.000, é aceitável. Devemos ter muito cuidado com a escolha da escala nos mapas armazenados em meio digital. Esta etapa, muitas vezes, é realizada sem critério, uma vez que os softwares de SIG permitem uma fácil modificação de seus valores. Porém, o valor real é o da escala de origem da aquisição dos dados, ou seja, um mapa digital elaborado numa escala 1:50.000 NUNCA terá uma precisão maior que a permitida para esta escala.

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ESCALA VERTICAL Para o cálculo da escala vertical, é só fazer uso da mesma fórmula, onde d é a distância prática, e D será a espessura real da curva. O exagero vertical será calculado comparando-se a escala horizontal com a escala vertical: EXV = Ev/Eh, onde; EXV – Exagero Vertical Ev – Escala vertical Eh – Escala horizontal

Supondo uma escala vertical 1:5.000 e uma escala horizontal 1:100.000, aplicando a fórmula, o resultado seria: __1__ EXV= 5.000 = __1___*__100.000__ = 20 __1__ 5.000 1 100.000

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MAPEAMENTO SISTEMÁTICO NACIONAL Existem vários órgãos públicos e privados no Brasil que executam o mapeamento do Território Nacional, dentre eles estão o IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) e a DSG (Ministério do Exército).

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A situação do Mapeamento brasileiro está estagnada desde a década de 90, quando o Brasil parou de investir em cartografia.

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A Carta Internacional do Mundo ao Milionésimo – CIM é uma representação de toda a superfície terrestre, na projeção cônica conforme de LAMBERT (com 2 paralelos padrão) na escala de 1:1.000.000. Fornece subsídios para a execução de estudos e análises de aspectos gerais e estratégicos, no nível continental. Sua abrangência é nacional, contemplando um conjunto de 46 cartas. A distribuição geográfica das folhas ao Milionésimo foi obtida com a divisão do planeta (representado aqui por um modelo esférico) em 60 fusos de amplitude 6º, numerados a partir do fuso 180º W - 174º W no sentido Oeste-Leste (Figura 2.13). Cada um destes fusos por sua vez estão divididos a partir da linha do Equador em 21 zonas de 4º de amplitude para o Norte e com o mesmo número para o Sul. Como o leitor já deve ter observado, a divisão em fusos aqui apresentada é a mesma adotada nas especificações do sistema UTM. Na verdade, o estabelecimento daquelas especificações é pautado nas características da CIM. Cada uma das folhas ao Milionésimo pode ser acessada por um conjunto de três caracteres: 1º) letra N ou S - indica se a folha está localizada ao Norte ou a Sul do Equador. 2º) letras A até U - cada uma destas letras se associa a um intervalo de 4º de latitude se desenvolvendo a Norte e a Sul do Equador e se prestam a indicação da latitude limite da folha. Além das zonas de A a U, temos mais duas que abrangem os paralelos de 84º a 90º. A saber: a zona V que é limitada pelos paralelos 84º e 88º e a zona Z, ou polar, que vai deste último até 90º. Neste intervalo, que corresponde as regiões Polares, a Projeção de Lambert não atende convenientemente a sua representação. Utiliza-se então a Projeção Estereográfica Polar. 3º) números de 1 a 60 - indicam o número de cada fuso que contém a folha. OBS: O Território Brasileiro é coberto por 08 (oito) fusos.

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Carta Internacional do Mundo ao Milionésimo

As Cartas do Mapeamento Sistemático Nacional têm origem nas folhas ao Milionésimo, e se aplica a denominação de todas as folhas de cartas do mapeamento sistemático (escalas de 1:1.000.000 a 1:25.000).

A figura a seguir apresenta a referida nomenclatura.

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Para escalas maiores que 1:25.000 ainda não existem normas que regulamentem o código de nomenclatura. O que ocorre na maioria das vezes é que os órgãos produtores de cartas ou plantas nessas escalas adotam seu próprio sistema de articulação de folhas, o que dificulta a interligação de documentos produzidos por fontes diferentes. Existem dois sistemas de articulação de folhas que foram propostos por órgãos envolvidos com a produção de documentos cartográficos em escalas grandes: O primeiro se desenvolve a partir de uma folha na escala 1:100.000 até uma folha na escala 1:500. O segundo tem sido adotado por vários órgãos responsáveis pela Cartografia Regional e Urbana de seus estados. Seu desenvolvimento se dá a partir de uma folha na escala 1:25.000 até uma folha na escala 1:1.000.

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Nomenclatura das cartas do mapeamento sistemático.

Além do índice de nomenclatura, dispomos também de um outro sistema de localização de folhas. Neste sistema numeramos as folhas de modo a referenciá-las através de um simples número, de acordo com as escalas. Assim: - para as folhas de 1:1.000.000 usamos uma numeração de 1 a 46; - para as folhas de 1:250.000 usamos uma numeração de 1 a 550; - para as folhas de 1:100.000, temos 1 a 3036; Estes números são conhecidos como "MI" que quer dizer número correspondente no MAPA-ÍNDICE. O número MI substitui a configuração do índice de nomenclatura para escalas de 1:100.000, por exemplo, à folha SD-23-Y-C-IV corresponderá o número MI 2215.

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Para as folhas na escala 1:50.000, o número MI vem acompanhado do número (1,2,3 ou 4) conforme a situação da folha em relação a folha 1:100.000 que a contém. Por exemplo, à folha SD-23-Y-C-IV-3 corresponderá o número MI 2215-3. Para as folhas de 1:25.000 acrescenta-se o indicador (NO,NE,SO e SE) conforme a situação da folha em relação a folha 1:50.000 que a contém, por exemplo, à folha SD-23-Y-C-IV-3-NO corresponderá o número MI 2215-3-NO. A aparição do número MI no canto superior direito das folhas topográficas sistemáticas nas escalas 1:100.000, 1:50.000 e 1:25.000 é norma cartográfica hoje em vigor, conforme recomendam as folhas-modelo publicadas pela Diretoria de Serviço Geográfico do Exército, órgão responsável pelo estabelecimento de Normas Técnicas para as séries de cartas gerais, das escalas 1:250.000 e maiores.

Cartografia Náutica

A cartografia náutica aqui considerada tem como objetivo compreender fundamentos para o uso básico da carta náutica. Antes, porém, é necessário que se tenha conhecimento de sua classificação segundo o uso e dos elementos que a compõem, o que é feito pelo uso, respectivamente, do Catálogo de Cartas e Publicações – CCP e da Carta 12.000 – Símbolos e Abreviaturas. Existem, porém, várias outras publicações editadas pela Marinha do Brasil que devem ser usadas para uma navegação segura. Atualmente, muito material utilizado em navegação está disponível em sítios oficiais na internet. No que se refere aos fundamentos da cartografia náutica, a Marinha do Brasil disponibiliza a coleção em três volumes da obra ―Navegação: a ciência e arte‖. Cartas náuticas digitalizadas e eletrônicas são abordadas na publicação S-66 (Fatos sobre cartas náuticas digitais e exigências de sua dotação a bordo). Correções nas cartas náuticas são disponibilizadas nos Avisos aos Navegantes. Para a utilização correta dessas publicações, entretanto, é necessário um conhecimento básico em cartografia, tarefa para a qual que este trabalho se propõe a contribuir. A seguir, alguns conceitos importantes que ajudarão no desenvolvimento deste do aprendizado. O Termo Navegação, segundo Miguens (2010), é a ciência e a arte de conduzir com segurança, dirigir e controlar os movimentos de um veículo desde o ponto de partida até o seu destino. As modalidades de navegação podem ser em meio aquático (marítima ou fluvial de superfície ou submarina, ou lacustre), aérea, espacial ou terrestre. Para efeito deste trabalho, o veículo é uma embarcação. A navegação considerada neste trabalho é a feita por embarcação em meio aquático. Para tanto, utiliza-e a carta náutica, que é o documento cartográfico resultante de levantamentos de áreas navegáveis. Cartas náuticas são documentos cartográficos para massa d‘água navegável geralmente na projeção Mercator e que cobrem regiões em que existem acidentes terrestres ou submarinos. Fornecem várias informações, como profundidade, perigo à navegação, natureza do fundo, fundeadouros e áreas de fundeio, auxílio à navegação, altitudes e pontos notáveis à navegação, linha de costa, marés, correntes, magnetismo e 49

contorno de ilhas, entre outras. À Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN), na qualidade de Serviço Hidrográfico Brasileiro, cabe manter, por meio do Centro de Hidrografia da Marinha, todas as Cartas Náuticas em Águas Jurisdicionais Brasileiras (AJB) atualizadas. A DHN classifica da seguinte maneira as cartas náuticas: Cartas náuticas (DHN) nacionais, internacionais, obrigatórias e digitais (raster e eletrônicas). Outros conceitos são importantes no estudo da carta náutica. Croqui é um pequeno mapa para fins explicativos no caso de inexistência de carta náutica que cubra o trecho pretendido, localização e batimetria. No que se refere às cartas digitais, há quatro conceitos importantes. ECDIS, Sistema Eletrônico de Apresentação de Cartas e Informações, atende às exigências legais de dotação de carta náutica a bordo; ECS, Sistema de Cartas Eletrônicas, pode ser utilizado como auxílio à navegação, mas não substitui legalmente a carta náutica impressa; carta náutica eletrônica (ENC) é a base de dados padronizada com relação a conteúdo, estrutura e formato, emitida para uso com o ECDIS sob a autoridade de Serviços Hidrográficos autorizados pelo Governo; e Carta náutica raster (RNC) é uma cópia digital de carta náutica impressa, em conformidade com a publicação S-61 da OHI. A carta náutica digital ENC contém todas as informações úteis da carta náutica para a navegação segura e pode conter informações suplementares além daquelas contidas na carta em papel, que possam ser consideradas necessárias para a navegação segura. Quanto às publicações de auxílio à navegação utilizadas juntamente com a carta náutica, considere-se duas para os fins deste trabalho. O Catálogo de Cartas e Publicações relaciona todas as cartas náuticas editadas pela Diretoria de Hidrografia e Navegação – DHN, da Marinha do Brasil. Divide-se em cinco partes: Parte 1: relação de todas as cartas publicadas pela DHN; Parte 2: lista dos trechos significativos da costa do Brasil e das regiões do mundo representadas por cartas brasileiras, distribuídas em 24 partes (índices), com informações detalhadas das cartas do trecho representado; Parte 3: apresenta as cartas náuticas do II Plano Cartográfico Náutico Brasileiro, que visa à publicação, até 2010, de uma nova série de cartas brasileiras nas escalas 1: 100.000 e 1:300.000, adotando-se a numeração das cartas internacionais (Cartas INT); Parte 4: publicações e impressos editados pela DHN, de interesse exclusivo para a navegação. Entre elas, livros de navegação que podem ser baixados na internet; Parte 5: publicações e impressos editados pela DHN, de uso da Marinha do Brasil. Entre elas, publicações de noções de cartografia. A Carta 12.000 – símbolos e abreviaturas (INT 1), outra publicação de grande importância, visa a para interpretar corretamente todas as informações contidas nas cartas náuticas. Sua divisão é a seguinte: Generalidades; Topografia; Hidrografia; Auxílios à navegação e serviços; Índices alfabéticos. Informações de profundidades, natureza do fundo do mar/rio estão na parte de Hidrografia. Como auxílio à navegação e serviços, entenda-se tudo que se refira a luzes, boias e balizas e informações de sinais de cerração, entre outras.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Barros, G. L. M. de. Navegar é fácil. 11ª edição. Rio de Janeiro: Catau, 2001. BRASIL. Marinha do Brasil. Catálogo de cartas e publicações – 11ª Ed. – Niterói (RJ): 2000. ______. Marinha do Brasil. Fatos sobre cartas digitais e exigências de sua dotação a bordo. Disponível em: < http://www.mar.mil.br/dhn/dhn/index.html>. Acesso em: 07 nov. 2010. ______. Marinha do Brasil. Catálogo de cartas e publicações. Disponível em: . Acesso em: 09 nov. 2010. Correia, A. H.; Martins, R. A. Fundamentos de cartografia e GPS. In: Texto universitário – fundamentos de sensoriamento remoto. Curso de especialização em geoprocessamento. Brasília: UnB, 2005. Miguens, A. P. Navegação: a ciência e arte – volume I – Navegação costeira, estimada e em águas restritas. Disponível em: < http://www.mar.mil.br/dhn/bhmn/publica_manualnav1. html>. Acesso em: 08 out. 2010. Mundogeo. Disponível em :< http://geo-mundogeo.blogspot.com/2009/05/aula1-projecoescartograficas.html>. Acesso em: 12 out 2010. O Navegante. Disponível em: < http://onavegante.com.br/carind2.htm>. Acesso em: 09 nov. 2010.

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2. Introdução ao Geoprocessamento 2.1 Conceito de Geoprocessamento, SIG e Sensoriamento Remoto O termo Geoprocessamento caracteriza a área do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica. Esta tecnologia, denotada por Geoprocessamento, influencia de maneira crescente as áreas de Cartografia, Geografia, Análise de Recursos Naturais, Transportes, Comunicações, Energia e Planejamento Urbano e Regional. O objetivo principal do Geoprocessamento é fornecer ferramentas computacionais para que os diferentes analistas determinem as evoluções espacial e temporal de um fenômeno geográfico e as inter-relações entre diferentes fenômenos. Análise

Pergunta Geral

Exemplo

Condição ―O que está...?‖

―Qual a população desta cidade?‖

Localizaç ―Onde está...?‖ ão

―Quais as áreas com declividade acima de 20%?‖

Tendênci ―O que mudou...? ―Esta terra era produtiva há 5 anos atrás?‖ a Roteamen ―Por onde ir...? to

―Qual o melhor caminho para o metrô?‖

Padrões

―Qual o padrão...? ―Qual a distribuição da dengue em São Paulo?‖

Modelos

―o que acontece ―Qual o impacto no clima se desmatarmos a se...? Amazônia?‖ EXEMPLOS DE ANÁLISE ESPACIAL

As ferramentas computacionais para Geoprocessamento, chamadas de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), permitem realizar análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados geo-referenciados. Tornam ainda possível automatizar a produção de documentos cartográficos. Atividades como o planejamento estratégico, o gerenciamento de recursos e a tomada de decisões em quaisquer áreas do conhecimento são tarefas que dependem de fontes seguras de informação que sejam ao mesmo tempo precisas e atualizadas.

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Arquitetura de Sistemas de Informação Geográfica. Atualmente, existe um grande número de sistemas de informação geográfica, com diferentes características em termos de estruturas de dados, modelos de banco de dados, sistemas de análise, entre outras. Apesar de possuírem habilidades diferentes, existem alguns módulos presentes na maioria destes programas. Os módulos podem ser classificados em: Sistema de Aquisição e Conversão dos Dados; Banco de Dados Espaciais e Atributos; Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD); Sistema de Análise Geográfica; Sistema de Processamento de Imagens; Sistema de Modelagem Digital de Terreno – MDT; Sistema de Análises Estatísticas e; Sistema de Apresentação Cartográfica.

O termo modelo numérico de terreno (ou MNT) é utilizado para denotar a representação quantitativa de uma grandeza que varia continuamente no espaço. Comumente associados à altimetria, também podem ser utilizados para modelar grandezas geoquímicas, como o teor de minerais, ou propriedades do solo, como o teor de matéria orgânica, a acidez ou a condutividade elétrica. Entre os usos de modelos numéricos de terreno, pode-se citar (Burrough, 1986): 53

(a) Armazenamento de dados de altimetria para gerar mapas topográficos; (b) Análises de corte-aterro para projeto de estradas e barragens; (c) Cômputo de mapas de declividade e exposição para apoio a análises de geomorfologia e erodibilidade; (d) Análise de variáveis geofísicas e geoquímicas; (e) Apresentação tridimensional (em combinação com outras variáveis). Já o Sensoriamento Remoto (SR) pode ser definido como a aplicação de dispositivos que, colocados em aeronaves ou satélites, nos permitem obter informações sobre objetos ou fenômenos na superfície da Terra, sem contato físico com eles.

2.2 Aplicabilidade na Proteção de UC’s As aplicações do Sistema de Informações Geográficas, devido à sua abrangência, podem ser encontradas em diversos setores da atividade humana. Desta forma, podemos utilizá-lo para monitoramento dos diversos tipos de ameaças às Unidades de Conservação. A seguir, estão relacionados vários exemplos de uso deste sistema: Atualizações florestais; Administração municipal e planejamento urbano – consultas rápidas, simulações de situações, obtenção de resultados estatísticos e formulação de decisões a partir de dados e gráficos cadastrais; Administração, caracterização e localização de recursos naturais; Monitoramento de bacias hidrográficas; Gestão das redes de distribuição de água e coleta de esgotos; Roteamento turístico; Monitoramento ambiental; Mapeamento de solos; Mapeamento geotécnico; Gerência de pavimentos; Controle de tráfego; Planejamento de sistemas de transporte coletivo; Projeto e estudos ambientais de gasodutos e oleodutos; Avaliação do impacto ambiental de agriculturas; Gestão de redes de distribuição de energia elétrica e; Projeto de vias de transporte entre outros. 3. Introdução ao Sensoriamento Remoto Entende-se por Sensoriamento Remoto (SR) é a ciência que utiliza um conjunto de modernos sensores, equipamentos para processamento e transmissão de dados, 54

aeronaves, espaçonaves e etc., com o objetivo de estudar a superfície terrestre, lunares, planetárias, assim como fenômenos atmosféricos, através da captação e registro da energia refletida ou emitida pela superfície. O termo Sensoriamento, refere-se à obtenção dos dados, e Remoto, significa distante, ou seja, a obtenção é feita à distância, sem que o sensor tenha que tocar no alvo. Alguns sensores utilizam a luz solar como fonte de energia, como mostra a figura x. Essa energia é refletida pela superfície e captada pelo sensor, que a registra. Exemplo: Sensores do Landsat, CBERS, SPOT, etc. Existem outros tipos de sensores que emitem energia, esta atinge a superfície, que a reflete de volta para o sensor. Portanto este tipo de sensor não utiliza o sol como fonte. Exemplo: Sensor Radar. A energia emitida pelo sol e refletida pelo alvo sofre interferência ao atravessar a atmosfera, afetando a energia final registrada pelo sensor. A presença de nuvens na atmosfera, por exemplo, pode impedir que a energia refletida pela superfície terrestre chegue ao sensor a bordo de um satélite. O sensor registrará apenas a energia refletida pela nuvem. 3.1 Es pectro Eletromagnético A energia utilizada em Sensoriamento Remoto, tanto a emitida pelo sol como a do radar, é a Radiação Eletromagnética, que se propaga em forma de ondas eletromagnéticas. Ela é medida em freqüência (Hz) e comprimento (metros). O espectro eletromagnético representa a distribuição da radiação eletromagnética, por regiões, segundo o comprimento de onda e a frequência. A forma mais conhecida da energia eletromagnética é a luz visível, embora outras formas como raios X, ultravioleta, ondas de rádio e calor também sejam familiares. As fontes de energia eletromagnética são: a) Natural: O Sol é a principal fonte de energia eletromagnética. Toda matéria a uma temperatura absoluta acima de (0º K) emite energia, podendo ser considerada como uma fonte de radiação. b) Artificial: Câmaras com flash, sensores microondas.

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A evolução do SR, através de sensores mais potentes, proporcionando imagens com resoluções cada vez melhores, associadas às técnicas de extração de informações oriundas do processamento digital de imagens, ampliou sua aplicabilidade a diversas áreas do conhecimento, tais como: levantamento de recursos naturais, análise ambiental, geologia, agricultura, florestas, estudos urbanos, entre outras. Outro fator relevante é a periodicidade das suas imagens, que permitem monitorar situações de desmatamento, desertificação, inclusive com prevenção de desastres naturais. O sensoriamento remoto também fornece a precisão e a facilidade de se obter informações em áreas de grande extensão. Os dados de SR constituem um dos maiores mananciais de informações para os SIG‘s. A montagem da base de dados espaciais é realizada através de cartas temáticas obtidas direta ou indiretamente por este processo. As vantagens oferecidas pelo uso das informações de SR para corrigir, atualizar e manter as bases de dados para sistemas de informações geográficas é inquestionável. O SR utiliza, a bordo de aeronaves ou satélites, modernos sensores e equipamentos para transmissão, recepção, armazenamento e processamento de dados, com o objetivo de estudar o ambiente terrestre nos domínios espacial, temporal e físico, através do registro e da análise das iterações entre a radiação eletromagnética e as substâncias componentes do planeta Terra. Este sistema de aquisição de informações é formado por alguns subsistemas importantes: Sistemas sensores: são os equipamentos que focalizam e registram a radiação eletromagnética proveniente de um objeto; Sistemas de processamento de dados: convertem o dado bruto produzido pelo sensor em variável física passível de ser interpretada e convertida em informação; Sistemas de análise: incluem todas as ferramentas, dentre as quais destacam-se os SIG‘s, que permitem integrar as informações derivadas de sensoriamento remoto às de outras fontes. Obtidas por satélites, fotografias aéreas ou "scanners" aerotransportados, as imagens representam formas de captura indireta de informação espacial. São armazenadas como matrizes e cada elemento da imagem (denominado "pixel") tem um valor proporcional à energia eletromagnética refletida ou emitida pela área da superfície terrestre correspondente.

O sensoriamento remoto propriamente dito seria o aproveitamento simultâneo das vantagens específicas de cada faixa de comprimento de ondas do espectro eletromagnético. Os sensores, geralmente, podem ser imageadores e não imageadores,

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sendo os primeiros os que vêm sendo mais estudados e aplicados no campo da Cartografia, especialmente a fotogrametria e a fotointerpretação. Os estudos não se restringem apenas à porção visível do espectro, indo até as porções infravermelho e das microondas (radar), com diversas aplicações, principalmente na atualização cartográfica. O espectro eletromagnético pode ser ordenado em função do seu comprimento de onda ou de sua frequência. O espectro eletromagnético se estende desde comprimentos de onda muito curtos associados a raios cósmicos até ondas de rádio de baixa frequência e grandes comprimentos de onda. As características de cada elemento observado determinam a maneira particular segundo a qual emite ou reflete energia, ou seja, a sua "assinatura" espectral. Um grande nº de interações torna-se possível quando a energia eletromagnética entra em contato com a matéria. Essas interações produzem modificações na energia incidente, assim, ela pode ser: - Transmitida: Propaga-se através da matéria - Absorvida: Cede a sua energia, sobretudo no aquecimento da matéria - Refletida: Retorna sem alterações da superfície da matéria à origem - Dispersa: Deflectida em todas as direções e perdida por absorção e por novas deflexões - Emitida: Geralmente reemitida pela matéria em função da temperatura e da estrutura molecular A reflectância espectral é a comparação entre a quantidade de energia refletida por um alvo e a incidente sobre ele. Esse comportamento por qualquer matéria é seletivo em relação ao comprimento de onda, e específico para cada tipo de matéria, dependendo basicamente de sua estrutura atômica e molecular. Assim, em princípio, torna-se possível a identificação de um objeto observado por um sensor, através da sua "assinatura espectral". Um sistema sensor pode ser definido como qualquer equipamento capaz de transformar alguma forma de energia em um sinal passível de ser convertido em informação sobre o ambiente. No caso específico do Sensoriamento Remoto, a energia utilizada é a radiação eletromagnética. Um sensor pode adquirir uma imagem em várias faixas do espectro eletromagnético (bandas). Entre os sensores temos, basicamente: os fotográficos, de radar, laser, espectrômetros e radiômetros. Quanto aos modelos operantes são classificados como: - Ativos: Possuem sua própria fonte de radiação, a qual incide em um alvo, captando em seguida o seu reflexo. Ex.: Radar - Passivos: Registra irradiações diretas ou refletidas de fontes naturais. Dependem de uma fonte de radiação externa para que possam operar. Ex.: Câmara fotográfica, Imagens de Satélite. Os principais sensores são: - LandSat 5: Imagem constituída por 6 Bandas; 5 com resolução espacial de 30m e uma com 120m (infravermelho termal). 58

- Cbers 2/2B: CCD - Imagem constituída por 5 bandas, sendo 1 pancromatica (visível) 3 na faixa do visivel e 1 no IR próximo. Resolução de 20m. / HRC: (apenas no CBERS 2B) uma banda pancromática (visível) com resolução espacial de 2,7m. - MODIS: TERRA/AQUA – O Satélite possui 36 bandas sendo que a 1 e 2 tem resolução espacial de 250m; da 3 a 7, 500m; e da 8 a 36, 1km. Os dados são disponibilizados por produtos como o do Índice de Vegetação (MOD13/MOY13). A grande vantagem é a obtenção diária de imagens que podem ser podem ser adquiridas no site do Programa MODIS Rapid Response System da NASA. 3.1 Fotografias Aéreas e Ortofotos Ortofotos digitais são imagens digitais formadas a partir do processamento de fotografias aéreas, em que se procura tornar a visualização ortogonal ao terreno, através da eliminação dos efeitos do relevo, da distorção da lente fotográfica e da altura de vôo. A ortorretificação é realizada através de pontos de controle das coordenadas, incluindo pontos de controle da altitude do terreno. 3.2 Imagens de Satélite Os sistemas orbitais, ou seja, aqueles que adquirem dados através de sensores a bordo de satélites artificiais, podem ser divididos, segundo suas aplicações, em três tipos: satélites meteorológicos, satélites de aplicação híbrida e satélites de recursos naturais. Os satélites meteorológicos são satélites de órbita geoestacionária, localizados em órbitas altas (36.000 Km acima da Terra) no plano do Equador, deslocando-se com a mesma velocidade angular e direção do movimento de rotação da Terra. Como exemplo, tem-se o Geostationary Operational Enviromental Satellite – GOES e o Meteorological Satellite – METEOSAT. (Ver figura 3)

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Imagem do satélite GOES. Fonte: http://www.ncdc.noaa.gov/pub/data/images/

Os satélites de aplicação híbrida possuem esta classificação justamente por trabalharem com aplicações meteorológicas, oceanográficas e terrestres. Possuem órbitas polares, síncronos com o Sol, ou seja, sua velocidade de deslocamento, perpendicularmente ao plano do Equador, é tal que sua posição angular com relação ao Sol é constante ao longo do ano, possibilitando passar pela mesma região sempre no mesmo horário. Dentre estes satélites, o mais importante é o National Oceanic and Atmospheric Administration – NOAA. Por fim, os satélites de recursos naturais são os que possuem mais sistemas disponíveis. Devido à órbita quase polar, recobrem grande parte da totalidade da Terra. Os principais são: ALOS, LANDSAT, SPOT, CBERS, IRS, KOMPSAT, EROS, IKONOS, QUICKBIRD, JERS, ERS, ENVISAT, RADARSAT e ASTER. O produto mais usual são imagens obtidas a partir da visada vertical georreferenciadas para a projeção cartográfica desejada. Características importantes de imagens de satélite são: o número e a largura de bandas do espectro eletromagnético imageadas (resolução espectral), a menor área da superfície terrestre observada instantaneamente por cada sensor (resolução espacial), o nível de quantização registrado pelo sistema sensor (resolução radiométrica) e o intervalo entre duas passagens do satélite pelo mesmo ponto (resolução temporal). As imagens produzidas são então caracterizadas pelas resoluções: espacial, espectral, radiométrica, temporal e pela largura da faixa imageada. A resolução espacial é a capacidade do sensor de detectar objetos a partir de uma determinada dimensão. Quanto maior a resolução do sistema sensor, menor é o tamanho mínimo dos elementos que podem ser detectados individualmente. 60

Já a resolução espectral expressa a capacidade do sensor de registrar a radiação em diferentes regiões do espectro. Quanto melhor a resolução espectral, maior o número de bandas espectrais que podem ser adquiridas sobre os objetos da superfície, aumentando o poder de extração de informação para cartas temáticas. A resolução radiométrica representa a capacidade de discriminar entre diferentes intensidades de sinal ou número de níveis digitais em que a informação se encontra registrada. Quanto maior for esta resolução, maior será a sensibilidade do sensor nas pequenas diferenças de radiação, aumentando o poder de contraste e de discriminação das imagens. A resolução temporal representa a freqüência com que a área de interesse é revisitada ou imageada. E a largura da faixa imageada, ou largura da faixa de varredura, varia de acordo com o satélite. Em geral, existe um compromisso entre a largura da faixa e as resoluções espacial, espectral e radiométrica. Para se ganhar em um dos atributos, há que se perder nos demais. A maioria das imagens de satélite são adquiridas em várias faixas do espectro eletromagnético (bandas). Assim é possível fazer varias composições dessas bandas dentro dos canais RGB e com isso destacar algumas informações. Para identificação do uso do solo as composições mais comuns são: no LandSat R-5/G-4/B-3 onde a vegetação (florestal) aparecera em verde, o solo exposto em branco/rosa e a água em azul. Na imagem CBERS 2/2B a composição será R-3/G-4/B-2.

LandSat 5 TM Composição visível R3-G2-B1

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LandSat 5 TM Composição falsa cor R5-G4-B3 As imagens LANDSAT são as mais difundidas, principalmente pela sua relação custo-benefício. A operação do satélite é administrada pela National Space and Space Administration – NASA. No Brasil, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE e algumas empresas privadas comercializavam as imagens do LANDSAT 4, 5 e 7, que agora estão disponíveis gratuitamente no sítio da NASA. Desde a década de 70, o I BGE vem utilizando imagens de satélite da série LANDSAT. Estas imagens, uma vez corrigidas geometricamente dos efeitos de rotação e esfericidade da Terra, variações de atitude, altitude e velocidade do satélite, constituem-se em valiosos instrumentos para a Cartografia, na representação das regiões onde a topografia é difícil e onde as condições de clima adversos não permitem fotografar por métodos convencionais. O Systeme Probatoire d‘ Observation de la Terre – SPOT foi concebido como um sistema comercial, no qual as imagens são adquiridas apenas sob encomenda. Em 1993, o Brasil assinou um contrato que, através do qual, o INPE deixa de pagar pela transmissão de dados do satélite e a comercialização é feita por empresa licenciada pela SPOT Image. Uma característica importante do SPOT é que está sendo muito utilizado para a superposição entre imagens, possibilitando a estereoscopia, a partir da qual são gerados os modelos digitais de terreno. Estão sendo executadas campanhas de aquisição de dados utilizando os satélites SPOT, de modo a construir uma boa base de dados sobre o território brasileiro e promover o desenvolvimento da utilização desses dados. Essa é uma das alternativas no caso de falha do LANDSAT, que ainda responde pela maior parcela das aplicações no Brasil. O INPE desenvolveu, em parceria com a Academia Chinesa de Tecnologia Espacial, o satélite CBERS, que já está na sua segunda versão. Há muita expectativa na melhoria das imagens reproduzidas desde a primeira versão deste satélite. 62

Imagens SPOT Fonte: http://www.satimagens.com/spot.htm

O satélite ALOS (Advanced Land Observing Satellite) foi desenvolvido para contribuir nas áreas de mapeamento, cartografia de precisão e com capacidade de monitoramento ambiental flexível. Estes sensores devem adquirir imagens com posicionamento compatível com escala 1:25.000, sem uso de pontos de controle no terreno (conforme JAXA), devido ao avançado sistema de controle de órbita e atitude do ALOS, baseado em um receptor GPS de dupla freqüência e rastreador de estrelas, entre outros dispositivos. O satélite ALOS entrou na fase operacional em 24 de outubro de 2006.

Imagem Alos de 2,5 m Fonte: http://www.satimagingcorp.com

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Completando, tem-se o IKONOS II e o QUICKBIRD II, que são satélites de alta resolução espacial com 1m e 61 cm, respectivamente. As imagens do primeiro são comercializadas pela Space Imaging, e as do segundo, pela Digital Globe. Estes satélites são muito competitivos para: formação e atualização de bases cartográficas, planejamento urbano e de infra-estrutura, cadastro rural, agricultura de precisão, monitoramento ambiental, defesa civil, geomarketing, inteligência militar e outras aplicações de geoprocessamento.

Figura 4: Imagens Quickbird Fonte: http://www.engesat.com.br

Imagem IKONOS II. Fonte: http://www.spaceimaging.com/

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A utilização experimental de imagens LANDSAT-MSS no mapeamento planimétrico foi iniciada em convênio entre o INPE/DSG. Neste caso, a imagem na esc. 1:250.000 serve como fundo, sendo os temas lançados a seguir, manualmente. A utilização de imagens orbitais no mapeamento temático apresenta um grande potencial. Neste caso, a imagem deve ser inicialmente corrigida para a projeção cartográfica desejada. A seguir, por meio de um sistema computacional para processamento de imagem, uma nova imagem é gerada. Esta nova imagem tanto pode ser uma imagem classificada (onde os diversos temas são separados), ou o resultado de algorítmo de combinações entre as diferentes bandas espectrais, por exemplo, as composições coloridas geradas a partir de imagem "razão entre bandas", muito úteis em mapeamento geológico. Finalmente, produz-se um documento cartográfico com a imagem resultante. As imagens que mais frequentemente são utilizadas na produção de mapas de uso do solo são obtidas pelos satélites SPOT/HRV e Landsat-TM, cujas características são apresentadas sumariamente na tabela 1. Os satélites metereológicos, como por exemplo o NOAA/AVHRR, só são utilizados para produção de mapas de uso do solo em situações excepcionais devido à extensa área coberta por cada pixel. Estes satélites são utilizados em estudos meteorógicos e em monitorização ambiental, devido à sua elevada resolução temporal. Os satélites meteorógicos podem ter resoluções temporais inferiores a 24 horas, enquanto que satélites como o SPOT e o Landsat tem resoluções temporais de aproximativamente 15 dias. Vale ressaltar, para o fim temático, que as imagens LANDSAT-TM apresentam vantagens com relação ao produto SPOT, devido ao maior número de bandas espectrais e maior potencial temático, desde que a resolução espacial da LANDSAT – TM seja suficiente.

satélites/sensores

Tipo de Resolução Resolução utilização espacial espectral SPOT/HRV ocupação do solo 10 m * 10 m 1 banda 20 m * 20 m 3 bandas Landsat/TM ocupação do solo 30 m * 30 m 6+1 bandas Características das imagens LANDSAT – TM e SPOT. Com o advindo do satélite Alos, surgem também as seguintes expectativas: Sensor PRISM - Geração de Modelos Digitais de Elevação - Mapeamento na escala 1:25.000 Sensor AVNIR-2 - Mapeamento na escala 1:50.000 - Mapeamentos temáticos Sensor PALSAR 65

- Mapeamento da Amazônia Legal em escala 1:100.000 (modo Fine) e 1:250.000 (modo ScanSAR). Apesar de todas as vantagens, o sistema de SR tem na altimetria sua grande deficiência. Em trabalhos altimétricos, são somados a ele recursos já existentes, como cartas planialtimétricas desenvolvidas por aerofotogrametria e topografia. No mapeamento planialtimétrico, os efeitos do relevo são levados em conta, por meio de um MNT (Modelo Numérico de Terreno), composto por uma grade regularmente espaçada com as cotas de cada ponto. Seu uso permite a inclusão de altitude de cada ponto no modelo de correção, obtido por meio de formação de pares estereoscópicos de imagens. Com o barateamento dos dados de Global System Positioning – GPS para pontos de controle e a melhora dos modelos geoidais, o problema tende a ser minimizado. 3.3 Imagens de Radar O termo "Radar" é derivado da expressão Inglesa "Radio Detecting and Ranging", que significa: detectar e medir distâncias através de ondas de rádio. Inicialmente os radares destinavam-se a fins militares. No decorrer da Segunda Guerra Mundial a Inglaterra foi equipada com eficiente rede de Radar, mas só a partir da década de 60 os geocientistas procuraram aplicar os princípios de Radar para fins de levantamento de recursos naturais. A grande vantagem do sensor Radar é que o mesmo atravessa a cobertura de nuvens. Pelo fato de ser um sensor ativo, não depende da luz solar e consequentemente pode ser usado à noite, o que diminui sobremaneira o período de tempo do aerolevantamento. Um trabalho de relevância foi realizado na América do Sul, em especial na Região Amazônica pela Grumman Ecosystens. Esta realizou o levantamento de todo o território brasileiro, com a primeira fase em 1972 (Projeto RADAM) e posteriormente em 1976, na complementação do restante do Brasil (Projeto RADAM BRASIL). Desde o final da década de 70 até o presente momento, uma série de Programas de Sistema Radar, foram executados ou estão em avançado estágio de desenvolvimento: SEAT; SIR-A; SIR-B; SIR-C (EUA); ERS-1 e ERS-2 (Europeu); JERS-1 e JERS-2 (Japão); ALMOZ (Rússia) e RADAR SAT(Canadá). O Terrasar-X, satélite construído numa parceria entre o German Aerospace Center (DLR) e a EADS Astrium, gera imagens radar com até um metro de resolução.

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Imagem TerraSar-X. Fonte: http://www.spaceimaging.com/ Já o radar Alemão TANDEM-X foi concluído com êxito pela empresa espacial Astrium na cidade de Friedrichshafen, esse satélite tem parceria público-privada (PPP) com o Centro Aeroespacial Alemão (DLR). Este ano será o ano do lançamento do TANDEM-X, que está previsto para setembro de 2009. Com a formação do TERRASAR-X/TANDEM-X será possível avaliar completamente a superfície da Terra (150 milhões de quilômetros quadrados), dentro de um período de apenas três anos. Com resolução espacial de 12 metros e com informações de altitude que podem ser determinadas com uma precisão de menos de dois metros. Essa missão está sendo vista com bons olhos pelos concorrentes (EUA) e coloca a Alemanha de forma competitiva no campo das tecnologias de Satélite/RADAR.

4. Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais Desde o início da década de 90 a construção das chamadas Infraestruturas de Dados Espaciais - IDEs vem sendo considerada uma ação essencial de boa governança tanto pelo Estado quanto pela sociedade em diversos países. O aumento da conscientização sobre o papel central dos acordos de compartilhamento de bases de dados geoespaciais com vistas à integração, compatibilização (harmonização) e disponibilização daquelas consideradas de uso comum, foi um fator que impulsionou a evolução das IDEs no mundo. Estes acordos, estabelecidos inicialmente entre órgãos públicos, atualmente abrangem todos os atores da sociedade em diversos países.

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Evolução das iniciativas de IDE no mundo Fonte: FREITAS, 2005

O termo Infraestrutura de Dados Espaciais é usado freqüentemente para denotar um conjunto básico de tecnologias, políticas e arranjos institucionais que facilitam a disponibilidade e o acesso a dados espaciais. No Brasil, o Decreto no 6.666, de 28/11/2008, institui a Infra-Estrutura Nacional de Dados Es paciais – INDE e a define como o conjunto integrado de tecnologias; políticas; mecanismos e procedimentos de coordenação e monitoramento; padrões e acordos, necessário para facilitar e ordenar a geração, o armazenamento, o acesso, o compartilhamento, a disseminação e o uso dos dados geoespaciais de origem federal, estadual, distrital e municipal. Cabe ainda observar que o marco legal da INDE brasileira acompanha a vertente mais atual e abrangente da definição de uma IDE, na qual o conceito de serviços prevalece sobre o de dados geoespaciais. Neste sentido, uma IDE pode ser entendida como um conjunto de serviços que oferecem uma série de funcionalidades úteis e interessantes para uma comunidade de usuários de dados geoespaciais. Se antes a ênfase era nos dados que o usuário poderia acessar, agora a ênfase recai nos serviços que permitem ao usuário extrair maior valor dos dados. Segundo definido no Decreto no 6.666/08, ―o Diretório Brasileiro de Dados Geoespaciais (DBDG) é um sistema de servidores de dados, distribuídos na rede mundial de computadores, capaz de reunir eletronicamente produtores, gestores e usuários de dados geoespaciais, com vistas ao armazenamento, compartilhamento e acesso a esses dados e aos serviços relacionados‖. O DBDG é a estrutura básica sobre a qual se desenvolve o portal de acesso aos metadados e dados geográficos.

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Diagrama Conceitual DBDG. 4.1 Bancos de Dados Geográficos Entende-se por atributo não-espacial qualquer informação descritiva (nomes, números, tabelas e textos) relacionada com um único objeto, elemento, entidade gráfica ou um conjunto deles, que caracteriza um dado fenômeno geográfico. Inicialmente os SIGs armazenavam tanto as entidades gráficas quanto os atributos não-espaciais em sistemas próprios de arquivos internos. Permitiam ainda que os atributos não-espaciais fossem inseridos no sistema durante, ou imediatamente após, a entrada dos objetos ou entidades gráficas que representavam. Estes procedimentos eram problemáticos quando havia numerosa quantidade de atributos não-espaciais a serem relacionados com os objetos. Além disso, as ferramentas de busca, recuperação, manutenção e análise destes sistemas deixavam a desejar, quando comparadas aos tradicionais Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados (SGBD). Um SGBD é um sistema de banco de dados que funciona independentemente do sistema aplicativo, armazenando os dados em arquivos no disco rígido e carregando-os em memória para sua manipulação. Assegura três requisitos importantes na operação de dados: integridade - controle de acesso por vários usuários; eficiência - acesso e modificações de grande volume de dados e persistência - manutenção de dados por longo tempo, independente dos aplicativos que dão acesso ao dado (Câmara et al., 1996a). A organização de bancos de dados geográficos mais utilizada na prática é a chamada estratégia dual, descrita a seguir. Um SIG implementado com a estratégia dual utiliza um SGBD relacional para armazenar os atributos convencionais dos objetos geográficos (na forma de tabelas) e 69

arquivos para guardar as representações geométricas destes objetos. No modelo relacional, os dados são organizados na forma de uma tabela onde as linhas correspondem aos dados e as colunas correspondem aos atributos. A entrada dos atributos não-espaciais é feita por meio de um SGBD relacional e para cada entidade gráfica inserida no sistema é imposto um identificador único ou rótulo, através do qual é feita uma ligação lógica com seus respectivos atributos nãoespaciais armazenados em tabelas de dados no SGBD, como ilustrado na figura a seguir.

Estratégia dual para bancos de dados geográficos. A figura exemplifica as ligações lógicas criadas entre os rótulos dos talhões de um mapa florestal e seus atributos correspondentes (registros no ―campo‖ ou coluna TALHÃO) numa tabela de banco de dados. O mesmo tipo de relacionamento lógico pode ser feito em outros casos, como por exemplo: moradores em um lote, lotes em uma quadra, quadras em bairro, bairros em uma cidade; hidrantes de segurança ou telefones públicos ao longo de uma avenida; postos de serviço e restaurantes ao longo de uma rodovia. A principal vantagem desta estratégia é poder utilizar os SGBDs relacionais de mercado. No entanto, como as representações geométricas dos objetos espaciais estão fora do controle do SGBD, esta estrutura dificulta o equacionamento das questões de otimização de consultas, gerência de transações e controle de integridade e de concorrência. Estes problemas só podem ser resolvidos através de implementações sofisticadas das camadas superiores da arquitetura genérica, que operem coordenadamente com o SGBD convencional. Exemplos de sistemas comerciais baseados em estratégia dual são o ARC/INFO (Morehouse, 1992), MGE (Intergraph, 1990) e o SPRING (Câmara et al., 1996b).

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4.2 Interoperabilidade e Metadados A preocupação com a qualidade dos dados é baseada nas dificuldades que surgem no compartilhamento de informação entre usuários, mesmo que estes usuários sejam membros de uma mesma organização. Desta forma, há uma tendência em direção à interoperabilidade, ou seja, recursos que permitam que diferentes GIS possam trocar informações livremente, e à padronização, tanto em termos de gerenciadores de bancos de dados quanto com relação através de uma rede. Mais que uma tendência, a padronização do intercâmbio de dados geográficos tornou-se uma necessidade. Como a tendência de cada organização é adotar o GIS que melhor atende às suas necessidades, a inexistência de normas e padrões para troca de informação geográfica faz com que seja muito mais difícil compartilhar dados e racionalizar esforços de levantamento e tratamento de informações entre usuários de sistemas distintos. O crescimento significativo no uso das geotecnologias (SIG, GPS, SR, LBS e outras) em diversos setores, notadamente em planejamento e gestão territorial, tem contribuído para a geração de grandes volumes de dados e informações geoespaciais por parte de organizações públicas e privadas. Entretanto, como estes dados são normalmente produzidos para atender a requisitos específicos de projetos e determinadas aplicações, apresentam especificações e características técnicas diversas. Neste contexto de produção e de especificações diversificadas, a interpretação e o uso adequado dos dados por diferentes tipos de usuários demandam a disponibilização de um conjunto de informações sobre esses dados, que propicie a compreensão e o entendimento sobre a sua aplicabilidade e forma de utilização. Os metadados são definidos por um conjunto de dados e informações que documenta e descreve os dados. O vocábulo metadados adquiriu o significado popularizado de ―os dados sobre o dado‖: descrição de alto nível, disponibilizando informações sobre referenciamento espacial, qualidade, linhagem, periodicidade, acesso e distribuição dos dados (GOODCHILD, 1997); são dados que identificam e descrevem como utilizar os dados (LONGLEY et al,2001). informação essencial para que os dados geográficos sejam utilizados de forma consistente (PEREIRA et al, 2001). A utilização de metadados tem como objetivos principais: preservar os investimentos internos (das organizações) na produção dos dados; compor o portfólio de informação e dados das organizações / instituições; 71

prover informações para identificar, processar, interpretar e integrar dados de fontes externas. Em síntese, podemos dizer que os metadados têm por objetivo documentar e organizar, de forma sistemática e estruturada, os dados das organizações, facilitando seu compartilhamento e manutenção além de disciplinar a sua produção, armazenamento e, essencialmente, orientar a utilização desses nas diversas aplicações dos usuários. 4.3 Serviços de Mapas Diversos desenvolvedores de SIG têm lançado produtos para prover acesso, via Internet, a bases de dados geográficas. Considerando a crescente popularização da Internet e a necessidade dos órgãos públicos em viabilizar o acesso do cidadão à informação, este caminho parece ser bastante importante. Serviços web podem ser entendidos como aplicações e componentes de aplicações acessíveis pela web, capazes de trocar dados, compartir tarefas e automatizar processos pela Internet. Pelo fato de se basearem em padrões simples e não proprietários, os serviços web possibilitam que programas se comuniquem diretamente uns com os outros e troquem dados independentemente de sua localização, plataformas de processamento, sistemas operacionais ou linguagens. O modelo de serviço é o modelo que governa a estrutura dos geoserviços web. É uma arquitetura na qual serviços individuais têm interfaces de tipos conhecidos. Estas são descritas em metadados de serviços, que se encontram disponíveis para os usuários através uma solicitação padronizada pela Open Gis Consortium - OGC (comando Get Capabilities). Existem catálogos ou registros de serviços que oferecem acesso a coleções de metadados de serviços através de consultas. Os geoserviços são endereçáveis por uma URL e estão disponíveis ao público através da Internet. A OGC é talvez a organização atual mais importante no estabelecimento de padrões relacionados com a IG. Sua missão é a de liderar o desenvolvimento, a promoção e a harmonização de padrões abertos para viabilizar a interoperabilidade de conteúdos e serviços da IG. Alguns dos serviços mais importantes especificados e documentados pela OGC são descritos a seguir de forma resumida:  WMS (Web Map Service) Este padrão OGC especifica o comportamento de um serviço que produz, permite visualizar e consultar mapas georreferenciados. O serviço WMS permite visualizar IG em geral e consultar as entidades mostradas num mapa vetorial; permite superpor dados vetoriais a dados matriciais em diferentes formatos, sistemas de referência de coordenadas e projeções, situados em diferentes servidores. As petições WMS podem ser feitas por um navegador padrão em forma de URL´s.

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 WFS (Web Feature Service) Permite ao usuário acessar, consultar e até modificar (inserir, atualizar e eliminar) todos os atributos de um fenômeno geográfico representado em formato vetorial. Considera implicitamente que os dados vetoriais estarão no formato GML; no entanto, qualquer outro formato vetorial pode ser utilizado. O repositório de dados deve ser opaco para a aplicação cliente e os dados só poderão ser vistos através da interface WFS.  WCS (Web Coverage Service) Em Inglês, o termo coverage (―cobertura‖) refere-se a um arquivo ou conjunto de dados em formato matricial, usado para representar fenômenos com variações espaciais contínuas. O serviço WCS permite não apenas visualizar dados em formato matricial, mas também consultar o valor numérico associado a cada pixel. Diferentemente do WFS, que devolve fenômenos geográficos discretos, o WCS devolve representações de fenômenos espaciais que relacionam um domínio espaço-temporal com um espectro de propriedades. O WCS permite consultas complexas aos dados; este serviço retorna os dados com a sua semântica original, de modo que os mesmos podem ser interpretados, extrapolados, etc. e não somente visualizados, como acontece no WMS.  CSW (Web Catalog Service) O CSW é uma especificação de serviço da OGC que permite a publicação e o acesso a catálogos digitais de metadados para dados e serviços geoespaciais, assim como outra informação de recursos. Em termos básicos, o CSW permite publicar e buscar informação de dados, serviços, aplicações e, em geral, todo tipo de recurso. Os serviços de catálogo são indispensáveis para buscas e acesso aos recursos registrados dentro de uma IDE. Trata-se do tipo de serviço implementado pelas chamadas Clearinghouses, que têm por objetivo a busca e o acesso a IG.

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Arquitetura do SIG. 5. Apresentando ArcGIS 9.3 5.1 Tela inicial do ArcGIS

a b

c e

d

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a) Barra de Menu; b) Barra de Ferramentas; c) Table of Contents (TOC); d) View; e) Janela inicial. 5.2 Adicionando novas barras de ferramentas Com o botão direito do mouse clique em qualquer espaço vazio da barra de ferramentas e escolha a nova barra de ferramenta. Ou pela barra de Menu > View > Toolbars.

5.3 ArcToolBox O ArcToolBox é onde se localizam a maioria das funções do ArcGIS.

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5.4 ArcCatalog O ArcCatalog é um gerenciador de arquivos específico para os dados de SIG, pois diferentemente do Windows Explorer, em que um shape é composto de no mínimo três arquivos, no ArcCatalog esse aparece como sendo apenas um, pois para o software os vários arquivos na verdade é um só.

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6. Te mas 6.1 Abrir temas (Vetor, raster) Para abrir um tema (vetor ou raster) clique no botão escolha os temas desejados e aperte o botão Add.

Na janela Add Data

A geometria dos dados é diferenciada pelos ícones de linhas pontos

, raster

, poligonos

,

, entre outros.

6.2 Conectando aos dados Quando se insere no computador um drive móvel, como pen drive, é possível que este não apareça na lista de dirves. Para fazer a conexão com o drive é necessário clicar no botão e selecionar o novo drive. Esta opção também pode ser utilizada para criar um atalho direto para uma pasta na janela de adicionar dados. 6.3 Organizar visualização (camadas) Mudar cor de fundo, linha, espessura da linha, tamanho do ponto, símbolos...

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6.4 Te ma visível Um tema está visível quando a caixa de seleção ao lado do seu nome está marcada. E um tema ativo é o que está selecionado na TOC com o nome aparecendo em destaque. Um tema visível não é a mesma coisa de um tema ativo. O primeiro é para mostrar o tema na View enquanto o segundo define o(s) tema(s) que será(ão) afetado(s) por determinadas ações.

7. Criação de Dados Vetoriais 7.1 Criar um vetor (shape): No ArcToolBox

78

No ArcCatalog

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8. Edição de Vetores 8.1 Criar uma nova feição Para uma nova feição, selecione ―Create New Feature‖ e inicie a inserção dos vértices após clicar no ―lápis‖.

Clicando o botão da direita, uma série de opções adicionais de digitalização são disponibilizadas. Para inserção de polígonos adjacentes (sem furos ou sobreposições), uma opção é o ―Auto-Complete Polygon‖.

Outra maneira de inserir polígonos adjacentes é o ―Snapping‖, que é uma ferramenta disponível nas opções do ―Editor‖.

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A função ―Snapping‖, através da ferramenta ―Trace Tool‖, permite também utilizar outros SHP como base para a digitalização de novas feições.

8.2 Definição de Atributos Após a inserção de uma nova feição, podem se inserir informações sobre os seus atributos, acessando a tabela de atributos pelo botão ―Attributes‖.

8.3 Editando um shape Para iniciar a edição de um SHP existente é necessário sua seleção através da opção ―Editor‖, na pasta onde o arquivo está localizado.

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8.3.1 Outras ferramentas disponíveis na Edição

Buffer: polígono circundante com base em uma feição. Merge: Une duas ou mais feições em uma feição única. Union: Une duas ou mais feições em uma feição única e mantém as feições originais. Intersect: gera uma nova feição com base na área de intersecção de duas feições existentes. Clip: Com base na feição selecionada, recorta as áreas de intersecção com outras feições do SHP.

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9. Tabela de Atributos 9.1 Abrir a Tabela de Atributos Clique com o Botão Direito do Mouse no tema que deseja abria a tabela de atributos > Open Attribute Table.

9.2 Funcionalidades da Tabela de Atributos A tabela de atributos tem várias funcionalidades e podem ser encontradas em várias partes. Do lado esquerdo da tabela tem uma coluna que é referente as feições, nesta é possivel selecionar uma ou várias feições e realizar algumas operações referentes a estas.

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A linha com o nome das colunas permite selecionar uma ou mais colunas disponibiliza algumas operacoes para referentes as colunas. Essas operacoes quando selecionada alguma(s) linha(s) so serao aplicadas as memas.

O Botão Options Disponibiliza outras operações que são gerais à tabela.

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9.3 Acrescentar campo para inserção de atributos Com o SHP fora de edição, abrir a tabela de atributos, selecionar ―Add Field‖ e definir os parâmetros do campo.

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9.4 Calculadora

9.5 Criação de Gráficos

9.6 Construção de Consultas Permite selecionar feições através de consultas estruturadas sobre os atributos do SHP.

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9.7 Conectar dados Permite relacionar dados de diferentes tabelas através de campos chave (campos comuns).

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9.8 Inserir Hyperlink A Ferramenta Hyperlink permite visualizar documentos (imagens, textos, etc) e/ou paginas na internet quando linkados. Para fazer um Hyperlink é necessário previamente criar um campo da tabela com texto e colocar todo o caminho onde se encontra o documento no seu computador ou na internet.

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10. Análises Espaciais 10.1 Calculo de áreas Uso do ―XTools‖, que é um aplicativo que roda no ArcGIS e pode ser adquirido no site: http://www.xtoolspro.com/download.html.

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10.2 Intersect

Intersecção: Cria um novo SHP através do cruzamento de feições ou parte de feições que se sobrepõe e mantém os atributos de ambos na resultante. A figura abaixo apresenta o resultado do cruzamento dos polígonos azuis com os beges. A tabela a seguir apresenta os atributos da resultante.

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10.3 Calcular área/distância e m tela

- Medir uma linha. - Medir uma área. - Clicar em uma feição para medir comprimento, perímetro, e área ou coordenada x,y (ponto). - ―grudar‖ na feição. - Fazer o somatório de medições consecutivas - Definir unidades distancia e área - Limpar as medições

10.4 Intersecção polígono com pontos

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10.5 Identificar atributos do tema

10.6 Seleção por atributo e por localização

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10.6.1 Selecionar por Atributos (selecao tabular)

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10.6.2 Selecionar por localização (selecao espacial)

11. Projeção Cartográfica 11.1 Atribuir um Sistema de Coordenadas a um dado já criado e que não apresenta um sistema atribuído

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11.2 Reprojetar um dado que já tem um sistema de coordenadas atribuído Ao se reprojetar um dado muitas vezes muda o datum. Como no Brasil a maioria dos dados são produzidos em SAD69 quando se faz a conversão deste para o WGS-84 e vice-versa, no ArcGIS é pedido um parâmetro de transformação (Geographic Transformation). Neste caso o indicado é o ―SAD_1969_To_WGS_1984_14‖, pois de acordo com a RESOLUÇÃO No 23, DE 21 DE FEVEREIRO DE 1989, do IBGE, os parâmetros de transformação de WGS-84 para SAD 69 são: X = + 66,87 m Y = – 4,37 m Z = + 38,52 m

0,43 m 0,44 m 0,40 m

No documento com os parâmetros de transformação da ESRI o que se ajusta com os da Resolucao do IBGE é o ―SAD_1969_To_WGS_1984_14‖. A resolução do I BGE está disponível em: ftp://geoftp.ibge.gov.br/documentos/geodesia/pdf/rpr-2389.pdf. O documento da ESRI 96

está na pasta de instalação do ArcGIS: C:\Arquivos programas\ArcGIS\Documentation\geographic_transformations.pdf

de

11.2.1 Reprojetar Vetor

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11.2.2 Reprojetar Raster

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No caso o padrão adotado para a criação de novos shapes será o GCS (Geographic Coordinate System) ou o UTM com o datum SIRGAS 2000 e que pode ser encontrado em: Geographic Coordinate System > South America > SIRGAS 2000.prj ou Projected Coordinate System > UTM > South America > SIRGAS_2000_UTM_Zone_XXX.prj 12. Entrar com Coordenadas (simples e várias) 12.1 Para entrar com coordenadas (um par de cada vez) Na barra Tools clique no botão ―Go To XY‖

12.2 Entrar com uma lista de coordenadas Para entrar com vários pares de coordenadas abra a tabela com as coordenadas (tabela Excel) e em na barra de ferramentas > Tools > Add XY Data... > selecionar a tabela com as coordenadas especificar o X (Long) e o Y (Lat) e o sistema de coordenadas. Isso criará um shape temporário na View, para criar um shape permanente, clique com o botão direito do mouse em cima do tema e na opção Data > Export Data. (Se nenhuma feição estiver selecionada será criado um novo shape com todas, entretanto caso alguma esteja selecionada, por padrão, será criado um shape, apenas, das feições selecionadas.

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Se as coordenadas estiverem em grau, minuto, segundo devem ser convertidas para Grau Decimal. No editor de planilha, separar os graus dos minutos dos segundos (um em cada célula) e em uma nova célula digitar a fórmula ―=SOMA(Graus + ((minutos/ 60) + (segundos / 3600)))‖ no caso de coordenadas no sul e oeste multiplicar por -1 (depois copiar e colar especial > valores, essa será a coluna final)

13. Imagens Quando se faz o download de uma imagem multiespectral de sites como o do INPE essa vem separada em vários arquivos, cada um é referente a uma banda. A imagem LandSat 5 tem sete bandas, sendo que a banda 6 é ―termal‖ e diferentemente das outras tem resolução espacial de 60 metros, assim deve ser ―juntada‖ apenas as 100

bandas 1;2;3;4;5;7. Quando se faz uma imagem para simples visualização, classificação visual ou composição de layout, pode-se utilizar apenas as bandas 5;4;3 (vegetação em verde, água em azul e solo exposto em rosa) ou 3;2;1 (cor verdadeira). Para fazer a composição das bandas no ArcToolBox > Data Management Tools > Raster > Composite Bands. Na janela Composite Bands abra as bandas que deseja ―juntar‖ ordene como deseja que apareça (no caso 5;4;3) e insira o nome do arquivo novo. O ideal é que o nome seja constituído da seguinte forma: NOME_DO_SATELI TE_aaaammdd_orb_ponto_composicao.tif (ex. LANDSAT_5_TM_20090702_221_071_543.tif), se a imagem for composta por todas as bandas: LANDSAT_5_TM_20090702_221_071_123457.tif

13.1 Georreferenciamento Um raster pode ser um mapa escaneado, foto aérea ou imagem de satélite. Quando um mapa é escaneado ele não contém informação espacial e fotos aéreas e imagens de satélite podem ser obtidas sem precisão na localização ou até mesmo nenhuma informação espacial. Para poder utilizar esses dados com outros dados ou extrair informações é necessário que todos estejam no mesmo lugar e esse lugar tem que apresentar correlação com o mundo real, então esse raster deve ser projetado e se necessário georreferenciado. 101

Abra a imagem ou vetor de referencia e a imagem a ser georreferenciada. Mudar a projeção do Layers que estiver trabalhando para a projeção da imagem que será georreferenciada.

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Na Barra Georeferencing escolher a imagem que será georreferenciada no campo ―Layer:‖

Caso a imagem não apareça próximo a imagem base pode-se fazer um zoom na imagem base próximo a área da imagem que será georreferenciada e aplicar o Fit To Display. Com isso a imagem que será georreferenciada será movida e dimensionada

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para o centro da view. Também pode ser feito um ajuste manual da imagem com as ferramentas de girar, escala e arrastar.

Com a imagem posicionada é mais fácil criar os Pontos de Controle (GCP).

Clique em Add Control Points tool

para adicionar os pontos de controle.

Para adicionar um link, clique em um ponto que se possa identificar na base e no raster que esta sendo georreferenciado. Essa tapa deve ser efetuada para cada GCP. Clique no botão View Link Table para avaliar a transformação. Você pode examinar o erro residual para cada link e o RMS (erro quadrático médio) Terminada a etapa de aquisição dos GCPs os mesmos devem ser salvos, para futura referencia, ou se necessário algum ajuste. Na janela Link Table clicar no botão Save e salvar com o mesmo nome da imagem, mas, no lugar da composição escrever ―GCP‖ ex. LANDSAT_5_TM_20090702_221_071_GCP.txt Para obtenção dos GCPs é recomendável que se utilize objetos fixos, que não sofram sazonalidades, como rios (cheia/vazante, alteração do canal), morros (ângulo da iluminação), entre outros. O mais indicado são os cruzamentos de estradas. Entretanto, em algumas regiões não existem muitas referencias espaciais confiáveis, assim deve-se ter cuidado quando for utilizar referencias como as que foram citadas.

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Depois de salvos os GCPs as transformações podem ser salvas na própria imagem (recomendado) ou criar uma nova imagem. Clique em Georeferencing escolhendo a opção Update Georeferencing as alterações serão feitas na própria imagem; a opção Rectify... aplica as transformações em um novo arquivo que será criado.

13.2 Transformações Quando são criados alguns links, pode-se transformar ou girar o raster para combinar com a base que está sendo utilizada como referencia. Existe a opção de utilizar uma transformação polinomial, spline ou de ajuste para determinar a correta posição geográfica para cada célula do raster. A transformação polinomial utiliza polinômio nos pontos de controle e um algoritmo de ajuste por mínimos quadrados. Esse método é otimizado para precisão global, mas não garante precisão local. O numero de pontos de controle requeridos para o método polinomial é de, no mínimo, 3 para primeira ordem; 6 para segunda ordem; e 10 para terceira ordem. Para deslocar, ajustar escala e rotacionar um raster é recomendado que se utilize uma transformação de primeira ordem, pois, geralmente resulta em um raster mais fidedigno ao original (antes de qualquer transformação). Neste método com apenas três pontos já se tem um resultado, mas é recomendável que se utilize mais pontos, pois assim algum erro em algum dos pontos fica distribuído por todos os outros e mesmo que o erro matemático aumente a precisão global aumentara. Quanto maior a ordem de transformação, mais complexa a distorção que poderá ser corrigida. Geralmente transformações maiores que as de terceira ordem raramente são necessárias. Quanto maior a ordem de transformação maior deve ser o numero de pontos de controle.

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A transformação spline é um método análogo a uma folha de borracha e otimiza a precisão local, mas não a global. Essa transformação mantém a continuidade e a suavidade entre as polinomiais adjacentes e força os pontos de controle da fonte a se posicionar exatamente aos do alvo. Para aumentar a precisão é necessário que se tenha mais pontos de controle e esta opção só é ativada com no mínimo 10 pontos. 14. Noções de Layout 14.1 Entrar no modo Layout Para mudar do modo view para o modo layout clique no ícone localizado na parte inferior da janela de trabalho no lado esquerdo

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14.2 Barra de Ferramentas do Layout

14.3 Propriedades do Layout

107

14.4 Inserir Grid de Coordenadas

14.5 Menu Inserir

108

14.6 Inserir Legenda

14.7 Inserir Indicação de Norte (Rosa dos Ventos)

109

14.8 Inserir Barra de Escala

110

14.9 Inserir Escala Numérica

111

14.10 Exportar o Mapa Menu > File > Export Map...

15. Google Earth 15.1 Exportar shape para kml (formato nativo do GE) Para exportar o shp para kml deve estar instalado no computador a extensão ―Export to KML 2.5.4‖ e que pode ser adquirida no site: http://arcscripts.esri.com/details.asp?dbid=14273. A instalação da extensão é simples: descompacte o arquivo .zip em uma pasta temporária > clique duas vezes no arquivo ―ExporttoKML_INSTALL.bat‖. Abra o ArcGIS, na barra de menu > Tools > Extensions > e habilite a extensão ―Export to KML‖. Adicione a nova barra de ferramenta

.

15.2 Criar um novo tema no GE Na barra de ferramentas aparecem as opções de criar um ponto Polígono

; Linha

; ou sobrepor uma imagem

;

.

15.3 Mudar cores e linhas dos te mas. Com o Botão Direito do Mouse, clicar no tema que se deseja mudar > propriedades > na aba Estilo/Cor podem ser alteradas cor e o tamanho do polígono (área), linha, texto e ícone

112

15.4 Medir distancias

113

16. Sistema de Posicionamento Global – GPS 16.1 Conceitos básicos sobres o GPS. O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é um sistema de navegação, de propriedade do governo dos Estados Unidos, e é composto por uma constelação de 24 satélites, que cobrem a terra duas vezes ao dia. Fatores que podem degradar os sinais de GPS e assim afetar a sua precisão : Atraso na Ionosfera e Troposfera--O sinal de satélite reduz a velocidade quando atravessa a atmosfera. O GPS usa um padrão de sistema embutido, que calcula parcialmente o tempo comum de demora, para corrigir este tipo de erro. Sinal Multipath: Isto ocorre quando o sinal de GPS é refletido em objetos; como edifícios altos ou superfícies com pedras grandes, antes de localizar o receptor. Isto aumenta o tempo de viagem do sinal, causando erros. Erros no receptor de relógio: o relógio embutido de um receptor não é tão preciso quanto o relógio atômico dos satélites de GPS. Então, podem haver erros de cronometragem muito leves. Erros orbitais—Também conhecido como erros de ephemeris, são inexatidões do local informado do satélite. Número de satélites visíveis—Quanto maior o número de satélites que um receptor de GPS puder captar, tanto melhor será a precisão. Edifícios, terrenos, interferência eletrônica, ou às vezes até mesmo folhagem densa, podem bloquear notoriamente a recepção, causando erros de posição ou possivelmente nenhuma leitura de posição. Tipicamente, unidades de GPS não funcionarão em lugar fechado, subaquático ou subterrâneo. Sombreamento Geométrico de Satélite: Isto ocorre em posição relativa dos satélites, a qualquer momento. A Geometria ideal do satélite some, quando os satélites ficarem situados a grandes ângulos, relativos de um para o outro. Geometria pobre resulta, quando os satélites ficarem situados em uma mesma linha ou em um agrupamento apertado. Degradação intencional do sinal de satélite—Disponibilidade Seletiva (SA) é a degradação intencional do sinal imposta pelo Departamento de Defesa Norte114

Americano. Era pretendido que o SA impedisse os adversários militares de usar os sinais altamente precisos de GPS. O governo retirou o SA em maio de 2000, o que melhorou significativamente, a precisão dos receptores de GPS civil. 16.2 Utilizando o GPS

115

16.3 Marcação de Tracklog, waypoint

116

17. GPS no ArcGIS 17.1 DRN Garmin Uma Ferramenta bastante útil para utilizar o GPS em conjunto com o ArcGIS é um programa desenvolvido pelo Departamento de Recursos Naturais de Minnesota (EUA) e que pode ser utilizado como uma extensão do ArcGIS. Algumas configurações são necessárias para o funcionamento do GPS. Na Barra de Menu > Set Port > escolher o porto de conexão. No mesmo Menu > Set Baud Rate > o padrão do programa é o 9600 Garmin (caso não conecte com este , alterar para ―4800 NMEA Mode‖) e escolher o ―Open Port‖.

17.2 Obtendo dados do GPS

117

17.3 Enviando dados para o GPS Carregar o dado no DNR GARMIN. File > Load From > escolher a fonte do dado. Depois de carregado, fazer o Upload para o GPS. Os dados serão armazenados na memória do GPS (no caso de alguns GPSs Garmin, como o 76CSx armazena até 10.000 pontos e 20 tracks)

17.4 Navegação em Te mpo Real com o computador

118

18. Noções de gvSIG 1.1.2 O gvSIG é uma ferramenta orientada a gerenciar informação geográfica. Ele é caracterizado por uma interface amigável, com acesso rápido aos formatos mais usuais de vetor e raster. A interface do gvSIG é muito parecida com a do ArcView 3.x. Este software faz conexão direta com o banco de dados PostgreSQL(Postgis) podendo inserir arquivos e editar os que estão armazenados. Também se conecta aos servidores WMS, WFS, ACS e ArcIMS. Está orientado a usuários de informação geográfica, sejam profissionais ou de administrações públicas de qualquer parte do mundo e até o momento está disponível entre outras línguas o português-br, sendo também grátis. Sendo software livre é possível desenvolver aplicativos específicos. Pode ser adquirido no site: http://www.gvsig.gva.es/index.php?id=1729&L=2. Optar sempre pela ―Latest stable version‖ 18.1 Apresentação Tela inicial do gvSIG: Quando o programa é aberto aparece uma tela. Nesta tela aparece uma janela chamada gestor de projetos, onde deve ser feita a escolha entre Vista(View), Tabela e Mapa(Layout).

119

a b

c

a) Barra de Menu (Menu Bar): Algumas das funções do gvSIG estão agrupadas em menus e submenus b) Barra de ferramentas (Toolbar): A barra de ferramentas contém ícones para os comandos padrão e é uma maneira fácil de acessá-los. Para saber a função de cada ícone basta posicionar o cursor do mouse sobre o mesmo que uma descrição da função será mostrada. c) Barra de Status (Status Bar): A barra de status prove informações como distância, coordenadas, etc. 18.2 Projetos e Documentos No gvSIG todas as atividades estão em um projeto. Este projeto é feito de diferentes documentos. No gvSIG existem três tipos de documentos: Views, Tabelas e Mapas.

120

–Views: são os documentos onde se trabalha com dados gráficos (vetor e raster). – Tabelas: são os documentos que trabalham com dados alfanuméricos. – Mapas: é o documento onde se faz o layout. O projeto é um arquivo com extensão ―.gvp‖. Esses arquivos salvam as configurações feitas na view, como cor, preenchimento, etc. E também as referencias aos locais onde o dado está armazenado. Para abrir uma nova View deve-se escolher o tipo de documento Vista e clicar no botão novo. Feito isso aparece um item chamado Sem título – 0, que quando selecionado habilita os outros botões. A partir disto pode-se mudar o nome, apagar, ver as propriedades e abrir essa View. A mesma coisa para com os outros tipos de documentos (tabela e mapa). 18.3 View A view é onde se trabalha com as informações geográficas. Uma view pode ter várias layers(camadas) com diferentes tipos de informações (hidrografia, transporte, uso da terra, vegetação, cidades, etc.) e de dados (vetor e raster).

a

b

c

A view é composta das seguintes partes: a) Tabela de conteúdo (ToC): está localizada no canto b) Área de trabalho: é onde os dados abertos no projeto são mostrados e onde se pode editá-los. 121

c) Localizador: é uma janela onde é possível acompanhar onde está o tema mostrado na área de trabalho, em um tema mostrado em outra escala. 18.3.1 Criando uma View Para criar uma view vá em ―Gerenciador de Projeto(Project manager)‖. Barra de menu > Show > ―Project Window‖ ou tecla de atalho Alt+P.

No ―Gerenciador de Projetos (Project Manager)‖ selecione ―Vista (Views)‖. Clique no botão ―novo (New)‖. Um documento é criado em ―Vistas (Views)‖ com o nome de ―Sem Nome – 0 (Untitled – 0)‖ O nome desta vista(view) criada pode ser mudado clicando no botão ―Renomear(Rename)‖. As propriedades da Vista(View) podem ser alteradas por meio do botão ―Propriedades(Properties)‖ ou pela barra de Menu > Vista (View) > Propriedades (Properties).

122

18.3.2 Adicionando um tema (Layer) na vista (View). Primeiro abra uma Vista (View). Na barra de Menu > Vista (View) > Adicionar Camada (Add Layer), ou pela tecla de atalho Alt+O, ou pelo botão barra de ferramentas.

na

Será aberta uma janela - Adicionar Camada (Add Layer) - onde aparecem varias abas que definem as fontes dos dados que serão adicionados.

Na aba Arquivo (File) a fonte dos dados está no armazenamento local em seu computador. Após escolher o local onde está o arquivo deve-se escolher o tipo do arquivo (DNG, DXF, GML, shp, Imagem, etc.)

123

18.3.3 Tabela de conteúdo (ToC) A ToC é a área usada para listar os diferentes temas abertos na vista. Uma caixa de marcar ao lado indica se o tema está visível ou não. Quando o tema estiver destacado significa que ele está ativo e que este tema está suscetível a qualquer operação efetuada. Lembrar que um tema ativo não é a mesma coisa que visível.

a

b

c

a) Tema visível e ativo b) Tema não visível e não ativo c) Tema visível e não ativo A ordem em que os temas aparecem na ToC é importante, pois esta será a mesma na área de trabalho, ou seja se um tema polígono estiver na primeira posição e 124

outro tema de linha estiver na segunda o primeiro esconderá o segundo. A ordem pode ser alterada arrastando o(s) tema(s) para o local desejado. Os temas na ToC podem ser agrupados, isso facilita a organização quando se tem muitos temas abertos ou se tem a necessidade de tornar visível ou não visível muitos temas constantemente.

18.4 Criar um tema Para criar um novo tema shape, na barra de menu > New Layer > New SHP. Atribuir o nome do novo shape e escolher o tipo. Depois adicionar os campos da tabela de atributos e atribuir o nome das colunas e o tipo do campo.

125

126

O tipo do campo depende da informação que será inserida: BOOLEAN: é um tipo de dado que assume valores de falso ou verdadeiro. DATE: campo específico para datas. O numero máximo de caracteres aceito são 8. INTEGER E DOUBLE: são dois tipos de dados numéricos, sendo o primeiro para números inteiros e o segundo para números decimais. STRING: este tipo de campo aceita dados alfanuméricos, sendo limitado a até 254 caracteres. O campo Lenght é onde se ajusta o numero máximo de caracteres permitido. A próxima e última etapa é escolher onde e com qual nome deseja salvar o arquivo e a projeção desejada. Com o fim da criação do tema este será adicionado a ToC já em modo de edição.

18.5 Editando um tema Para editar um tema clique com o botão direito do mouse em cima do respectivo tema no ToC > Start edition

127

Para editar um tema escolher a ferramenta adequada na barra de edição ou na barra de menu > Geometry.

Para finalizar a edição clique com o botão direito do mouse em cima do tema que está sendo editado e na opção Finish edition. 128

18.6 Edição da tabela de atributos A tabela de atributos é onde se agrega informações ao vetor, ela é criada quando se cria um shape, mas as vezes é necessário fazer algumas alterações, como criar ou apagar uma coluna, adicionar ou alterar alguma informação, etc. Para abrir a tabela de atributos, primeiro deve-se estar com o shape aberto, então se pode abrir pelo Project Manager ou pelo botão ferramentas.

na barra de

Para editar a tabela o shape deve estar sendo editado, o Manager fields faz a edição das fields, adicionando ou apagando uma nova, ou renomeando uma já existente.

129

A tabela de atributos permite algumas operações, como fazer um ―join‖ com outra tabela(juntar duas tabelas), fazer um link com outra tabela, ordenar do maior para o menor e vice-versa, fazer as estatísticas de alguma coluna. 130

18.7 Imagem Quando se faz o download de uma imagem multiespectral de sites como o do INPE essa vem separada em vários arquivos, cada um é referente a uma banda. A imagem LandSat 5 tem sete bandas, sendo que a banda 6 é ―termal‖, assim deve ser juntada apenas as bandas 1;2;3;4;5;7. Quando se faz uma imagem para simples visualização, classificação visual ou composição de layout, pode-se utilizar apenas as bandas 5;4;3. O gvSIG permite criar um arquivo com várias bandas, para isso é necessário descompactar todas as bandas que serão utilizadas. Neste caso será feita a junção de apenas três bandas. No gvSIG abra a imagem da banda 5. No ToC clicar com o botão direito do mouse em cima da imagem e abrir a opção “Raster Properties”, na janela “Raster Properties” selecionar a aba ―Bands‖ e adicionar as outras duas bandas (4 e 3) e fazer a composição R5;G4;B3 e clicar em Accept.

131

Ative a imagem que está sendo trabalhada, caso ela não esteja ativada. Na Barra de Menu > Layer > Export to ... > Raster. Na janela Export to raster clicar no botão Save e atribuir o nome para o novo arquivo.

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