Geotecnologias

LEONARDO BRASIL FELIPE LGE – Laboratório de Geo-Estatística

Faculdade de Geologia - UFPA

Geotecnologias

Objetivo

Sumário

Definição – Geoprocessamento (SIG e SR)

Histórico – Softwares para GIS

Geotecnologias – Cartografia, Sens. Remotos

Interoperabilidade – GML , GeoBR

Amazônia

Definição

Geoprocessamento Denota a disciplina do conhecimento que utiliza técnicas

matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica e que vem influenciando de maneira crescente as áreas de Cartografia, Análise de Recursos Naturais, Transportes, Comunicações, Energia e Planejamento Urbano e Regional.

Sistema de Informações Geográficas (SIG) são ferramentas computacionais para Geoprocessamento, permitindo realizar análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados geo-referenciados. (Gilberto Câmara – INPE)

• GIS (Geographic Information System) • SIG são sistemas automatizados usados para

armazenar, analisar e manipular dados geográficos, ou seja, dados que representam objetos e fenômenos em que a localização geográfica é uma característica inerente à informação e indispensável para analisá-la.

• É um software, uma tecnologia que, utilizando recursos de computação gráfica e processamento digital de imagens, associa informações geográficas a bancos de dados convencionais.

DEFINIÇÃO

Definição

Definição

Histórico

Maxicad Sitim/SGI/Spring Cartomic

1986 1984 1986

SAGRE - Sistema Automatizado de Gerência da Rede Externa - VISION e ORACLE - CPqD/TELEBRÁS - 1990

SAGA (Sistema de Análise Geo-Ambiental) - Laboratório de Geoprocessamento do Departamento de Geografia da UFRJ,

sob a orientação do professor Jorge Xavier. 1984

Outros softwares ArcInfo

Outros softwares

Autocad

Formato de intercâmbio de arquivos - DXF

Autocad Map

MicroStation GeoGraphics

GIS – Tipos de dados

Vetorial

Matricial

GIS – Tipos de dados vetoriais

GIS – Tipos de dados matriciais

Representação vetorial x matricial

GIS – Base Cartográfica

Geotecnologias

Cartografia Sensoriamento Remoto Aerofotogrameria Topografia GPS Dados Alfanuméricos

Palestra apresentada no LNCC - Rogério Albuquerque de Almeida

Cartografia

Conjunto de estudos e operações científicas, artísticas e técnicas, baseado no resultado de observações diretas ou de análise de documentação, visando a elaboração e preparação de mapas, cartas, projetos e outras formas de expressão, bem como sua utilização.


Topografia Astronomia de Posição

Geodésia

Fotogrametria Sensoriamento Remoto

Ciência da computação

Banco de Dados, Computação Gráfica, Estrutura de Dados, Linguagens de

programação

Cartografia - Projeção cartográficas

Animação

Mapas são o mundo reduzido a pontos, linhas e áreas e usam uma variedade de recursos visuais: tamanho, textura ou padrão, cor, orientação e principalmente, a forma definida pela sua projeção.

O elipsóide de revolução é a figura resultante da rotação de uma elipse em torno de um de seus eixos.

Propriedade das projeções Conformidade: Quando a escala de um mapa em qualquer ponto é a mesma

em qualquer direção, a projeção é dita conforme. Meridianos e paralelos interceptam-se em ângulos retos. A forma é preservada localmente.

Distância: Uma projeção é dita equidistante quando representa distâncias em escala do centro da projeção para qualquer outro lugar no mapa.

Ângulo: Um mapa preserva a direção quando os azimutes são corretos em todas as direções - Azimutal.

Área: Quando um mapa representa áreas globais de modo que todas as áreas tenham a mesma relação proporcional com a verdadeira grandeza, o mapa é um mapa de igual área ou equivalente.

Tipo de projeção Como a projeção é normalmente resultado de um tratamento

matemático, os limites para concepção de um tipo de projeção são a sua funcionalidade e a manutenção das propriedades geométricas. Existem exemplos de variações de projeção que mesmo não sendo plenamente utilizáveis, mostram a diversidade de possibilidades de representação do globo terrestre.

Cartografia - Outros aspectos relevantes

• Geodésia (Redes planimétrica e altimétrica)

• Topografia • GPS

• Sensores Remotos - Aerofotogrametria

- Sensoriamento remoto

• Mapas Analógicos - Digitalização - Rasterização

Coleta de dados

• A maioria dos satélites de sensoriamento remoto são passivos, isto quer dizer que o sensor capta a energia originada de uma fonte externa ao sistema sensor.

Sensores Remotos

Aerofotogrametria

1- Recobrimento aerofotogramétrico ou vôo aerofotográfico

2- Apoio de campo ou terrestre com Rastreadores Satélite – GPS

3- Aerotriangulação

4- Restituição aerofotogramétrica digital e Geração de Ortofotocartas

5- Reambulação

6- Edição de arquivos para GIS e plotagem dos produtos finais

Recobrimento Aerofotogramétrico

Plano de vôo Esquema de recobrimento

Execução das faixas

Fotoíndice

• Escala da foto • Altitude que a aeronave irá voar • Tipo de filme e filtro • Comprimento total das linhas de vôo • Número de fotos que serão tiradas • Porcentagem de recobrimento longitudinal e lateral, podendo variar de 60% a 80% e 30% a 40%

Aerolevantamento

Apoio de campo ou terrestre com Rastreadores de Satélite – GPS e Aerotriangulação

Trata-se da operação para estabelecer-se um sistema de coordenadas nas aerofotos, para serem

utilizados na fase de aerotriangulação. Com as aerofotos resultantes do vôo, são marcados pontos

notáveis e facilmente foto identificáveis para que possam ser levantados em campo através de

Rastreadores de Satélite - GPS.

Aerolevantamento

Restituição aerofotogramétrica digital e Geração de Ortofotocartas

Aerolevantamento

Reambulação e Edição de arquivos para GIS

Sensoriamento Remoto • Tomada de imagens a partir de plataformas

espaciais, com sensores montados a bordo de satélites artificiais, capazes de gravitar no entorno da Terra.

Como escolher uma imagem de satélite As PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS são: tamanho da área de cobertura pela imagem, resolução espacial, resolução espectral, resolução temporal, resolução radiométrica e ângulo de iluminação solar.

A resolução espacial determina o tamanho do menor objeto que é possível representar na imagem. Em outras palavras, a resolução espacial da imagem deve ser equivalente com o tamanho do menor objeto que se deseja identificar.

Resolução Espectral

É definida pelo número de bandas espectrais de uma sistema sensor e pela amplitude do intervalo de comprimento de onda de

cada banda.

Resolução Radiométrica

A resolução radiométrica é dada pelo número de valores digitais representando níveis de cinza, usados para expressar os dados coletados pelo sensor. Quanto maior o número de valores, maior é a resolução radiométrica.

Estudo comparativo

PERFILAMENTO A LASER Nova ferramenta que permite a determinação de distâncias a

pontos em uma superfície com uma precisão na direção vertical na ordem de grandeza de um decímetro.

Sendo utilizados aviões com plataforma, é constituído o primeiro emprego do laser scanner, no qual modelos digitais de terrenos são produzidos com alta precisão.

PERFILAMENTO A LASER

Obtenção de registros contínuos de coordenadas espaciais. Um LASER de alta precisão é direcionado para o solo através de uma abertura no fundo de uma aeronave. O sistema emite feixes de luz (LASER) e o LASER varre a superfície do terreno abaixo da aeronave e registra a distância até o solo para cada um dos feixes emitidos, sendo registrado também o respectivo ângulo de inclinação de cada feixe em relação à vertical do lugar.

PERFILAMENTO A LASER - Exemplos

Telecomunicações: posicionamento de antenas receptoras e transmissoras.

OBRAS VIÁRIAS - Para projeto ou para detecção rápida de interferências na faixa de domínio, cálculo de volumes de corte e aterro.

LINHAS DE TRANSMISSÃO - interferência de árvores e outras estruturas na faixa de

domínio, posicionamento de torres e modelagem de catenária de cabos

Interoperabilidade

XML – Padrão para intercâmbio de banco de dados convencional.

GML - O consórcio OpenGIS pretende definir um modelo de dados genérico e interfaces padronizadas para acesso a bancos de dados geográficos, baseadas em diferentes softwares.

Limitações: Permite operações topológicas de consulta sobre objetos

simples sem permitir a definição de relacionamentos espaciais para definição de restrições;

Alguns sistemas existentes têm modelos conceituais mais ricos em conteúdo que o OpenGIS;

O padrão declarativo do SQL tem limitações para tratar com dados geográficos. (Câmara e Egenhofer)

Interoperabilidade GEOBR (Intercâmbio de Dados Geográficos no Brasil).

INPE

A proposta busca atender a diferentes desafios: • Generalidade: suporta os diferentes tipos de dados geográficos utilizados pelos sistemas comerciais mais comuns no Brasil. • Legibilidade: permite fácil acesso a seu conteúdo e edição externa. • Independência da representação interna de cada máquina. • Flexibilidade: permite adição de novos campos em função de necessidades.

GEOBR

Cada dado geográfico: Nome da projeção. Dados do elipsóide (modelo da Terra

utilizado) Dados definidores da projeção, como

hemisfério, latitude e longitude de origem, e paralelos padrão (se necessário).

Escala dos dados. Coordenadas do retângulo envolvente.

GEOBR

Tipos de dados

Feições (Objetos): municípios, lotes (FEATURES).

Rede: entidades conectadas em topologia arco-nó (NETWORK).

MNT: altimetria, incidência de poluentes e dados geoquímicos e geofísicos (DTM)

Temático: Cartografia Temática ou por classificação de imagens de Sensoriamento Remoto (THEMATIC)

Imagem: são obtidas por satélites de observação da terra, ou a partir de digitalização de fotos aéreas (IMAGEM)

Não-Espacial: dados adicionais que são utilizados para transmitir informação adicional, que pode não estar geo-referenciada, mas que pode estar relacionada a outros dados geográficos (NON_SPATIAL).

GEOBR

SUPORTE A DIFERENTES GEOMETRIAS

Linhas2D: coordenadas vetoriais em 2D(LINES).

Nós2D: correspondem as entidades de topologia arco-nó(NODES)

Polígonos: delimitam feições individuais (POLYGONS)

Rótulos: localizações individuais, associadas a uma descrição de feições (FEATURE_LABELS) , dados Temáticos (CLASS_LABELS).

Pontos2D: localizações individuais (POINTS).

Amostras3D: localizações individuais, associadas a amostras de uma grandeza quantitativa, do tipo (X,Y,Z). (palavra-chave: SAMPLES).

Isolinhas: cota, usadas para transmitir informações 3D (CONTOURS).

Grade: grade regular consistindo de valor com espaçamento regular

Amazônia

- SIVAM (Sistema de Vigilância da Amazônia)

- IBGE (Diagnóstico Ambiental da Amazônia Legal)

- PRODES (Monitoramento da floresta amazônica por satélite)

- BCDAM (Sistema de bases compartilhadas de dados sobre a Amazônia)

- CANAAM (Cadastro Nacional de Atividades na Amazônia)

Amazônia - SIVAM

12/08/97, assinado convênio com o IBGE visando à criação de uma base de dados georeferenciados para a Amazônia Legal Brasileira. Uma parte do trabalho consistirá na conversão para o meio digital das bases cartográficas e das cartas temáticas de geologia, geomorfologia (relevo), solos e vegetação, produzidas pelo Projeto RADAMBRASIL nas décadas de 70 e 80.

Ao todo serão trabalhadas cerca de 1.600 cartas na escala 1:250.000 que, hoje, em sua grande maioria, estão em meio convencional (papel) e que, além da conversão para o meio digital. 01/10/1997, assinado convênio com o INPE, programa de cooperação técnico-científica para o desenvolvimento de ações destinadas ao aperfeiçoamento do sistema de recepção e processamento de imagens de satélite de sensoriamento remoto.


Subsistema de Aquisição de Dados Sensoriamento Remoto por Satélite

LANDSAT, SPOT, ERS-1, NOAA, GOES, Satélite Sino-Brasileiro (CBERS) e JERS (Japão), entre outros.

Sensoriamento Aéreo • Radar de Abertura Sintética (SAR) • Imageador Multiespectral (MSS) • Sensor Ótico e de Infravermelho (OIS)

Amazônia - SIVAM

• Radar de Abertura Sintética (SAR)

É o principal sensor de aeronave de Sensoriamento Remoto. No modo de mapeamento, o SAR será capaz de gerar imagens com até 3 metros de resolução. O SAR será capaz de adquirir imagens simultâneas de uma mesma área, a fim de serem usadas no mapeamento do relevo.

Amazônia - SIVAM

Amazônia - SIVAM

Imageador Multiespectral (MSS) - Equipado com uma rede de detectores capaz de imagear o terreno em 31 faixas espectrais

Amazônia - SIVAM

Sensor Ótico e de Infravermelho (OIS) - ideal para apoiar operações de natureza crítica, tais como busca e salvamento, ações policiais, combate a incêndios florestais, dentre outras. OIS será capaz de determinar a distância entre a aeronave e a cena imageada, bem como determinar as coordenadas geográficas e a elevação do terreno onde se localiza o alvo de interesse.

Amazônia - IBGE

Diagnóstico Ambiental da Amazônia Legal http://map.ibge.gov.br

As informações estão estruturadas para uso em Sistemas de Informações Geográficas (SIG), com elementos

compatíveis com os mapas utilizados mundialmente e abertos à atualização permanente, podendo servir de

referência e subsídio para cenários e estudos de políticas públicas, projetos de zoneamento ecológico e econômico,

diagnósticos ambientais de bacias hidrográficas etc

O Diagnóstico Ambiental da Amazônia Legal é o maior banco de dados sobre as características físicas e bióticas desta região brasileira de alto

interesse estratégico.

Amazônia - PROJETO PRODES

MONITORAMENTO DA FLORESTA AMAZÔNICA BRASILEIRA POR SATÉLITE

Desde 1989, o INPE vem produzindo estimativas anuais das taxas de desflorestamento da Amazônia Legal.

Julho de 2003 - metodologia de análise de dados, que utiliza o processamento digital de imagens de satélite.

Vantagem: precisão do geo-referenciamento dos

polígonos de desflorestamento, de forma

a produzir um banco de dados geográfico multitemporal.

Amazônia - PROJETO PRODES

Apresentação do projeto

http://www.obt.inpe.br/prodes/apresentacao_prodes.ppt

Amazônia - BCDAM O Sistema de Bases Compartilhadas de Dados Sobre a Amazônia - BCDAM é um sistema de compartilhamento de dados sobre a Amazônia, onde diversas instituições participantes podem disponibilizar, criar sem duplicidades, unir esforços, trocar experiências e buscar informações em outros bancos de dados pertencentes ao grupo

· PRESIDÊNCIA DA REPÚBLICA Agência Brasileira de Inteligência-ABIN Centro Gestor e Operacional do Sistema de Proteção da Amazônia - · MINISTÉRIO DA AERONÁUTICA · MINISTÉRIO DA AGRICULTURA E DO ABASTECIMENTO - EMBRAPA · MINISTÉRIO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA FINEP - IBICT - INPA - MPEG · MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO AGRÁRIO INCRA · MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO · MINISTÉRIO DO EXERCITO Diretoria de Serviço Geográfico - DSG · GOVERNOS ESTADUAIS

FIM

LGE

2101-5900

Prof. Leonardo B. Felipe

[email protected]

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