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APLICAÇÃO DE GIS NA GESTÂO DE RECURSOS NATURAIS
Tipologia: Notas de estudo
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Não perca as partes importantes!
Elaborado por : João Manuel Ferreira Jacques (Docente de GIS), Reprodução proibida
( Geógrafo)
Elaborado por : João Manuel Ferreira Jacques (Docente de GIS), Reprodução proibida
Alto nível de interesse no novo desenvolvimento de computação; GIS dá-nos as “altas tecnologias” de produção de informações geográficas A interpretação de mapa é fácil e directamente no computador Há maior interesse na geografia e na própria educação de geografia GIS é um instrumento importante em compreender e a manipulação do ambiente
Sistema de Informação Geográfica (GIS) é um sistema de informação aplicada à dados geográficos. O termo “Geográfica” refere a dado com uma localização fixa na superfície da terra enquanto “Informação” refere a dado atribuído a um significado e contexto. Dado (Data) refere a representação de factos, conceitos ou instruções duma maneira formalizada e que serve para uma comunicação, interpretação ou processado por um homem ou meios automáticos. O Sistema é um grupo entidades e actividades interligadas e que funciona para mesmos objectivos. Por exemplo um carro é um sistema no qual todas as peças operam em conjunto para sua mobilidade.
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a) Processamento de dados Este componente inclui o seguinte: Aquisição de dados – no mapa, na imagem satélite, trabalho do campo com teodolito ou GPS, etc. Introdução de dados – dados são introduzidos apartir de uma fonte para uma base digital; Armazenamento de dado – qual é a frequência do seu uso, como deve ser actualizado, se é confidencial?
b) Análise de dados
Envolve o seguinte: Exibição e análise – pode ser simples para fazer query (pesquisa) ou complexo envolvendo variedade de dados. Saída de informação (output ) – como exibir (export) os resultados em formato de mapa ou tabela? Ou a informação vai alimentar outro sistema digital?
c) Uso de informação Várias pessoas são envolvidas no estabelecimento GIS e no seu uso. Tais utilizadores podem ser os fazedores de políticas, dirigentes/gestores, académicos, investigadores, planificadores e operadores. Uns são envolvidos directamente e outros não. DADO (DATA) NO GIS A base de dado de GIS contém vários tipos de dados espaciais integrados e registados para formar uma fonte de informação compreensiva. Dados espaciais em geral referem-se a dados associado a uma localização apartir de sistema de referência na superfície terrestre. Dados espaciais estão divididos em duas partes: de localização (geometricamente) e descritivas (atributos ou dados não-spaciais). Dados de localização Dados de localização são dados definidos apartir de um sistema de referência expresso em coordenadas geográficas (latitude, longitude) ou Cartesianas ou UTM (x, y) e representado por um ponto, linha ou polígono (área). Também pode ser representado em forma geométrica regular de células (cells) ou célula de grelhas (grid cells).
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Na base de dado digital dados de localização são armazenados em forma de camadas ( layers) onde cada camada representa um único Theme de uma estrutura do mundo real (terreno). Escala A escala do mapa é a razão entre a distância no mapa e a distância correspondente no terreno. Se o mapa é da escala 1:50 000, significa que 1 mm no mapa é igual a 50 000 mm ou 50 m no terreno. Dados não espaciais ou atributo Dados não espaciais ou atributo descreve o aspecto de dados espaciais. Podemos encontrar outros dados não espaciais adicionais como uma cor, tipo de linha ou espessura, e etc. Exemplo de dados espaciais: Marcos geodésicos, da fronteira ou de uma demarcação Informação topográfica: a cota de um ponto, edifícios, linhas de água, etc. Informação cadastral (uma parcela, e outros aproveitamentos). Limites administrativos (província, distritos, etc.) Elementos naturais (vegetação, montanhas, etc).
OUTRAS ÁREAS DA CONTRIBUIÇÃO DE GIS Como um campo integrado, GIS diz-se ser uma ciência de informações espaciais e associa-se a: a) Geografia b) Cartografia c) Remote sensing (Teledetenção) d) Fotogrametria e) Topografia ou agrimensura f) Geodesia g) Estatística h) Informática Georeferenciação no GIS A forma da terra é esférica desviando um pouco de uma esfera devido a força de gravidade, força centrífuga e a influência das actividades humanas. Assim o esferóide é considerado a forma razoável da terra. Mas nós podemos trabalhar perfeitamente projectar a terra em superfície plana. Chamamos esta superfície de um mapa. A projecção da terra de formato esférico para superfície plano é conhecido por projecção de mapa.
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Classificação de projecções de mapa Cilindrica Conicol Azimutal
Projecção cilíndrica : baseado no cilindro. É apropriado para o mapeamento nos países situados ao próximo do equador porque é nestas regiões onde a distorção é mínima.
Exemplo de uma projecção cilíndrica são as do Mercator , e do Lambert
Projecção conformal A projecção é conformal se os ângulos da figura original são preservados i.é, a figura não altera. O formato de objecto é preservado sobre uma pequena área excepto nas grandes áreas. Projecção conformal não tem mesmas propriedades das áreas
implicando um crescimento noutras regiões. Geralmente as áreas próximas das margens têm maior escala enquanto que próximo do centro tem a menor escala. As mais usadas projecções conformais são: Mercatores Transversais mercatores Cónicos de Lambert com dois paralelos Estereografica
Projecção de mapa usada em Moçambique A localização de Moçambique perto de latitudes médias deveria usar a projecção cónica a mais convenientes para mapeamento de grandes regiões. Mas a escolha dos Portugueses foi a de UTM (Universal Transverse Mercator). Esta fornece a alta qualidade de precisão de georeferenciação em
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Todo globo. Foi estabelecida em 1936 pela União Internacional de Geodesia e Geofísica e adoptado pelas Forças Armadas dos EUA em 1947. Actualmente é usada pelos muitos países, incluindo NATO.
UTM é geralmente usado em mapas topográficas e temáticas, para referenciação de imagens satélites e uma larga base nas bases de dados espaciais. As projecções usadas incluem: Projecção Mercator de Transversa Universal: para as cartas 1:50.000 e 1:250. Projecção Conical Conforme de Lambert: para mapa 1:500 000 Projecção Policonica: para mapa 1:2.000.
UTM A projecção Mercator de Transversa Universal é a base de UTM resulta em cobrir o cilindro a volta dos pólos. O meridiano central é o meridiano onde o cilindro toca a esfera logo o meridiano é a linha sem distorção. Distorção A fim de reduzir a distorção nas áreas cobertas por cada zona, a escala ao longo do meridiano central é reduzido para 0.9996. A FORMA DE TERRA O Elipsóide Não se deve esquecer que as primeiras medições foram feitas com base em conjecturais de cientistas, dentre os quais alguns pensavam ser a terra esférica, outros elipsoidais, mas sem mesmo saber exactamente qual fosse o eixo maior da elipse. Apartir de suas considerações dinâmicas, Newton pensava que o raio equatorial deveria ser maior que o raio polar. As determinações de Jean Dominique Cassini (1673) e Jacques Cassini (1718) levaram, entretanto, à conclusão de que a Terra fosse elipsoidal, com o eixo polar (de rotação) mais comprido que o eixo equatorial. A “Académie des Sciences” francesa decidiu, então, organizar duas expedições para medir o comprimento de um arco de um grau de um meridiano no Equador e de outro perto do Pólo Norte. Comparando-se os resultados, pode-se chegar à confirmação do achatamento da Terra nos pólos. A primeira partida foi para o Quito (nesta época no Peru) em 16 de Maio de 1735. A equipa chefiada
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Bessel Alemanha 6 377 397.15 6 356 078.96 1841 Tenner Russia 6 377 096 6 356 016 1844 Chubert Russia 6 378 547 6 356 011 1861 Clarke Inglaterra 6 378 206 6 356 584 1866 Clarke Inglaterra 6 378 249.2 6 356 515.0 1880 Gidanov Russia 6 377 717 6 356 433 1893 Helmert 6 378 200 6 356 940 1901 Heiford US America 6 378 388 6 356 911 1910 Krassovitc Russia 6 378 255 6 356 863 1940 WGS 84 USA^ 6378137.00^ 6356752. SIRGAS 2000 6378137.00 6356752.
Seria injusto afirmar que cada autor procura um sucesso fácil ao criar um elipsóide que levaria seu nome à posterioridade. Na realidade, nenhúm elipsóide concorda com as medidas obtidas no mundo inteiro. Uma solução aproximada consiste em definir um elipsóide para cada região. Assim os Portugueses optaram por escolher as dimensões do Clarke 1866 e 1880 para a cartografia em Moçambique; as dos demais autores para vários outros países do mundo. WGS (World Geodetic System) A Terra é um sólido que não se parece com nenhum outro, por essa razão é chamado de geóide. Na prática, o geóide assemelha-se a um elipsóide de revolução girando sobre o seu eixo menor. As características desse elipsóide foram sendo determinadas com o progresso dos conhecimentos e vários modelos foram sendo propostos no decorrer do século XIX e XX.
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Os elipsóides vêm evoluindo e a cada novo modelo, os valores estão cada vez mais próximos. As diferenças entre os elipsóides mais utilizados (GRS80 e WGS84) são “quase” desprezíveis, como pode ser visto no quadro comparativo acima: COORDENADAS
1. UTM As Coordenadas em UTM são expressas em metros com o (x) a crescer para o Este e decrescer para o Oeste e (y) a decrescer para o sul e a crescer para o Equador.
Desvantagem - pode-se conduzir a erros fatais atendendo que a existência de 60 zonas a implica a repetição de coordenadas em 60 pontos. O conhecimento profundo de sistema de coordenadas é da extrema importância.
2. Coordenadas geográficas
Elaborado por : João Manuel Ferreira Jacques (Docente de GIS), Reprodução proibida
Cada zona é dividida ao meio por uma linha que une os pólos norte e sul denominado meridiano central. Entretanto são 60 zonas e 60 meridianos centrais.
AQUISIÇÃO, ESTRUTURAÇÃO E QUALIDADE DE DADOS
Fontes de obtenção de ambos dados espaciais em GIS podem ser primário ou secundário.
Fonte Primário
Refere a dados brutos para serem introduzidos directamente no GIS. Esses dados requerem um processamento para sua compatibilidade com os formatos reconhecidos pelos programas de GIS. Exemplo: Medições no terreno usando as técnicas de teodolito, total station, níveis, distanciómetro, etc. Global Positioning System (GPS) Remote sensing (teledetenção)
Fonte Secundário Inclui dados existentes em outros formatos só que exige transformações para formatos reconhecidos pelo programa de GIS. Exemplo inclui: Mapas existente analógicos (digitizing/scanning) Fotografias aéreas (stereo digitizing/digitizing/scanning) Dados digitais existentes (pode envolver a conversão de um formato para o outro ex: Excel. Fonte para dados não-spaciais (atributo) A fonte para dados não espaciais inclui:
Documentos convencionais (registos e ficheiros; relatórios anuais)
A existência de outros dados digitais de outros sistemas
Entrevistas
Elaborado por : João Manuel Ferreira Jacques (Docente de GIS), Reprodução proibida
Questionários
Modos de introdução de dados Introdução de dados na base de dados de GIS é realizada de várias maneiras incluindo: Entrada pelo teclado de dados não-espaciais e ocasionalmente dados de localização; Digitalização manual ex: mesa digitalizadora. Meios automáticos que extraem dados espaciais apartir dos mapas e fotografias ex: Scanização. Converções directamente apartir de outros recursos digitais (Excell). Introdução de dados pela voz (humano) já tinha sido tentado mas sem sucesso porque as máquinas necessitavam de calibração para cada operador depois do intervalo, etc.
Digitalização Digitalização é o modo principal de introdução e extracção de informações espaciais apartir dos mapas e fotografias. Digitalização pode se manual ou no ecran. Princípios da digitalização manual Realiza-se no superfície plano (mesa conhecido por table/t) e o cursor de mão. A superfície plana é coberta de arames muito finos em formato de grelha que electronicamente define as posições de coordenada (x,y) e determina as distâncias horizontais e verticais da posição do cursor apartir de origem na mesa. Procedimentos de digitalização (fases) O processo de digitalização manual está dividido em vários fases incluindo: (i) preparação (especificação de base de dado e software compatível), (ii) pré-processamento de documento
(preparação da fonte dos documentos), (iii) ligação da mesa, (iv) digitalização de objectos, (v) entrada de atributos, (vi) edição, (vii) formação de base de dado.
Digitalização de objectos
Elaborado por : João Manuel Ferreira Jacques (Docente de GIS), Reprodução proibida
Para usar a mesa digitalizadora tem que se ter WinTab compatível ao Sistema Operativo existente no computador. Se não tiver, faz download do internet. Fazer as ligações necessárias (PC + digitizing table) Ligar o mouse do digitizing table Ligar o PC ou fazer “restart” se este já estava ligado
Depois da instalação dos Drives, deve-se configurar os botões do rato da mesa.
A janela a seguir mostra a estrutura de uma outra mesa diferente a de cima, mas que os procedimentos não diferem. E vejamos esta:
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Vai no “Settings” e a janela seguinte vai aparecer e rectifica os dados de acordo com a mesa em uso:
Da janela a cima coloca no: COM1 = porta onde entrou o fio vindo da mesa para o PC. Outros PC traz dois COM1 e COM Escolha a dimensão da mesa de acordo com o manual de instrução eg: (36” x 48”) Botões = 16 Ok Agora configura o rato:
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No “Cursor type” selection “16 button cursor” Ok Yes PROGRAMAS (SOFTWARES) DE GIS As pessoas não deve forçar a usar um determinado tipo de programa, aliás, o tipo de trabalho é que força as instituições a adquirir o determinado software. Há softwares que não fazem o que os outros fazem. Cada actualização de software inclui novos componentes que o anterior não tinha, mas muitas das vezes os softwares mais actualizados facilita a maneira de trabalhar. Os seguintes softwares são usados no mundo de hoje sobre a sua respectiva licença.
ArcView; 1 X= 32º 30´ Y=25º 30´ 2 X=32º 45´ Y=25º 30´ 3 X=32º 45´ Y=25º 45 4 X=32º 30´ Y=25º 45´
Georeferenciar de acordo com a zona da localização do trabalho.
Pela primeira vez no ArcView 3.2, cria-se uma nova Vista que será o local de trabalho, neste caso, da digitalização. O que se faz é preparar a Vista, de modo a estar georeferenciada a uma determinada zona do país, especificando a projecção, o meridiano, o factor de escala e etc. DOWNLOAD E INSTALAÇÃO DOS DRIVES DA MESA DIGITALIZADORA www.gtco.com
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Na lista escolhe a mesa durante a instalação Ex: Nossa mesa: DTCO Super LII(SL2) Next Finish Continue Anyway No “Hardware configuration” configura a mesa: NO “COM Port” seleccione COM1 (deve saber que escolher Port1 (COM1) No “Model” seleccione a dimensão da mesa. Veja o respectivo manual da mesa ex: 36 x 48 No “Cursor type” selection “16 button cursor” Ok Ses PROGRAMAS (SOFTWARES) DE GIS As pessoas não deve forçar a usar um determinado tipo de programa, aliás, o tipo de trabalho é que força as instituições a adquirir o determinado software. Há softwares que não fazem o que os outros fazem. Cada actualização de software inclui novos componentes que o anterior não tinha, mas muitas das vezes os softwares mais actualizados facilita a maneira de trabalhar. Os seguintes softwares são usados no mundo de hoje sobre a sua respectiva licença.
Arcáveis;
IDRIS;
ARCAIS;
Micro Station; e
Etc.
ArcGIS
