2.7 SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA
O advento
de computadores baratos e poderosos nas últimas décadas permitiu o
desenvolvimento de aplicativos de software inovadores para armazenamento,
análise e exibição de dados geográficos. Muitos desses aplicativos pertencem a
um grupo de software conhecido como Sistemas de Informação Geográfica (SIG).
Muitas definições foram propostas para o que constitui um SIG. Cada uma dessas
definições está em conformidade com a tarefa específica que está sendo
executada. Um SIG realiza as seguintes atividades:
Medição
de fenômenos e processos naturais e feitos pelo homem a partir de uma
perspectiva espacial. Essas medidas enfatizam três tipos de propriedades
comumente associadas a esses tipos de sistemas: elementos, atributos e
relacionamentos.
Armazenamento
de medições em formato digital em um banco de dados de computador. Essas
medidas geralmente estão vinculadas a recursos em um mapa digital. Os recursos
podem ser de três tipos: pontos, linhas ou áreas (polígonos).
Análise
de medições coletadas para produzir mais dados e descobrir novos
relacionamentos, manipulando e modelando numericamente diferentes partes de
dados.
Representação
dos dados medidos ou analisados em algum tipo de exibição - mapas, gráficos,
listas ou estatísticas resumidas.
O
primeiro GIS computadorizado começou sua vida em 1964 como um projeto do
Programa da Agência de Reabilitação e Desenvolvimento dentro do governo do
Canadá. O Sistema de Informações Geográficas do Canadá (CGIS) foi projetado
para analisar os dados nacionais de inventário de terras do Canadá para ajudar
no desenvolvimento de terras para a agricultura. O projeto CGIS foi concluído
em 1971 e o software ainda está em uso hoje. O projeto CGIS também envolveu uma
série de inovações importantes que chegaram ao conjunto de recursos de muitos
desenvolvimentos de software subsequentes.
De meados
da década de 1960 a 1970, os desenvolvimentos em SIG estavam ocorrendo principalmente
em agências governamentais e universidades. Em 1964, Howard Fisher estabeleceu
o Harvard Lab for Computer Graphics, onde muitos dos primeiros líderes do setor
estudaram. O Harvard Lab produziu vários aplicativos GIS de mainframe,
incluindo SYMAP (Synagraphic Mapping System), CALFORM, SYMVU, GRID, POLYVRT e
ODYSSEY. O ODYSSEY foi o primeiro vetor GIS moderno e muitas de suas
características formariam a base para futuras aplicações comerciais. O
Automatic Mapping System foi desenvolvido pela Agência Central de Inteligência
dos Estados Unidos (CIA) no final da década de 1960. Esse projeto gerou o Banco
de Dados Mundial da CIA, uma coleção de linhas costeiras, rios e fronteiras
políticas e o pacote de software CAM que criou mapas em diferentes escalas a
partir desses dados. Esse desenvolvimento foi um dos primeiros bancos de dados
de mapas sistemáticos. Em 1969, Jack Dangermond, que estudou no Harvard Lab for
Computer Graphics, co-fundou o Environmental Systems Research Institute (ESRI)
com sua esposa, Laura. A ESRI se tornaria em alguns anos a força dominante no
mercado de GIS e criaria os softwares ArcInfo e ArcView. A primeira conferência
sobre GIS ocorreu em 1970 e foi organizada por Roger Tomlinson (indivíduo-chave
no desenvolvimento do CGIS) e Duane Marble (professor da Northwestern
University e pioneiro em GIS). Hoje, inúmeras conferências sobre GIS acontecem
todos os anos, atraindo milhares de participantes. A ESRI se tornaria em alguns
anos a força dominante no mercado de GIS e criaria os softwares ArcInfo e
ArcView. A primeira conferência sobre GIS ocorreu em 1970 e foi organizada por
Roger Tomlinson (indivíduo-chave no desenvolvimento do CGIS) e Duane Marble
(professor da Northwestern University e pioneiro em GIS). Hoje, inúmeras
conferências sobre GIS acontecem todos os anos, atraindo milhares de
participantes. A ESRI se tornaria em alguns anos a força dominante no mercado
de GIS e criaria os softwares ArcInfo e ArcView. A primeira conferência sobre
GIS ocorreu em 1970 e foi organizada por Roger Tomlinson (indivíduo-chave no
desenvolvimento do CGIS) e Duane Marble (professor da Northwestern University e
pioneiro em GIS). Hoje, inúmeras conferências sobre GIS acontecem todos os
anos, atraindo milhares de participantes.
Nas
décadas de 1980 e 1990, muitas aplicações de GIS sofreram uma evolução
substancial em relação a recursos e poder de análise. Muitos desses pacotes
estavam sendo refinados por empresas privadas que podiam ver o potencial
comercial futuro desse software. Alguns dos aplicativos comerciais populares
lançados durante esse período incluem ArcInfo, ArcView, MapInfo, SPANS GIS,
PAMAP GIS, INTERGRAPH e SMALLWORLD. Foi também durante esse período que muitos
aplicativos GIS passaram de estações de trabalho caras para minicomputadores
para hardware de computador pessoal.
Existe
uma tecnologia que pode reunir dados de sensoriamento remoto, pontos de dados
GPS, dados espaciais e não espaciais e estatísticas espaciais em um único
sistema dinâmico de análise e que é um sistema de informações geográficas(SIG).
Um GIS é um poderoso sistema de banco de dados que permite aos usuários
adquirir, organizar, armazenar e, o mais importante, analisar informações sobre
os ambientes físico e cultural. Um GIS vê o mundo como sobreposição de camadas
físicas ou culturais, cada uma com dados quantificáveis que podem ser
analisados. Um único mapa GIS de uma floresta nacional pode ter camadas como
elevação, árvores de folha caduca, sempre-vivas, tipo de solo, taxas de erosão
do solo, rios e afluentes, estradas principais e secundárias, saúde da
floresta, áreas de queimadas, rebrota, restauração, tipo de espécie animal,
trilhas e muito mais. Cada uma dessas camadas conteria um banco de dados de
informações específicas para essa camada.
O GIS
combina cartografia por computador com um sistema de gerenciamento de banco de
dados. O SIG consiste em três subsistemas: (1) um sistema de entrada que
permite que a coleta de dados seja usada e analisada para alguma finalidade;
(2) sistemas de hardware e software de computador que armazenam os dados,
permitem gerenciamento e análise de dados e podem ser usados para exibir
manipulações de dados em um monitor de computador; (3) um sistema de saída que
gera mapas impressos, imagens e outros tipos de saída.
Dois
tipos básicos de dados são normalmente inseridos em um GIS. O primeiro tipo de
dados consiste em fenômenos do mundo real e recursos que possuem alguma forma
de dimensão espacial. Geralmente, esses elementos de dados são representados
matematicamente no GIS como pontos, linhas ou polígonos que são referenciados
geograficamente (ou geocodificados) a algum tipo de sistema de coordenadas.
Esses dados de tipo são inseridos no GIS por dispositivos como scanners,
digitalizadores, GPS, fotos aéreas e imagens de satélite. O outro tipo de dados
às vezes é chamado de atributo. Atributos são dados que estão conectados ou
relacionados aos pontos, linhas ou polígonos mapeados no GIS. Esses dados de
atributo podem ser analisados para determinar padrões de importância. Os
dados do atributo são inseridos diretamente em um banco de dados onde estão
associados aos dados do recurso.
Dentro do
banco de dados GIS, um usuário pode inserir, analisar e manipular dados
associados a algum elemento espacial do mundo real. O software cartográfico do
GIS permite exibir as informações geográficas em qualquer escala ou projeção e
como uma variedade de camadas que podem ser ativadas ou desativadas. Cada
camada mostraria algum aspecto diferente de um lugar na Terra. Essas camadas
podem mostrar coisas como uma rede de estradas, topografia, cobertura vegetal,
córregos e corpos d'água, ou a distribuição da precipitação anual recebida.
Quase
todas as disciplinas, trajetórias de carreira ou atividades acadêmicas usam
sistemas de informação geográfica devido à grande quantidade de dados e
informações sobre o mundo físico e cultural. As disciplinas e planos de
carreira que usam o SIG incluem: conservação, ecologia, resposta e mitigação de
desastres, negócios, marketing, engenharia, sociologia, demografia, astronomia,
transporte, saúde, justiça criminal e aplicação da lei, viagens e turismo,
mídia e a lista poderia continuar indefinidamente.
Agora, o
GIS trabalha principalmente a partir de dois modelos espaciais diferentes:
raster e vetor. Os modelos rasterizados em GIS são imagens muito parecidas com
uma imagem digital. Cada imagem é dividida em uma série de colunas e linhas de
pixels, e cada pixel georreferenciado para algum lugar na superfície da Terra
representa um valor numérico específico - geralmente uma cor ou comprimento de
onda específico no espectro eletromagnético. A maioria das imagens de sensoriamento
remoto entra em um SIG como uma camada raster.
O outro
tipo de modelo GIS é chamado de modelo vetorial. Os modelos GIS baseados em
vetores são baseados no conceito de pontos que são georreferenciados novamente
(ou seja, dado um local x, y e possivelmente z) para um local específico no
terreno. A partir dos pontos, as linhas podem ser criadas conectando uma série
de pontos e as áreas podem ser criadas fechando loops de linhas vetoriais. Para
cada uma dessas camadas vetoriais, um banco de dados de informações pode ser
atribuído a ela. Assim, por exemplo, uma linha vetorial de rios pode ter um
banco de dados associado a ela, como comprimento, largura, fluxo, órgãos
governamentais responsáveis por ela e qualquer outra coisa que o usuário do
SIG queira conectar a ela. O que esses modelos de vetores representam também é
uma questão de escala. Por exemplo, uma cidade pode ser representada como um
ponto ou um polígono, dependendo de como você amplia o zoom para o local.
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