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15/03/2010
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Sistemas de Informações Geográficas
Aula 2Assuntos:
# Revisão em estatística# Revisão em informática
# Revisão em sensoriamento remoto# Revisão em geodésia# Histórico do SIG
GeotecnologiasGeotecnologias
Sensoriamento Remoto
Geoprocessamento
Sistema de Posicionamento
Global
imagens ópticas
imagens radar
perfis espectrais
SIGs
base de dados
análise espacial
cartografia
levantamentos em campo
O que é um Sistema de Informações Geográficas (SIG)?
• São sistemas que fazem o tratamento computacional de dados geográficos
Porque fazer uma revisão em informática????
dados geográficos.
• O que é um sistema?
– É um aplicativo computacional, um programa de computador ou também chamado de software.
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Revisão em informática
Revisão em informática
• Hardware x software
x
Revisão em informática
• Software, aplicativo computacional ou sistema:
l f ã d lClassificação de licença:
proprietário shareware freeware código aberto demo
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Revisão em informática
• Sistema operacional:
Revisão em informática
• Tipos de aplicativos computacionais
Navegador de internet
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Editor de textos
Planilha eletrônica
Editoração
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E‐mail
Sistemas de Informações Geográficas
Outros
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Revisão em informática
• Unidades de armazenamento de dados: HD, DVD, pen drive ...
Revisão em informática• Estruturas de armazenamento de dados: diretórios ou “pastas”
Revisão em informática
• Estruturas de armazenamento de dados: arquivos
• Os arquivos são identificados por um “nome” e uma “extensão”. Exemplo:Exemplo:
trabalho.docfoto1.jpg
• Para “facilitar” o usuário o Windows omite a extensão e apresentaos arquivos como ícones
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Revisão em informática
Revisão em informática
RESUMO:
E i t (h d )• Equipamento (hardware)• Aplicativos (programas)• Armazenamento de dados
Revisão em sensoriamento remoto
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Aquisição das imagens pelos sensores orbitais
Aquisição das imagens pelos sensoresorbitais
Aquisição das imagens pelos sensoresorbitais
A imagem vai sendo adquirida pixel a pixel, nas diferentes bandas. Isto é o que diferencia uma imagem de uma fotografia. Em umafotografia toda a cena é adquirida em um mesmo momento.
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Resoluções espacial, temporal, espectral e radiométrica
• Estas resoluções são inerentes de cada sensor e não do satélite
1. Espacial: tamanho do campo de visada, define a resolução do pixel.
2. Temporal: intervalo de tempo entre a aquisição de duas imagens consecutivas sobre um mesmo ponto da superfície da Terra.
3. Espectral: número e largura das bandas espectrais.
4. Radiométrica: número de níveis de cinza da imagem.
Resolução radiométrica
Resolução radiométrica
Número de níveis de cinza = 2número de bits
256 níveis de cinza = 28
2048 níveis de cinza = 211
65.336 níveis de cinza = 216
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Resolução espacial
Resolução espacial
• A resolução espacial mais refinada é importante em estudos em áreas com resposta espectral homogênea, mas com grande nível de detalhes, como por exemplo as áreas urbanas.
• Em áreas homogêneas como por exemplo os oceanos pode haver uma resolução espacial menor, sem perda de informação. Também utilizadas para monitoramento em grandes escalas.
Resolução espectral
Exemplo: Imagens do satélite Landsat 7, sensor ETM+
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Resolução espectral
Banda 1 Banda 2 Banda 3
Exemplo: Imagens do satélite Landsat 7, sensor ETM+
Banda 4 Banda 5 Banda 7
Resolução temporal
• Tempo de revisita sobre um mesmo ponto da superfície da Terra.
• Resolução variável com o sensor em umaResolução variável com o sensor em uma mesma plataforma.
• Exemplos:– HRV/SPOT5: 26 dias (nadir); 1‐3 dias (off nadir) – Vegetation/SPOT5: 1‐2 dias (nadir)
Banda 1 Banda 2 Banda 3
Exemplo: Imagens do satélite Landsat 7, sensor ETM+
Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens
Banda 4 Banda 5 Banda 7
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Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens
3R 2G 1B 4R 3G 2B 5R 4G 3B
Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens
4R 5G 3B 4R 7G 3B 4R 7G 5B
** Importância do georreferenciamento correto!
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Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens
Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens
A composição colorida das imagens tem por objetivofacilitar a identificação dos alvos pelo interprete visual.
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Composições coloridas de bandas e interpretação de imagens
A composição colorida das imagens tem por objetivofacilitar a identificação dos alvos pelo interprete visual.
Qual a melhor composição colorida?
Mang e
Floresta
Mangue
5R 4G 3B
4R 5G 3B
Programa espacial brasileiro
• Prevê uma missão espacial completa e autônoma, com base na Política Nacional de Desenvolvimento das Atividades Espaciais (PNDAE), instituída pelo Decreto n º 1 332 de 8 de dezembro de 1994n.º 1.332, de 8 de dezembro de 1994.
• A Agência Espacial Brasileira AEB atua como elemento de coordenação central, tendo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e o Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento do Comando da Aeronáutica.
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Programa espacial brasileiro• A missão espacial completa brasileira inclui:
• Base para lançamentos• Veículo lançador• Construção e desenvolvimento de satélites e sensores
C t d t i t l d télit• Centro de rastreio e controle de satélites• Centro de recepção de imagens• Centro de processamento de imagens• Centro de distribuição de imagens• Capacitação de pessoas (técnicos nas diferentes áreas e
astronautas) • Participação e cooperação em programas internacionais
Programa espacial brasileiro• Programa CBERS
• Série de satélites de sensoriamento remoto em Cooperação com a China
• China Brazil Earth Remote Satellite • Download gratuito de imagens:• Download gratuito de imagens:
http://www.inpe.br
Revisão em geodésia
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Revisão em geodésia
• Conceitos de geodésia: a forma da Terra
Prolongamento do nível médio dos mares
Figura matemática que mais se aproxima da forma da Terra
Revisão em geodésia• Conceitos de geodésia: a forma da Terra
Ondulações do geóide, determinadas pelas perturbações nas órbitas dos satélites geodésicos.
Revisão em geodésia
– Ao elipsóide está associado um sistema cartesiano ortogonal, geocêntrico, formado pelos eixos X, Y, Z.
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Revisão em geodésia
– As diferentes linhas verticais e horizontais definem uma grade de latitude e longitude em toda a superfície da Terra.
Equador
Grade Meridianos de Longitude
Paralelos de Latitude
Greenwich
Revisão em geodésia
– Com isso, ponto sobre a superfície terrestre tem coordenadas cartesianas geocêntricas, que podem ser expressas em latitude e longitude.
Revisão em geodésia
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Revisão em geodésia
• Para o georreferenciamento dos dados é necessário o conhecimento dos parâmetros matemáticos utilizado para os cálculos das coordenadas geográficas de cada ponto da superfície da Terra.
Revisão em geodésia
• É de fundamental importância no georreferenciamento dos dados o conhecimento dosgeorreferenciamento dos dados o conhecimento dos seguintes parâmetros:
– Datum– Projeção
Revisão em geodésia
• Datum: é uma superfície de referência, calculada a partirde um elipsóide e de um ponto de referência.
• Datum horizontal oficial brasileiro:– SAD 69: Usa o Elipsóide de Referência Internacional de 1967 e o vértice Chuá (ponto de referência). Chuá é uma localidade do (p )município de Uberaba (MG).
– SIRGAS 2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas): oficializado em 25/02/2005 usa o Elipsóde“International Terrestrial Reference System” e o vértice CórregoAlegre.
– Até 2010 o uso SAD69 e SIRGAS2000 é concomitante.
• Datum vertical oficial brasileiro: Imbituba
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Revisão em geodésia• Projeção: é a função matemática que converte a Terra da forma esférica para a forma plana.
Mapa
Superfície da Terra
p
p’
q
q’
Podemos entender as projeções pensando como se uma fonte de luz, localizada no interior da Terra, estivesse projetando as feições da superfícieem um mapa plano.
Revisão em geodésia
• Tipos de Projeção: 3 exemplos de sistemas de projeções, dentre os vários existentes:
Projeção plana Projeção cônica Projeção cilíndricaCada projeção apresenta uma distorção diferente da superfície da Terra
Projeção cilíndrica
Latitude e Longitude, sem projeção
Projeção cilíndrica
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Revisão em escalas cartográficas
“O conceito de escala”
• Escala é a razão entre a distância em um mapa e a correspondente distância na superfície da Terra.
• Exemplo– Uma escala de 1:50.000 significa que 1 cm no mapa corresponde a 50.000cm ou 0,5km no mundo real
• “pequena escala” e“grande escala” são frequentemente confundidas
• Exemplo: modelos em grande escala,na área
“O conceito de escala”
de climatologia operam em grandes áreas.
• Quando ocorrer este tipo de confusão, melhor esclarecer se é escala cartográfica (razão) ou escala geográfica (área de abrangência).
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Histórico dos Sistemas de Informações Geográficas e do
Geoprocessamento
Histórico (Década de 1960)
• Surgimento do primeiro Sistema de Informações Geográficas, como parte de um programa governamental do Canadá, para criar um inventário de recursos naturais.
• Surgimento de outros sistemas, nenhum comercial, onde para cada aplicação específica era necessário desenvolver os programas para execução.
• Sistemas de uso bastante difícil pela limitação dos recursos computacionais (monitores, capacidade de armazenamento e processamento) e pela necessidade de mão de obra especializada.
Histórico (Década de 1970) • Surgimento da expressão “Sistemas de Informações Geográficas”.
• Surgimento dos sistemas CAD.
• Desenvolvimento dos fundamentos matemáticos voltados para cartografia digital.
• Uso dos SIGs ainda limitado pelos recursos computacionais e pela necessidade de mão de obra especializada.
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Histórico (1980 ‐ atual) • Grande desenvolvimento dos SIG, acompanhando o desenvolvimento da informática.
• Difusão da pesquisa em SIGs devido o t b l i t d t d t destabelecimento de centros de estudos e
desenvolvimento destes sistemas.
• Difusão do uso dos SIGs, devido à diminuição dos custos dos equipamentos e da implementação de funções de análise espacial e processamento de imagens nos sistemas atuais.
Histórico (Brasil)
• O geoprocessamento foi introduzido no Brasil na década de 1980 pelo professor Jorge Xavier da Silva (UFRJ).da Silva (UFRJ).
• Em 1982 o criador do primeiro SIG, o canadense Dr. Roger Tomlinson veio ao Brasil o que motivou o aparecimento de vários grupos de pesquisas e desenvolvimento de SIGs.
Histórico (Brasil) • O Departamento de Geografia da UFRJ criou o SAGA (Sistema
de Análise Geo‐Ambiental)
• A Divisão de Processamento de Imagens do INPE desenvolveu entre 1994 e 1990 o SITIM (Sistema de Tratamento de Imagens) ( g )e o SGI (Sistema de Informações Geográficas). A partir de 1991 os dois sistemas foram unificados no SPRING (Sistema para Processamento de Informações Geográficas).
• Desde 2002 a Divisão de Processamento de Imagens do INPE desenvolve o TerraLib, que é uma biblioteca de código para que os desenvolvedores de sistemas possam criar SIGs personalizados.