Programa de Pós-Graduação Stricto sensu – Mestrado Profissional - Uso Sustentável de Recursos Naturais em Regiões Tropicais, ITV-DS, Belém, 11 de Março de 2015 Seminário-Oficina - Diálogos Transversais: O Projeto U RBIS A MAZÔNIA e o ITV-DS [ M2] [ M2] Fundamentos de SIG e Análise Espacial: Entre Territórios e Territórios Digitais Breve Introdução aos Fundamenos de SIG, Análise Espacial e Sensoriamento Remoto por Satélites Antônio Miguel Vieira Monteiro

Geoprocessamento e SIG Geoprocessamento pode ser visto como o conjunto de métodos, técnicas e metodologias desenvolvidas para trabalhar sobre representações computacionais do espaço que possuem suporte operacional nos SIG- sistema computacional

SIG Tecnologia Fronteiriça Convergência de diferentes disciplinas onde o espaço (computacionalmente representado) é a linguagem comum. Convergência de diferentes disciplinas onde o espaço (computacionalmente representado) é a linguagem comum.

A pretensa interdisciplinaridade dos SIGs é obtida pela redução dos conceitos de cada disciplina a algoritmos e estruturas de dados utilizados para armazenamento e tratamento dos dados geográficos.

Do ponto de vista da aplicação, utilizar esta tecnologia implica em escolher as representações computacionais mais adequadas para capturar a semântica de seu domínio de aplicação. SIG: Visto a Partir da Aplicação

Do ponto de vista da tecnologia, desenvolver um SIG significa oferecer o conjunto mais amplo possível de estruturas de dados e algoritmos capazes de representar a grande diversidade de concepções do espaço nas diversas ‘fronteiras’. SIG: Visto a Partir da Tecnologia

O Desafio Como representar o espaço geográfico no computador?

GeoDado: Posicional O que diferencia um Dado de um Dado Espacial ? LOCALIZAÇÃO ! Dado Espacial  Geometria

Teoria miasmática: O lugar como determinante. Distribuir, localizar e associar. Malária em Nápoles, Vento e Mangue Lancisi, 1711 Localização Associou a ocorrência da malária mas não identificou o processo de produção da doença. (Localização) Slides de Luisa Iñiguez Rojas. Centro de Estudios de Salud y Bienestar Humanos. Universidad de La Habana. Cuba

(Seaman 1796) febre amarela Localização Associou a ocorrência da febre amarela, mas não identificou o processo de produção da doença (Localização)

Geocodificação Homicídios Dolosos, segundo local de residência da vítima Município de São Paulo Fonte: PRO_AIM Marcelo Nery, DPI/INPE – FAPESP, 2005

GeoInformação: Relacional Relacionamentos Espaciais observados entre os GeoDados. O Espaço como Categoria Analítica Geometria  Arranjo Espacial

Distribuição Espacial: ‘Mapeamento’ de Riscos A epidemia de cólera em Londres, século XIX, Doutor John Snow 1854 Eventos de saúde Eventos de saúde (. ) (mortes por cólera) que se concentram em algumas áreas da cidade - cluster Condições ambientais (x) (bombas de água). Possíveis fontes de risco Ruas situação geral na cidade - contexto Fonte: Barcellos,C.;2001

Não se conhecia a etiologia da doença Identificou o processo de ocorrência (Relação)

"…I found that nearly all the deaths had taken place within a short distance of the pump." 10 deaths lived closer to another pump3 deaths were children attending school near the Broad Street pump death 5 deaths always sent to pump in Broad Street "…I found that nearly all the deaths had taken place within a short distance of the pump."

Período Endêmico Relação Slides, Izabel Reis – INPE, 2009

Período Epidêmico Slides, Izabel Reis – INPE, 2009

Relacionamentos Espaciais Dependência espacial Concentrações Persistências Áreas de influência Transições (Dinâmica) Redes Estes relacionamentos podem ter uma expressão quantitativa através do estudo e caracterização das suas formas, estruturas e funções a partir de suas distribuições no espaço e no tempo.

Como colocar o Mundo no Computador ??? Medidas Palavras (definições) Imagens Desenhos e Mapas

Mapas na idade Média....

O Mapa de Henry de Mainz, 1110 (Orientação com Leste ao topo)

Desafios  Capturar a dependência espacial  Explicitar efeitos de escala

Representação Computacional Computadores  capturam modelos formais da realidade  exigem quantificação (visão reduzida)

Representação Computacional O que representar?  Aproximações de entidades realmente existentes (e.g. rio) (e.g. rio)  Conceitos abstratos (exclusão social, vulnerabilidade socioecologica)

Superfícies / Grades Regulares Dados de Área- Polígonos Geodados Eventos / Amostras Redes e Dados de Fluxo X,Y,Z

POPULAÇÃO EM GRADES REGULARES De Pontos, para Áreas e para Superfícies e... E o Tempo??? pontos / amostras superfície contínua / grade dados agrupados por áreas / polígonos X,Y,Z geração de centróides interpolação

Representações Computacionais do Espaço Objetos Regiões poligonais “Topografias”SuperfíciesImagensRedes Topologia das ligações Modelos funcionais Autômata celular Modelos Físicos

Estruturas de Dados e Topologia Conceito de Topologia Propriedades de um conjunto de dados espaciais que são invariantes a translação, rotação e escala Propriedades Vizinhança (“do lado de”) Pertinência (“dentro de”) Conexao (“ligado a”) A B

Vetores + Tabelas Dualidade entre localização e atributos Lotes geoid donocadastro IPTU 22Guimarães Caetés 768 endereço BevilácquaSão João RibeiroCaetés

Ligação entre Geometria e Atributos

Integração Localização - Atributos Praia Brava Praia de Boiçucanga Exemplo de Unidade Territorial Básica - UTB

Representações 2D do espaço Matriz Vetor fonte: Mohamed Yagoub

Representação Matricial Componentes matriz de células índice espacial para cada elemento cada célula, um ou mais valores Indica o que ocorre em cada lugar do espaço Le Li Aq Ls

Estrutura de uma matriz fonte: Mohamed Yagoub

O que representamos em uma célula? fonte: Mohamed Yagoub Célula Qualidades: “Alto, baixo” (temático) Quantidades: teor de cobre (numérico)

Conversão Vetorial  Matricial

Representação Matricial

fonte: Mohamed Yagoub Matrizes x Vetores

Importante: Importante: Conversão entre Representações

ResumoGeoprocessamento Representações Computacionais do Espaço Cada representação computacional Potencial de modelar a natureza Necessidade de combinar representações Dados espaciais Localização + atributos Dependência espacial