1. Conceitos e Definições

1.1. Histórico - 1.2. Definições - 1.3. Propósito - 1.4. Banco de dados

Nesta seção estão descritos os conceitos básicos e definições usuais de Sistemas de Informações Geográficas em geral - uma descrição do ArcView em particular pode ser encontrada neste link.

Estas informações estão reunidas aqui apenas a título de curiosidade, e se o leitor, e-leitor, aprendiz, aluno ou quem quer que seja o destinatário deste curso se interessar por maiores detalhes serão apresentados alguns links para maior aprofundamento.

GIS e SIG são siglas para os Sistemas de Informações Geográficas (ou Georreferenciadas), a primeira na versão em inglês e a última em português. Neste texto o autor se refere a ambas indiscriminadamente.

1.1. Histórico dos SIG

A idéia de representar mapas sob a forma de níveis de informação sobrepostos, de modo a se tentar relacionar espacialmente (ou geograficamente) os objetos ali representados data de épocas muito anteriores ao desenvolvimento dos computadores. Por exemplo, mapas da Batalha de Yorktown (Revolução Americana) desenhados pelo cartógrafo francês Louis-Alexandre Berthier eram formados por overlays mostrando a movimentação das tropas. Ou ainda o "Atlas do Segundo Relatório dos Ferroviários Irlandeses" datado de meados do Século XIX, que mostrava dados populacionais, fluxo de tráfego, geologia e topografia superimpostos a um mesmo mapa-base.

Mas dentre as diversas aplicações da cartografia nos mais variados campos do conhecimento, o estudo considerado pioneiro do uso de GIS e da análise espacial foi realizado pelo Dr. John Snow, um infectologista britânico que estava estudando a distribuição dos casos de cólera no centro de Londres em 1854. Ao plotar em um mapa-base da cidade os endereços dos pacientes infectados, o Dr. Snow notou uma estranha distribuição das ocorrências, que estavam agrupadas em torno de uma cisterna. Uma vez lacrada a cisterna pôs-se fim à epidemia.

No início da década de 1960 diversos fatores motivaram uma mudança na análise cartográfica, principalmente o desenvolvimento da computação: avanços no hardware, especialmente no ramo da computação gráfica, aliados ao desenvolvimento de teorias dos processos espaciais na geografia social e econômica, antropologia, e uma crescente preocupação com problemas sociais e ambientais levaram ao surgimento de diversas técnicas de análise. Algumas descrições das aplicações pioneiras dos SIG podem ser encontradas na página da University of British Columbia ou no GIS History Project.

1.2. Definições de SIG

A seguir estão listadas algumas definições de SIG encontradas na rede. É difícil definir qual delas é mais precisa, ou mais correta, e provavelmente todas representam bem o nosso objeto de estudo. Vamos a elas!

De modo simplificado, um SIG combina layers (níveis de informação) de um lugar de modo a fornecer-lhe uma melhor compreensão sobre este lugar. A escolha dos layers a serem combinados depende do propósito: encontrar o melhor local para uma nova loja, analisar danos ambientais, observar crimes similares em uma cidade para detectar padrões, e assim por diante. (ESRI)

SIG é um sistema de hardware, software e dados que facilita o desenvolvimento, aprimoramento, modelamento e visualização de dados georreferenciados multivariados (vários layers). (NOAA)

SIG é um sistema de hardware e software para gerenciamento e visualização de dados espaciais. é semelhante a um gerenciador de Bancos de Dados que se utiliza principalmete de dados espaciais e não apenas tabulares. (NOAA)

SIG pode ser considerado como o equivalente high-tech do mapa. Um mapa individual contém muitas informações que são usadas de modo diferente por diferentes indivíduos ou organizações. Os SIG representam um meio de nos localizarmos em relação ao mundo que nos cerca. (University of Edinburgh)

Em um senso estrito, um SIG é um sistema de computadores capaz de armazenar, manipular, e mostrar informação referenciada geograficamente, isto é, dados identificados de acordo com sua localização. Podem também ser considerados parte do sistema os usuários e os dados utilizados. (USGS)

Informações a respeito das aplicações dos SIG, detalhes sobre seu uso e diversos outros recursos podem ser encontrados no site GIS.com.

1.3. Propósito

Embora alguns exemplos do uso dos SIG possam ser encontrados nas definições, serão listadas aqui algumas tarefas às quais os SIG se propõem executar.

Organização de dados: armazenar dados de modo a substitur a mapoteca analógica por uma mapoteca digital possui vantagens óbvias, dentre as quais podem ser citadas a redução no espaço físico; o fim da deterioração dos produtos em papel; a pronta recuperação dos dados; a possibilidade de se produzirem cópias sem perda de qualidade; e diversas outras.

Visualização de dados: a possibilidade de selecionar apenas os níveis de informação desejados, montando-se mapas temáticos de acordo com o contexto supera qualquer produto em papel. Apesar de subestimada, a capacidade de análise do olho humano é essencial em um estudo que envolve a informação espacial.

Produção de mapas: em geral os SIG possuem ferramentas completas para a produção de mapas, tornando bastante simples a inclusão de grades de coordenadas, escalas gráfica e numérica, legenda, norte e textos diversos, sendo muito mais indicados para a cartografia do que os simples sistemas CAD.

Consulta espacial: possivelmente a função mais importante dos SIG. A possibilidade de perguntar quais as propriedades de um determinado objeto, ou em quais lugares tais propriedades ocorreriam, torna a interação entre o usuário e os dados extremamente dinâmica e poderosa.

Análise espacial: consiste no uso de um conjunto de técnicas de combinação entre os níveis de informação, de modo a evidenciar padrões dentro dos dados anteriormente ocultos ao analista. é uma maneira de inferir significado a partir dos dados.

Previsão: um dos propósitos do SIG é o de verificação de cenários, modificando-se os parâmetros de maneira a avaliar como os eventos, naturais ou não, ocorreriam se as condições fossem diferentes, visando obter um conhecimento mais geral do objeto ou área em estudo.

Abaixo estão listadas algumas consultas simples que podem ser realizadas com os SIG:

1.4. Banco de dados

A característica dos SIG de trabalhar com dados que possuem um componente espacial (uma posição geográfica definida) e um componente não-espacial (seus atributos: propriedades e valores) implica que o usuário deve ter conhecimento das ferramentas de desenho (parte gráfica) e de tabelas e relacionamentos (banco de dados). Neste contexto, cabe aqui uma definição de alguns termos que serão úteis.

Dados são um conjunto de fatos distintos e objetivos, relativos a eventos. Os dados são os fatos crus, fatos detalhados que existem em grandes volumes em toda a organização. Na pesquisa mineral, corresponde àquilo que é coletado no campo. Diferentemente do dado, a informação tem significado. Informações são "dados dotados de relevância e propósito", representadas pela formalização ordenada e útil dos dados. Tipicamente, informações são dados obtidos através de um processamento e apresentados de uma maneira que seja relevante ao receptor. E, finalmente, conhecimento é a capacidade de transformar informações em resultado de valor. As informações são criadas a partir de uma base de dados e os conhecimentos, por sua vez, são criados a partir da base de informações em função dos resultados de valor.

Muito embora existam diversos modelos de bancos de dados, como por exemplo os bancos de dados hierárquicos, os relacionais e os orientados a objeto, em geral o modelo relacional é uma maneira conveniente de representar a realidade, e será descrito aqui por este motivo. Quem se interessar pelas características dos dados espaciais e sua adequação aos diferentes modelos de bases de dados pode seguir este link para a University of British Columbia.

Um banco de dados relacional é composto por tabelas, nas quais são armazenadas informações sobre objetos. O conteúdo de uma linha da tabela, ou registro, representa um objeto com todas as suas características, e portanto cada objeto está relacionado a um (e apenas um) registro. Cada coluna, ou campo, se refere a uma propriedade ou atributo deste objeto. E ainda é possível que sejam estabelecidos relacionamentos entre diferentes tabelas, baseados em um campo comum entre as mesmas, de modo que seja possível consultar atributos de um objeto que estejam armazenados em tabelas diferentes.

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