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ORGANIZAÇÃO DO CURSO DE
SISTEMATIZAÇÃO DE DADOS
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Tópico Discriminação
Tipos de dados
vetorial
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A coleta de dados e informações sobre a distribuição geográfica de
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Nesse contexto, o termo Geoprocessamento denota a disciplina do
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Trabalhar com geoinformação significa, antes de mais nada, utilizar
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Para abordar o problema fundamental do Ciência da Geoinformação
(o entendim...
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• o universo matemático (conceitual), que inclui uma definição matemática
(...
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• o universo de representação, onde as diversas entidades formais são
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Um aspecto central no uso da Geotecnologia advém da
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medidas aplicad...
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A regra para o nível de medida nominal baseia-se na diferenciação
entre os ...
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Uma característica importante dos níveis de medidas temáticas, é
que elas n...
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Existem dois níveis de medidas baseados em escala de números
reais: o nível...
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As medidas temáticas e as numéricas por intervalo não devem ser
usadas dire...
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DADOS TEMÁTICOS
Dados temáticos descrevem a distribuição espacial de uma
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Malha Hídrica
Lago Paranoá
Classes de Solo
Neossolo Quartzarênico
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DADOS CADASTRAIS
Um dado cadastral distingue-se de um temático, pois cada u...
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Lago Paranoá
População
119
120 - 781
782 - 978
979 - 1252
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REDES
Em Geoprocessamento, o conceito de "rede" denota as informações
assoc...
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Lago Paranoá
Malha Hídrica
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Malha Hídrica
Malha Viária
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MODELOS NUMÉRICOS DE TERRENO
O termo modelo numérico de terreno (ou MNT) é ...
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MODELOS NUMÉRICOS DE TERRENO
(d) Análise de variáveis geofísicas e geoquími...
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Lago Paranoá
Curvas de Nível (m)
1005,00 - 1040,00
1040,01 - 1075,00
1075,0...
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IMAGENS
Para o melhor conhecimento da dinâmica espacial, dispõe-se de
uma f...
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Obtidas por satélites, fotografias aéreas ou scanners
aerotransport...
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O sensor converte os dados captados em níveis de cinza, dessa forma...
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A luz branca pode ser
subdividida em diferentes
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A REM emitida por cada objeto, com exceção de pontos quentes
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Deve-se ter em mente alguns conceitos para melhor definição do
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• Resolução Espacial – menor área da superfície que pode ser
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• Resolução Temporal – intervalo de tempo, em dias, que o satélite ...
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Bandas Espectrais do Satélite ETM+/Landsat 7
Banda
Intervalo
espectral
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Os corpos de água absorvem muita energia nesta banda e fica...
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Vila Varjão
do Torto
Centro de
Atividades
Península do Lago Norte e
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Imagem Ikonos
Represa de Itaipu – Resolução Espacial de 1 metros
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Represa Buenos Aires –
Resolução Espacial de 4
metros
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Imagem SPOT 5
Canberra - Austrália –
Resolução Espacial de
2,5 metros
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Imagem SPOT 5
Xangai - China –
Resolução
Espacial de 2,5
metros
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REPRESENTAÇÃO MATRICIAL
Nesta representação, o espaço é representado como u...
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REPRESENTAÇÃO MATRICIAL
Os tipos possíveis de representação matricial são:
...
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Diferentes representações matriciais de um mapa ou imagem
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Malha Hídrica
Lago Paranoá
Classe
Áreas Vegetadas
Áreas Fracamente Urbaniza...
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REPRESENTAÇÃO VETORIAL
No modelo vetorial, a localização e a aparência gráf...
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REPRESENTAÇÃO VETORIAL
No caso de representação vetorial, consideram-se trê...
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COMPARAÇÃO ENTRE REPRESENTAÇÕES MATRICIAL E VETORIAL
Como observado anterio...
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Representação vetorial e matricial de um mapa temático
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Um SIG implementado com a estratégia dual utiliza um SGBD
relacional para a...
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Lago Paranoá
Setores Censitários
Setores Censitários
Censo Demográfico de 2...
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Tabela de Dados Não-Espaciais
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Lago Paranoá
Iex Eqüidade
-1,00 (Maior Exclusão)
-0,99 - -0,68
-0,67 - -0,4...
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ESCALA
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A escala em que um mapa é desenhado é o fator mais importante de
influência...
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Escala Numérica ou Fração Representativa:
Fornece a relação entre um compri...
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Escala Gráfica:
É constituída por um segmento de reta graduado, a partir de...
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Escala
Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro
A seguir estão alguns lembretes para resumir os aspetos das escalas qualita...
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Escala
5) Quanto menor a escala, maior a porção da superfície terrestre que...
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Os Cálculos Básicos
Os elementos de cálculo de escala são representados pel...
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D
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a) Para achar a distância (D) no terreno, divide-se a distância (d) n...
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1) Qual a escala numérica representada pelas relações:
• 2cm=10km; b) 22cm=...
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SISTEMA DE PROJEÇÃO
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Para compreender-se o que é projeção, deve-se antes conhecer alguns conceit...
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Superfícies de Referência
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Ao longo de vários anos concluiu-se que o elipsóide era a melhor
forma de r...
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Assim, pode-se definir Datum Horizontal como sendo um sistema de
coordenada...
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O sistema de coordenadas geodésicas constitui um sistema eficiente para
loc...
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Como se pode observar, o globo não pode ser perfeitamente
desenvolvido em u...
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Curso sistematização de dados 01

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1ª Parte do Curso de Sistematização de Dados, ministrado para alunos e bolsistas do Laboratório de Sustentabilidade 2004 - LaSus. PPG-FAU/UnB

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Curso sistematização de dados 01

  1. 1. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro ORGANIZAÇÃO DO CURSO DE SISTEMATIZAÇÃO DE DADOS
  2. 2. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Tópico Discriminação Tipos de dados vetorial matricial raster banco de dados espacial banco de dados não espacial Conceitos Básico em Cartografia Escala Projeção Organização de Projeto Definição do Objeto Definição do Objetivo Definição de nomenclatura de dados Definição de nomenclatura da área de trabalho Definição dos dados de trabalho Definição das imagens de trabalho Definição da escala de trabalho Organização de Projeto Definição da projeção de trabalho Definição dos dados a serem reescalonados Definição dos dados a serem reprojetados Avaliação dos dados reescalonados Avaliação dos dados reprojetados Organização de Projeto Definição dos bancos de dados de trabalho Definição da Padronização do banco de dados Definição dos cruzamentos Definição dos modelos 1º Dia 2º Dia 3º Dia 4º Dia
  3. 3. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro SISTEMATIZAÇÃO DE DADOS
  4. 4. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro A coleta de dados e informações sobre a distribuição geográfica de recursos minerais, propriedades, redes, animais e plantas, dentre outros, sempre foi uma parte importante das atividades das sociedades organizadas. Até recentemente, década de 1980, isto era feito apenas em documentos e mapas em papel, isto impedia ou dificultava uma análise que combinasse diversos mapas e dados. Com o desenvolvimento, na segunda metade do século XX, da tecnologia de Informática, tornou-se possível armazenar e representar tais dados e informações em ambiente computacional, abrindo espaço para o aparecimento do Geoprocessamento. Por que Usar Geotecnologia
  5. 5. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Nesse contexto, o termo Geoprocessamento denota a disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento de dados e informações geográficas e que vem influenciando de maneira crescente as áreas de Cartografia, Análise de Recursos Naturais, Transportes, Comunicações, Energia, Planejamento Urbano e Regional, dentre outras. Dentro das ferramentas computacionais para Geoprocessamento, tem-se as Geotecnologias, onde se destacam os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e os softwares de Tratamento de Imagem de Sensoriamento Remoto. Por que Usar Geotecnologia
  6. 6. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Trabalhar com geoinformação significa, antes de mais nada, utilizar computadores como instrumentos de representação, tratamento e análise de dados espacialmente referenciados. Para utilizar uma geotecnologia, é preciso que cada especialista transforme conceitos de sua disciplina em representações computacionais. Após esta tradução, torna-se viável compartilhar os dados de estudo com outros especialistas (eventualmente de áreas diferentes). Conceitos Básicos
  7. 7. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Para abordar o problema fundamental do Ciência da Geoinformação (o entendimento das representações computacionais do espaço), serão utilizados, para entender o processo traduzir o mundo real para o ambiente computacional: o “paradigma dos quatro universos” (Gomes e Velho, 1995), que distingue: • o universo do mundo real, que inclui as entidades da realidade a serem modeladas no sistema (tipos de solo, cadastro urbano e rural, dados geofísicos e topográficos); Conceitos Básicos
  8. 8. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro • o universo matemático (conceitual), que inclui uma definição matemática (formal) das entidades a serem representadas. Pode-se distinguir entre as grandes classes formais de dados geográficos (dados contínuos e objetos individualizáveis) e especializar estas classes nos tipos de dados geográficos utilizados comumente (dados temáticos e cadastrais, modelos numéricos de terreno, dados de sensoriamento remoto); Conceitos Básicos
  9. 9. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro • o universo de representação, onde as diversas entidades formais são mapeadas para representações geométricas e alfanuméricas no computador. Podem variar conforme a escala e a projeção cartográfica escolhida e a época de aquisição do dado. Aqui se distingue entre as representações matricial e vetorial, que podem ainda ser especializadas; • o universo de implementação, onde as estruturas de dados e algoritmos são escolhidos, baseados em considerações como desempenho, capacidade do equipamento e tamanho da massa de dados. É neste nível que acontece a codificação. Conceitos Básicos
  10. 10. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Um aspecto central no uso da Geotecnologia advém da característica lógico-matemática de sistemas de informação; para ser representada em ambiente computacional, tem-se que associar a cada tipo de informação geográfica uma escala de medida e de referência, que será utilizada pelo SIG para caracterizá-lo. A visão mais aplicada em Geoprocessamento utiliza uma escala de mensuração que permite associar grandezas numéricas a cada objeto a ser representado computacional. Esta visão deriva do conceito "representacionalista“ proposto pelo filósofo Bertrand Russel: as propriedades não são intrínsecas aos objetos, mas são obtidas a partir de medidas. Assim, a representação de um objeto geográfico num SIG dependerá da escala que for utilizada. Sistema de Medidas e Referências
  11. 11. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro A referência histórica mais importante sobre os sistemas de medidas aplicados em GIS é o trabalho de Stevens (1951), em que esse autor propõe quatro escalas de mensuração: nominal, ordinal, intervalo e razão. Os dois primeiros níveis são temáticos, pois a cada medida é atribuído um número ou nome associando a observação a um tema ou classe. Quando um valor numérico é usado nos níveis de medidas temáticos, este valor serve somente como um identificador para nomear ou classificar aquela amostra da variável (1 = latossolo, 2 = podzólico, ....), não podendo portanto ser usado em expressões matemáticas, pois são valores qualitativos e não quantitativos. Sistema de Medidas e Referências
  12. 12. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro A regra para o nível de medida nominal baseia-se na diferenciação entre os objetos segundo classes distintas. Como exemplos de classes usadas em medidas nominais tem-se: classes de solo, classes de rocha, classes de cobertura vegetal. O nível de medida ordinal atribui valores ou nomes para as amostras, mas gera um conjunto ordenado de classes, baseado em critérios como tamanho (maior do que, menor do que), altura ( 1 = baixo, 2 = médio, 3 = alto), etc. Sistema de Medidas e Referências
  13. 13. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Uma característica importante dos níveis de medidas temáticas, é que elas não determinam magnitude. Quando o estudo necessita de uma descrição mais detalhada, que permita comparar intervalo e ordem de grandeza entre eventos, recorre-se aos níveis de medidas denominados de numéricos, onde as regras de atribuição de valores baseiam-se em uma escala de números reais. Sistema de Medidas e Referências
  14. 14. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Existem dois níveis de medidas baseados em escala de números reais: o nível por intervalo e o nível por razão. No nível de medida por intervalo o ponto de referência zero é definido de forma arbitrária, permitindo a atribuição de valores negativos, e positivos [-∞,0,+∞], para as amostras. No nível de medida por razão o ponto de referência zero não é arbitrário, mas determinado por alguma condição natural. Por exemplo, na descrição de atributos como o peso, a distância entre dois pontos, a área e o volume de objetos, não faz sentido físico valores negativos, sendo a ausência destes atributos o ponto de origem zero na escala de medida correspondente. Sistema de Medidas e Referências
  15. 15. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro As medidas temáticas e as numéricas por intervalo não devem ser usadas diretamente em expressões matemáticas. Entretanto, na prática, os modelos ambientais combinam valores por razão com valores por intervalo. Nestes casos, parâmetros devem ser incluídos para permitir a conversão de valores medidos no nível por intervalo para o nível por razão, em unidades apropriadas. Sistema de Medidas e Referências
  16. 16. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro DADOS TEMÁTICOS Dados temáticos descrevem a distribuição espacial de uma grandeza geográfica, expressa de forma qualitativa, como os mapas de pedologia e a aptidão agrícola de uma região. Estes dados, obtidos a partir de levantamento de campo, são inseridos no sistema por digitalização ou, de forma mais automatizada, a partir de classificação de imagens. Os dados apresentados na figura seguinte (mapa de declividade e mapa de pedologia) são exemplos de dados temáticos. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  17. 17. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Malha Hídrica Lago Paranoá Classes de Solo Neossolo Quartzarênico Cambissolo Latossolo Gleissolo Solo Indiscriminado Malha Hídrica Lago Paranoá Declividade (%) 0 - 10 10 - 30 > 30 Classes de Declividade Classes de Pedologia
  18. 18. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro DADOS CADASTRAIS Um dado cadastral distingue-se de um temático, pois cada um de seus elementos é um objeto geográfico, que possui atributos e pode estar associado a várias representações gráficas. Por exemplo, os lotes de uma cidade são elementos do espaço geográfico que possuem atributos (dono, localização, valor venal, IPTU devido, etc.) e que podem ter representações gráficas diferentes em mapas de escalas distintas. Os atributos estão armazenados num sistema gerenciador de banco de dados. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  19. 19. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Lago Paranoá População 119 120 - 781 782 - 978 979 - 1252 1253 - 1669 Vila Varjão do Torto Distribuição de População
  20. 20. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro REDES Em Geoprocessamento, o conceito de "rede" denota as informações associadas a: • Serviços de utilidade pública, como água, luz e telefone; • Redes de drenagem (bacias hidrográficas); • Rodovias. No caso de redes, cada objeto geográfico (e.g: cabo telefônico, transformador de rede elétrica, cano de água) possui uma localização geográfica exata e está sempre associado a atributos descritivos presentes no banco de dados. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  21. 21. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Lago Paranoá Malha Hídrica Lago Paranoá Malha Hídrica Malha Viária Malha de Drenagem Malha Viária
  22. 22. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro MODELOS NUMÉRICOS DE TERRENO O termo modelo numérico de terreno (ou MNT) é utilizado para denotar a representação quantitativa de uma grandeza que varia continuamente no espaço. Comumente associados à altimetria, também podem ser utilizados para modelar unidades geológicas, como teor de minerais, ou propriedades do solo ou subsolo, como aeromagnetismo. Entre os usos de modelos numéricos de terreno, pode-se citar (Burrough, 1986): (a) Armazenamento de dados de altimetria para gerar mapas topográficos; (b) Análises de corte-aterro para projeto de estradas e barragens; (c) Cômputo de mapas de declividade e exposição para apoio a análises de geomorfologia e erodibilidade; Tipos de Dados em Geoprocessamento
  23. 23. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro MODELOS NUMÉRICOS DE TERRENO (d) Análise de variáveis geofísicas e geoquímicas; (e) Apresentação tridimensional (em combinação com outras variáveis). Um MNT pode ser definido como um modelo matemático que reproduz uma superfície real a partir de algoritmos e de um conjunto de pontos (x, y), em um referencial qualquer, com atributos denotados de z, que descrevem a variação contínua da superfície. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  24. 24. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Lago Paranoá Curvas de Nível (m) 1005,00 - 1040,00 1040,01 - 1075,00 1075,01 - 1120,00 1120,01 - 1165,00 1165,01 - 1220,00 Lago Paranoá Elevação (m) 1005 - 1048 1048,000 - 1091 1091,000 - 1134 1134,000 - 1177 1177,000 - 1220 Curvas de Nível Modelo Hipsométrico Ilustração em 3D
  25. 25. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro IMAGENS Para o melhor conhecimento da dinâmica espacial, dispõe-se de uma forte ferramenta: AS IMAGENS DE SENSORES REMOTOS. Por permitirem o imageamento de um mesmo lugar em diferentes datas, há a possibilidade de se acompanhar a evolução ou involução da área de estudo. Desta forma, pode-se avaliar tanto a velocidade quanto a forma de desenvolvimento. Para melhor compreensão o que são imagens de sensores remotos, pode-se conceituá-las como sendo imagens formadas por sensores, de objetos da superfície terrestre, sem o contato direto com os mesmos, através da coleta, pelos sensores, de energia emitida pelo objeto, convertendo essa em sinal passível de registro e posteriormente em imagem. (Novo, 2002) Tipos de Dados em Geoprocessamento
  26. 26. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro IMAGENS Obtidas por satélites, fotografias aéreas ou scanners aerotransportados, as imagens representam formas de captura indireta de informação espacial. Armazenadas como matrizes, cada elemento de imagem (denominado "pixel") tem um valor proporcional à energia eletromagnética (REM) refletida ou emitida pela área da superfície terrestre correspondente. Desta forma, cada objeto, por apresentar constituição físico-química diferente, absorve, emite e reflete quantidades diferentes de REM, permitindo que esses sejam distinguidos nas imagens de satélite. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  27. 27. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro IMAGENS O sensor converte os dados captados em níveis de cinza, dessa forma, a REM ao incidir sobre a superfície pode sofrer três processos de interação: • Parte da energia é absorvida; • Parte é transmitida através do objeto (poucos alvos naturais têm essa propriedade, à exceção da água na faixa do visível e das folhas de vegetação no infravermelho próximo (Menezes, 2002)); e, • Parte é refletida. Devido às características de cada processo de interação, o sensor capta somente a parte refletida da REM, dessa forma, quanto maior a absorção e transmissão, menor a REM refletida, mais escuro será o nível de cinza, e quanto maior a REM refletida, mais claro será o nível de cinza. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  28. 28. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro A luz branca pode ser subdividida em diferentes comprimentos de onda do visível até o infravermelho
  29. 29. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro IMAGENS A REM emitida por cada objeto, com exceção de pontos quentes como vulcões, queimadas e outros, é muito baixa. Assim, o sensor do satélite capta basicamente a REM refletida pelo objeto, mas para que isso ocorra é necessária uma fonte externa que emita a REM por sobre os objetos da superfície terrestre. A fonte mais conhecida é o Sol. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  30. 30. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro IMAGENS Deve-se ter em mente alguns conceitos para melhor definição do tipo de sensor e faixa espectral a serem utilizados, de acordo com os objetivos de cada projeto: Resolução Espectral – faixa de comprimento de onda captada por diferentes sensores presentes no satélite. Cada faixa espectral caracteriza uma banda espectral. Refere-se a melhor ou pior caracterização de objetos em função da largura da banda espectral. Quanto menor a faixa espectral melhor a resolução, isto se deve ao fato de que na superfície terrestre as diferenças de reflectância entre os objetos é muito sutil. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  31. 31. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro IMAGENS • Resolução Espacial – menor área da superfície que pode ser individualizada pelo sensor, isto é, um objeto só pode ser visto, independente dos vizinhos, se o seu tamanho for igual ou maior à resolução espacial do sensor. • Resolução Radiométrica – medida de radiância captada pelos sensores, esta será tanto maior quanto melhor for a capacidade do sensor em medir valores precisos de um maior número de diferentes níveis de radiância. Quanto maior esta capacidade melhor a resolução do sensor. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  32. 32. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro IMAGENS • Resolução Temporal – intervalo de tempo, em dias, que o satélite volta a imagear a mesma área da superfície terrestre, essa propriedade é específica para cada satélite. Todos os satélites obtêm imagens num ciclo temporal repetitivo, o que nos permite o acompanhamento das dinâmicas terrestres. (Lillesand & Kiefer, 1994; Moreira, 2001; Menezes, 2002) Tipos de Dados em Geoprocessamento
  33. 33. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Bandas Espectrais do Satélite ETM+/Landsat 7 Banda Intervalo espectral (µm) Principais características e aplicações 1 (0,45 - 0,52) Apresenta grande penetração em corpos de água, com elevada transparência, permitindo estudos batimétricos. Sofre absorção pela clorofila e pigmentos fotossintéticos auxiliares (carotenóides). Apresenta sensibilidade a plumas de fumaça oriundas de queimadas ou atividade industrial. Pode apresentar atenuação pela atmosfera. 2 (0,52 - 0,60) Apresenta grande sensibilidade à presença de sedimentos em suspensão, possibilitando sua análise em termos de quantidade e qualidade. Boa penetração em corpos de água. 3 (0,63 - 0,69) A vegetação verde, densa e uniforme, apresenta grande absorção, ficando escura, permitindo bom contraste entre as áreas ocupadas com vegetação (ex.: solo exposto, estradas e áreas urbanas). Apresenta bom contraste entre diferentes tipos de cobertura vegetal (ex.: campo, cerrado e floresta). Permite análise da variação litológica em regiões com pouca cobertura vegetal. Permite o mapeamento da drenagem através da visualização da mata galeria e entalhe dos cursos dos rios em regiões com pouca cobertura vegetal. É a banda mais utilizada para delimitar a mancha urbana, incluindo identificação de novos loteamentos. Permite a identificação de áreas agrícolas.
  34. 34. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro 4 (0,76 - 0,90) Os corpos de água absorvem muita energia nesta banda e ficam escuros, permitindo o mapeamento da rede de drenagem e delineamento de corpos de água. A vegetação verde, densa e uniforme, reflete muita energia nesta banda, aparecendo bem clara nas imagens. Apresenta sensibilidade à rugosidade da copa das florestas (dossel florestal). Apresenta sensibilidade à morfologia do terreno, permitindo a obtenção de informações sobre Geomorfologia, Solos e Geologia. Serve para análise e mapeamento de feições geológicas e estruturais; e para separar e mapear áreas ocupadas com pinus e eucalipto; para mapear áreas ocupadas com vegetação que foram queimadas. Permite a visualização de áreas ocupadas com macrófitas aquáticas (ex.: aguapé). Permite a identificação de áreas agrícolas. 5 (1,55 - 1,75) Apresenta sensibilidade ao teor de umidade das plantas, servindo para observar estresse na vegetação, causado por desequilíbrio hídrico. Esta banda sofre perturbações em caso de ocorrer excesso de chuva antes da obtenção da cena pelo satélite. 6 (10,4 - 12,5) Apresenta sensibilidade aos fenômenos relativos aos contrastes térmicos, servindo para detectar propriedades termais de rochas, solos, vegetação e água. 7 (2,08 - 2,35) Apresenta sensibilidade à morfologia do terreno, permitindo obter informações sobre Geomorfologia, Solos e Geologia. Esta banda serve para identificar minerais com íons hidroxilas. Potencialmente favorável à discriminação de produtos de alteração hidrotermal. 8 (0,52 - 0,90) A banda pancromática é maior novidade na plataforma Landsat 7. A sua resolução espacial de 15 m e o perfeito alinhamento com as demais bandas, habilitam as imagens Landsat-7 para aplicações diretas até escala 1:25.000, gerando uma imagem de boa separabilidade.
  35. 35. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Vila Varjão do Torto Centro de Atividades Península do Lago Norte e Setor de Mansões do Lago Àreas com baixa ocupação Urbana: Chácaras e condomínios Imagem ETM+/Landsat 7 - Órbita/ponto: 221/071 RA XVIII – Resolução de 15 metros reamostrada por IHS Composição colorida RGB 3, 4 e 5, de 04/05/2002
  36. 36. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Imagem Ikonos Represa de Itaipu – Resolução Espacial de 1 metros
  37. 37. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Imagem Ikonos Represa Buenos Aires – Resolução Espacial de 4 metros
  38. 38. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Imagem SPOT 5 Canberra - Austrália – Resolução Espacial de 2,5 metros
  39. 39. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Imagem SPOT 5 Xangai - China – Resolução Espacial de 2,5 metros
  40. 40. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro REPRESENTAÇÃO MATRICIAL Nesta representação, o espaço é representado como uma matriz P(m, n) composto de m colunas e n linhas, onde cada célula possui um número de linha, um número de coluna e um valor correspondente ao atributo estudado e cada célula é individualmente acessada pelas suas coordenadas. A representação matricial supõe que o espaço pode ser tratado como uma superfície plana, onde cada célula está associada a uma porção do terreno. A resolução do sistema é dada pela relação entre o tamanho da célula no mapa ou documento e a área por ela coberta no terreno. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  41. 41. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro REPRESENTAÇÃO MATRICIAL Os tipos possíveis de representação matricial são: • GRADE REGULAR: uma grade regular é uma matriz de reais; • IMAGEM EM TONS DE CINZA: imagem representada através de uma matriz onde os valores da matriz representam os valores de cinza da imagem; • IMAGEM TEMÁTICA: representação matricial de um geo-campo TEMÁTICO, Por exemplo, numa imagem temática, um elemento da matriz de valor 2 pode estar associado ao tema “Floresta Ombrófila”; • IMAGEM SINTÉTICA (ou CODIFiCADA): representação de uma imagem em cores, utilizada para mostrar imagens em composição colorida em placas gráficas falsa-cor. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  42. 42. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Diferentes representações matriciais de um mapa ou imagem
  43. 43. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Malha Hídrica Lago Paranoá Classe Áreas Vegetadas Áreas Fracamente Urbanizadas Áreas Fortemente Urbanizadas Resultado de Classificação Supervisionada por Redes Neurais
  44. 44. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro REPRESENTAÇÃO VETORIAL No modelo vetorial, a localização e a aparência gráfica de cada objeto são representadas por um ou mais pares de coordenadas. Este tipo de representação não é exclusivo do GIS: sistemas CAD e outros tipos de sistemas gráficos também utilizam representações vetoriais. Isto porque o modelo vetorial é bastante intuitivo para engenheiros e projetistas, embora estes nem sempre utilizem sistemas de coordenadas ajustados à superfície da Terra para realizar seus projetos, pois para estas aplicações um simples sistema de coordenadas cartesianas é suficiente. Mas o uso de vetores em SIG é bem mais sofisticado do que o uso em CAD, pois, em geral, SIG envolve volumes de dados bem maiores, e conta com recursos para tratamento de topologia, associação de atributos alfanuméricos e indexação espacial. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  45. 45. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro REPRESENTAÇÃO VETORIAL No caso de representação vetorial, consideram-se três elementos gráficos: ponto, linha poligonal e área (polígono). Um ponto é um par ordenado (x, y) de coordenadas espaciais. Além das coordenadas, outros dados não-espaciais (atributos) podem ser arquivados para indicar de que tipo de ponto se está tratando. As linhas poligonais, arcos, ou elementos lineares são um conjunto de pontos conectados. Além das coordenadas dos pontos que compõem a linha, deve-se armazenar informação que indique de que tipo de linha se está tratando, ou seja, a que atributo ela está associada. Um polígono é a região do plano limitada por uma ou mais linha poligonais conectadas de tal forma que o último ponto de uma linha seja idêntico ao primeiro da próxima. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  46. 46. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro
  47. 47. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro COMPARAÇÃO ENTRE REPRESENTAÇÕES MATRICIAL E VETORIAL Como observado anteriormente, dados temáticos admitem tanto a representação matricial quanto a vetorial; deste modo, é relevante compará- las. Para a produção de cartas e em operações onde se requer maior precisão, a representação vetorial é mais adequada. As operações de álgebra de mapas são mais facilmente realizadas no formato matricial. No entanto, para um mesmo grau de precisão, o espaço de armazenamento requerido por uma representação matricial é substancialmente maior. Tipos de Dados em Geoprocessamento
  48. 48. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Representação vetorial e matricial de um mapa temático
  49. 49. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Um SIG implementado com a estratégia dual utiliza um SGBD relacional para armazenar os atributos convencionais dos objetos geográficos (na forma de tabelas) e arquivos para guardar as representações geométricas destes objetos. No modelo relacional, os dados são organizados na forma de uma tabela onde as linhas correspondem aos dados e as colunas correspondem aos atributos. A entrada dos atributos não-espaciais é feita por meio de um SGBD relacional e para cada entidade gráfica inserida no sistema é imposto um identificador único ou rótulo, através do qual é feita uma ligação lógica com seus respectivos atributos não-espaciais armazenados em tabelas de dados no SGBD. Banco de Dados
  50. 50. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro
  51. 51. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Lago Paranoá Setores Censitários Setores Censitários Censo Demográfico de 2000
  52. 52. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Tabela de Dados Não-Espaciais
  53. 53. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Lago Paranoá Iex Eqüidade -1,00 (Maior Exclusão) -0,99 - -0,68 -0,67 - -0,49 -0,48 - 0,13 0,14 - 1,00 (Menor Exclusão) Vila Varjão do Torto Lago Paranoá Iex Autonomia de Renda dos Chefes de Família -1,00 - -0,57 (Maior Exclusão) -0,56 - -0,13 -0,12 - 0,43 0,44 - 0,82 0,83 - 1,00 (Menor Exclusão) Vila Varjão do Torto Lago Paranoá Iex Desenvolvimento Humano -1,00 - -0,54 (Maior Exclusão) -0,53 - 0,04 0,05 - 0,59 0,60 - 0,80 0,81 - 1,00 (Menor Exclusão) Vila Varjão do Torto Lago Paranoá Iex Qualidade de Vida -1,00 - -0,55 (Maior Exclusão) -0,54 - 0,34 0,35 - 0,82 0,83 - 0,90 0,91 - 1,00 (Menor Exclusão) Vila Varjão do Torto
  54. 54. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro ESCALA
  55. 55. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro A escala em que um mapa é desenhado é o fator mais importante de influência na quantidade e na precisão dos detalhes mostrados. A escala está relacionada com a resolução espacial do mapa. Escala é a razão entre as dimensões de um elemento representado no mapa e as dimensões do mesmo no terreno. De maneira sucinta, define-se escala (E) como sendo a proporção entre uma medição feita no mapa (d) e a sua dimensão real correspondente no terreno (D). Uma escala de 1:100.000 é menor que uma escala de 1:50.000. Um mapa em escala pequena não pode ser impresso em escala maior, o inverso é possível. Escala
  56. 56. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Escala Numérica ou Fração Representativa: Fornece a relação entre um comprimento no mapa e o seu correspondente no terreno, em forma de fração, sempre com o valor unitário (1) no numerador. Portanto, é representada pela fração (E= d/D) que relaciona dois valores que têm a mesma unidade de medida (centímetro, metro, pés, polegadas, quilômetros, etc.). Por isto é importante lembrar que a escala numérica não tem unidade desde que qualquer que sejam as unidades elas se anulam numa fração. Este tipo de escala é a mais precisa para uso no cálculo de distâncias exatas. Exemplo: a. 1/100.000 ou 1:100.000 b. 1/31.680 ou 1:31.680 c. 1/80.000 ou 1:80.000 Escala
  57. 57. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Escala Gráfica: É constituída por um segmento de reta graduado, a partir de uma marca zero que ainda indica o valor das distância terrestres correspondentes às medidas no mapa. Esta graduação normalmente aparece em partes iguais, podendo ainda ter o primeiro intervalo, subdividido em valores menores que os dos intervalos normais. Este tipo de escala é mais rápida e prática entre as possíveis, por permitir que se leia diretamente na escala a distância do terreno no mapa, dispensando assim, os cálculos, por vezes trabalhosos, de uma fração representativa. Escala
  58. 58. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Escala
  59. 59. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro A seguir estão alguns lembretes para resumir os aspetos das escalas qualitativas: 1) Quanto maior o denominador de uma escala numa fração representativa, menor ela é. A escala de 1:50.000, por exemplo, é somente um quinto da escala de 1:10.000. 2) Quanto menor o denominador, maior é a escala. A escala de 1:2.000 é cinco vezes maior que a de 1:10.000. 3) Se um mapa numa escala, por exemplo, de 1:50.000 for ampliado para uma escala de 1:10.000, passará a ser cinco vezes mais extenso e cinco vezes mais largo. O novo mapa terá vinte e cinco vezes o tamanho da folha requerida para o mapa originalmente numa escala menor. 4) Quanto maior for a escala do mapa, menor será a porção da superfície da Terra que pode ser representada numa folha de tamanho conveniente, porém maior o número de detalhes (número de características, etc.) podem ser apresentados. Escala
  60. 60. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Escala 5) Quanto menor a escala, maior a porção da superfície terrestre que pode ser representada numa folha do tamanho conveniente, porém, será menor o número de detalhes que poderão ser apresentados. 6) Os padrões mundiais devem certamente ser representados numa escala pequena, porque o propósito é mostrar a distribuição de fenômeno em toda a superfície terrestre. 7) Os detalhes da topografia ou a configuração da superfície de qualquer região podem ser mostrados satisfatoriamente nos mapas de escala de 1:100.000 ou maiores.
  61. 61. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Os Cálculos Básicos Os elementos de cálculo de escala são representados pelas letras: E = Escala (em forma de uma fração com numerador de valor “1”); 1/E = Denominador de escala fracionária = Denom; D = Distância no terreno (real), expressos na mesma unidade; d = Distância no mapa (gráfica), geralmente em centímetros ou milímetros. Existe um processo mnemônico de cálculo, que consiste no arranjo dos elementos (E, D, d) em um triângulo, no qual dois elementos multiplicam-se no sentido horizontal ou dividem-se no sentido vertical, sempre para calcular o valor do terceiro elemento que está sobrando. Cálculos e Transformações de Escala
  62. 62. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro D d E a) Para achar a distância (D) no terreno, divide-se a distância (d) no mapa pela escala fracionária (E): D = d/E Isto é igual multiplicar (d) pelo denominador de escala. D = d X Denom b) Para achar a distância no mapa (d) multiplica-se a escala (E) pela distância no terreno d = E X D, isto é igual a d = D/Denom c) Para achar a escala (E), divide-se a distância no mapa (d) pela distância (D) no terreno: E = d/D Isto é igual a Denom = D/d
  63. 63. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro 1) Qual a escala numérica representada pelas relações: • 2cm=10km; b) 22cm=5km; c) 3,4cm=30km 2) Se 4,5 cm no mapa correspondem a 2,5 km no terreno, qual a escala numérica que melhor representaria esta relação? 3) Tem-se uma distância de 15 km no terreno, quantos centímetros corresponderiam num mapa de escala 1:100.000? 4) Tem-se uma distância de 10 cm no mapa, quantos quilômetros corresponderiam num mapa de escala 1:500.000? 5) Tem-se um objeto de 10cm representado num mapa de escala 1:50.000, qual o tamanho deste objeto num mapa de escala 1:350.000? E num mapa de escala 1:8.000? Exercícios
  64. 64. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro SISTEMA DE PROJEÇÃO
  65. 65. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Para compreender-se o que é projeção, deve-se antes conhecer alguns conceitos básicos: Geodésia – ciência que estuda as formas e as dimensões da Terra. Para fazer isto a Geodésia divide a Terra em três superfícies: a) Superfície Física ou Real Terrestre – como o nome diz, é a superfície do planeta Terra. É extremamente difícil de modelar matematicamente, devido à quantidade infinita de reentrâncias. b) Geóide – No geóide o valor da aceleração da gravidade é igual em todos os pontos (o que não acontece na superfície física). Porém, o geóide é tão difícil de se modelar quanto a superfície física, pois possui uma quantidade infinita de reentrâncias. c) Elipsóide – a única maneira de se representar a superfície terrestre geometricamente. É uma figura tridimensional gerada pela rotação de uma elipse em torno de seu eixo menor. Projeção
  66. 66. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Superfícies de Referência
  67. 67. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Ao longo de vários anos concluiu-se que o elipsóide era a melhor forma de representação da superfície terrestre. Porém, vários países e continentes adotaram elipsóide com parâmetros ligeiramente diferentes, de forma a se ajustarem localmente melhor às regiões específicas e produzirem resultados locais mais precisos. Assim, existem vários modelos locais de elipsóides. Projeção
  68. 68. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Assim, pode-se definir Datum Horizontal como sendo um sistema de coordenadas terrestres, referenciadas a um determinado elipsóide. Um Datum é constituído pela adoção de um Elipsóide de Referência, que representa a figura matemática da Terra, um Ponto Geodésico de Origem, que seria o ponto de máxima coincidência entre o geóide e o elipsóide e um Azimute Inicial para fixar o sistema de coordenadas, e servir como marco inicial de medição de latitudes e longitudes. No Brasil utiliza-se basicamente 3 Datum: SAD-69, que é o Datum Local Oficial; Córrego Alegre, que é o Datum local mais antigo; e o WGS-84, que Datum mundial utilizado pelo sistema GPS. Para o DF usa-se, ainda, o Astra Chuá. Datum Horizontal
  69. 69. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro O sistema de coordenadas geodésicas constitui um sistema eficiente para localização inequívoca da posição de objetos, fenômenos e acidentes geográficos na superfície terrestre. Neste sistema a Terra é dividida em círculos paralelos ao Equador chamados PARALELOS e em elipses que passam pelos pólos terrestres (perpendiculares aos paralelos) chamadas MERIDIANOS. Cada ponto na Terra terá um único conjunto de coordenadas geodésicas definidas por: • Latitude Geográfica ou Geodésica (f): ângulo entre a normal ao elipsóide no ponto considerado e sua projeção no plano equatorial. É medido no plano do meridiano que contém o ponto considerado. Positiva a Norte (0 a +90°), negativa Sul (0 a –90°); • Longitude Geográfica ou Geodésica (l): ângulo diedro entre os planos do meridiano de Greenwich e do meridiano que passa pelo ponto considerado. Positiva a Leste (0 a +180°), negativa a Oeste (0 a 180°). Sistema de Coordenadas Geodésicas
  70. 70. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro Como se pode observar, o globo não pode ser perfeitamente desenvolvido em um plano. Em conseqüência, todos os tipos de projeções apresentam alguma deformação. Não se pode afirmar, assim, que exista uma projeção melhor. A escolha inteligente do sistema de projeção que se queira adotar depende do tipo de estudo que se faz ou do problema que se quer solucionar. Porém, hoje em dia, a grande maioria dos usuários leigos e profissionais não precisa se preocupar com as distorções devidas às projeções nas cartas de escalas maiores (mais detalhadas) que 1:100.000. Sistema de Projeção
  71. 71. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro ASSAD, E. D. & SANO, E. E., Sistema de Informações Geográficas, Aplicações na Agricultura, Brasília, DF, EMBRAPA, 2ª ed. rev. e ampl., 1998. CÂMARA, G. & DAVI, C., Introdução da Ciência da Geoinformação, Capítulo 01 – Apresentação. Disponível em: <http://www.dpi.inpe.br> Livro On-Line, Introdução da Ciência da Geoinformação. Acesso em: 20/01/2003. CÂMARA, G. & MONTEIRO, A. M. V., Introdução da Ciência da Geoinformação, Capítulo 02 – Conceitos Básicos da Ciência da Geoinformação. Disponível em: <http:// www.dpi.inpe.br> Livro On-Line, Introdução da Ciência da Geoinformação. Acesso em: 20/01/2003. GOMES, J.M. & VELHO, L. Computação Visual: Imagens, 1995. In: CÂMARA, G. & MONTEIRO, A. M. V., Introdução da Ciência da Geoinformação, Capítulo 02 – Conceitos Básicos da Ciência da Geoinformação. Disponível em: <http://www.dpi.inpe.br> Livro On-Line, Introdução da Ciência da Geoinformação. Acesso em: 20/01/2003. LILLESAND, T. M & KIEFER, R. W., Remote Sensing and Image Interpretation, EUA, John Wiley and Sons, Inc., 1994. Referências Bibliográficas
  72. 72. Consultoria em Geotecnologias – Rômulo Ribeiro MENEZES, P. R., ASSAD, E. D. & SANO, E. E., Introdução ao Processamento de Imagens Digitais de Satélites e Sensoriamento Remoto, Brasília, DF, Universidade de Brasília, Textos Universitários, 1995. MENEZES, P. R., Fundamento de Sistemas Sensores, Brasília, DF, Textos Universitários, Universidade de Brasília, 2002. (mimeo) MOREIRA, M. A., Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Metodologias de Aplicação, São José dos Campos, SP, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, INPE, 1ª ed, 2001. NOVO, E. M. L. M., Sensoriamento Remoto – Princípios e Aplicações, São Paulo, SP; Edgar Blücher, 2ª edição, 4ª reimpressão, 2002. RIBEIRO, R., Geotecnologias em Apoio à Aplicação de Instrumentos de Políticas Urbanas, Brasília, DF, Dissertação de Mestrado, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de Brasília, 2003. Referências Bibliográficas

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