CAPÍTULO 1
Introduzindo SIG
Por muito tempo, estudou-se o mundo usando modelos como mapas e
globos. Aproximadamente nos últimos trinta anos, tornou-se possível
colocar estes modelos dentro de computadores – modelos mais
sofisticados em computadores menores a cada ano. Estes modelos
computadorizados, juntamente com as ferramentas para analisá-los,
formam um sistema de informações geográficas (SIG).
Em um SIG, você pode estudar não apenas este ou aquele mapa, mas
todos os mapas possíveis. Com os dados cert os, você pode ver qualquer
coisa que quiser – terreno, elevação, zonas climáticas, florestas,
fronteiras, densidade populacional, renda per capita, uso da terra,
consumo energético, recursos minerais, e milhares de outras coisas – na
parte do mundo que lhe interessar.
O mapa-mundi abaixo mostra países, cidades, rios, lagos e o oceano.
O mapa possui uma legenda à esquerda e uma área de exibição à direita.
Um mapa SIG contem layers
Em um mapa em papel, você não pode separar as cidades dos países,
ou países dos oceanos, mas em um mapa SIG você pode. Um mapa SIG
é constituído de layers (camadas), ou coleções de objetos geográficos
semelhantes. Para fazer um mapa, você pode adicionar quantos layers
forem necessários.
Este mapa- múndi é formado por cinco layers. Poderiam ser muitos mais.
Layers podem conter feições (features) ou superfície s (surfaces)
Neste mapa, o layer Cities (que representa as cidades) inclui várias
cidades diferentes e o layer Rivers apresenta diversos rios. O mesmo
vale para os layers Lakes (dos lagos) e Countries (países). Cada objeto
geográfico em um layer – cada cidade, rio, lago ou país – é chamado de
feição (feature).
Nem todos os layers contêm feições. O layer Oceans não é uma coleção
de objetos geográficos como os outros são. É um “manto” contínuo que
varia de coloração de uma região à outra de acordo com a profundidade
da água. Esse tipo de exibição de dados é chamada de superfície
(surface).
Feições têm forma e tamanho
Objetos geográficos possuem uma variedade infinita de formas. Porém,
todos podem ser representados por uma das três formas geométricas –
o polígono, a linha e o ponto.
Polígonos representam coisas grandes o suficiente para ter fronteiras,
como países e lagos. Linhas representam coisas muito estreitas para
serem polígonos, como rios, estradas e tubulações. Pontos são utilizados
para coisas muito pequenas para serem polígonos, como cidades,
escolas, e hidrantes (o mesmo objeto pode ser representado por um
polígono em um layer e por uma linha em outro, dependendo do
tamanho em que está sendo apresentado).
Polígonos, linhas e pontos coletivamente são chamados de dado
vetorial.
Superfícies têm valores numéricos
Diferentemente de países ou rios, fenômenos como elevação,
declividade, temperatura, chuvas ou velocidade dos ventos não
possuem uma forma distinta. O que eles têm são valores mensuráveis
para cada localização particular na superfície terrestre (por exemplo,
qualquer lugar que você vá estará ou no nível do mar ou a uma certa
quantidade de metros sobre ele). Fenômenos geográficos como estes
são mais facilmente representados por superfícies do que por feições.
O tipo de superfície mais comum é a raster, uma matriz de células
quadradas de mesmo tamanho. Cada célula representa uma unidade de
área de superfície – por exemplo, 10 metros quadrados – e contém um
valor medido ou estimado para aquela área.
Um zoom neste raster do oceano revela que ele é composto por células quadradas.
Cada célula guarda um valor numérico.
O mundo não é dividido exatamente entre feições e superfícies. Muitos
fenômenos podem ser mostrados de ambas as formas. Por exemplo,
polígonos são utilizados para marcar regiões de diferentes tipos de
vegetação, mas no mapa isso implica que as mudanças de uma
vegetação para outra seriam mais abruptas do que provavelmente são.
A vegetação pode ser representada como uma superfície raster, onde
cada valor das células mostra a presença de um tipo de vegetação.
Feições possuem localização
Se for pedido para você achar Helsinque, na Finlândia, em
mundo, isso provavelmente não vai tomar muito do seu
suponha que Helsinque não esteja sendo mostrada no
poderia fazer uma marca onde provavelmente Helsinque se
um mapa do
tempo. Mas
mapa. Você
localiza?
Agora suponha que você tenha uma fina grade sobre o mapa e que você
saiba que Helsinque está a um certo número de marcas acima e à
direita de um dado ponto de origem. Seria muito fácil colocar sua marca
sobre o ponto correto. Uma grade deste tipo é chamada sistema de
coordenadas, e é o que um SIG usa para colocar as feições nos seus
lugares corretos em um mapa.
Em um mapa, o sistema de coordenadas tem um eixo x e um eixo y. A intersecção
destes eixos é chamada de origem. A localização de uma feição é dada pela distancia
desta da origem.
A localização de uma feição ponto no mapa é definida por um par de
coordenadas x,y. Uma linha reta precisa de dois pares de coordenadas –
um no começo e outro no final dela. Se uma linha é curva, como um rio,
deve haver um par de coordenadas em cada local que a linha muda de
direção. O mesmo vale para os polígonos, que são simplesmente linhas
que retornam para sua origem.
Feições podem ser exibidas em diferentes tamanhos
Em um mapa SIG, você pode aproximar ou afastar (zoom) as feições.
Quando você faz isso, a escala do mapa muda.
Esquerda: a escala do mapa é de 1:400.000.000 e o mundo todo está sendo
mostrado. Direita: a escala é de 1:100.000.000 e você vê parte da América do Sul e
da América Central.
A escala, comumente expressada como uma fração, é a relação entre o
tamanho das feições em um mapa e o tamanho dos lugares
correspondentes no planeta. Se a escala de um mapa é 1:100.000.000,
isso significa que as feições no mapa são cem milhões de vezes menor
do que seu tamanho real.
Aumentando o mapa (zoom in), você passa a ter uma visão mais
próxima das feições dentro de uma área menor. Entretanto, a
quantidade de detalhes nas feições não muda. Um rio continua a ter as
mesmas curvas, e uma linha costeira continua a ter as mesmas
reentrâncias.
A quantidade de detalhes que as feições possuem depende da
aproximação do mapa. Assim como um mapa tradicional do mundo
generaliza a forma do Brasil mais do que um mapa da América do Sul,
diferentes layers de um SIG podem conter mais ou menos detalhes.
Feições são ligadas a informações
Existe mais sobre uma feição do que sua forma e localização. Em um
GIS existe tudo o mais que se precisa saber sobre ela. Para um país,
pode-se incluir sua população, capital, forma de governo, importações e
exportações, média pluviométrica, recursos minerais, e muitas outras
informações. Para uma estrada, pode-se ter o número de faixas, seu
limite de velocidade, se é pavimentada ou não, se é mão única ou dupla.
Existe um vasto leque de informações sobre cada feição, desde uma
simples tubulação de esgoto até um oceano.
Informações sobre as feições em um layer são guardadas em uma
tabela. A tabela tem um registro (linha) para cada feição do layer e um
campo (coluna) para cada categoria de informação. Essas categorias são
chamadas atributos.
A tabela de atributos de um layer de países contém, por exemplo, a forma de cada
feição, um número de identificação (ID) e nome, além de outras informações.
Feições em um mapa SIG são ligadas a informações em sua tabela de
atributos. Se você selecionar a China em um mapa, você pode ter
acesso a toda a informação contida sobre ela na tabela de atributo de
países. Se você selecionar um registro na tabela, você vê a feição
correspondente no mapa.
A ligação entre feições e seus atributos torna possível fazer questões
sobre as informações na tabela de atributos e obter as respostas
exibidas no mapa.
Que cidades são capitais nacionais?
Que cidades têm população acima de
cinco milhões?
Quais países são importadores de bens?
Quais países são importadores e possuem
renda per capita de US$ 10.000 ou mais?
Similarmente, você pode usar os atributos para criar mapas temáticos,
mapas nos quais cores ou outros símbolos são utilizados para indicar os
atributos das feições.
Consumo de energia per capita
Quanto mais escuro o marrom, mais
energia é utilizada por pessoa em cada
país.
Migração
Países em vermelho “são emigrantes”,
países em azul recebem imigrantes.
Países em amarelo apresentam pouco
ou nenhum fluxo.
População urbana (%)
Emissão de gases estufa
Tons mais escuros de roxo mostram
países onde maiores percentagens da
população vivem em cidades.
A emissão de gases do efeito estufa é
menor nos países em verde; média nos
países em amarelo e laranja; grandes
em países em vermelho.
Feições têm relações espaciais
Além de fazer questões sobre as informações da tabela de atributos,
você pode também formular questões sobre os relacionamentos
espaciais entre as feições – por exemplo, qual está próxima de outra,
quais cruzam quais, qual feição contém outras feições. O SIG usa as
coordenadas das feições para comparar suas localizações.
Quais
cidades
estão
quilômetros de um rio?
a
até
50
Quais países possuem um rio que cruza
suas fronteiras?
Quais países fazem fronteira com a
China?
Que
países
possuem
um
lago
inteiramente dentro de suas fronteiras?
Novas feições
sobreposição
podem
ser
criadas
a
partir
de
áreas
de
Questões sobre os atributos e as relações espaciais identificam as
feições que se adequam ou não a determinado parâmetro. Porém, para
resolver alguns problemas geográficos, um SIG precisa criar novas
feições. Suponha que você precise encontrar locais bons para plantar
amarante, um nutritivo grão originário da América Central. Você sabe
que no México o amarante nasce em áreas de elevação moderada (de
1.000 a 1.500 metros) que possuem uma pluviosidade anual de 500 a
800 milímetros e em solo argiloso ou areno-argiloso. Você também sabe
que a planta requer uma longa estação de crescimento, ao menos 120
dias sem geada.
Você possui layers de elevação, pluviosidade, dias sem geada e tipos de
solo, todos para as Américas.
Para achar lugares que combinem as condições especificadas, o SIG
procura por áreas de sobreposição das feições nos diferentes layers.
Onde houver a sobreposição das quatro feições com os atributos
corretos – a altitude certa, a pluviosidade desejada, etc. – uma nova
feição é criada. A fronteira da nova feição é a área de sobreposição, e é
diferente das fronteiras das quatro feições que a originaram.
O resultado da análise é um novo layer que mostra onde o amaranto
pode ser cultivado.
Agora, você tem uma idéia do que é um SIG e do que ele pode fazer. No
próximo capítulo, você irá aprender um pouco sobre o ArcGIS Desktop,
o novo SIG da ESRI.