Geoquìmica
SISTEMA DE INFORMAÇÃO ESPACIAL
1- Introdução
1.1- Sistemas de informação
conceitos básicos: dados, infomação, informação geográfica, sistemas de informação, etc..
⇒dado: qualquer obtenção de medidas, sem considerar que esta tenha sido adquirida ou
não para determinados propósitos definidos (Tomlinson, 1972) ou representação de fatos,
medidas, conceitos ou instruções convencionais ou preestabelecidas, apropriadas para a
comunicação, interpretação ou processamento manual ou automático (Sucesu, 1985;
fragomeni, 1986) - conjunto de fatores ou valores (numéricos ou não) medidos, sem
significado próprio
⇒informação: o significado que o ser humano atribui aos dados, valendo-se de símbolos
convencionais utiliazdos para representá-los (Fragomeni, 986) ou resultado obtido da coleta
de dados ou da organização de dados por um determinado processo (Long, 1984;
Wetherbe, 1984) ou agregado de fatos bem organizados e referenciados, utilizados para o
conhecimento de fenômenos e como elemento inteligente - conjunto de dados
organizados com significado direcionado para uma determinada aplicação
acessibilidade da informação (Behrens, 1985): forma de comunicar (dados, texto,
quadros, etc..) o resultado final de um processamento de dados; integração gráfica, vozes e
processamento de palavras; e a apliacação de dados para obtenção de algum resultado
⇒sistema: conjunto de elementos, objetos ou idéias, caracterizados por um número de
atributos, entre os quais se possa encontrar ou definir um relacionamento entre eles e seus
atributos (Hall&Fagen, 1968) - conjunto particular de instrumentos e convenções
adotados com o fim de apresentar uma informação.
⇒sistema de informação (sistema de base de dados, sistema de processamento de
dados): refere-se a um sistema, embora nem sempre computorizado, desenhado pela
entrada, armazenamento, processamento e saída de informações.
função: prover informação ao usuário de modo a executar ou adotar decisões na
pesquisa, planejamento e gerenciamento
componentes do processo: especificação, transmissão e processamento de dados,
visualização, disseminação e uso da informação derivada de tais dados
banco de dados (Salmona, 1971): simplesmente uma coleção de dados, parte de um
sistema de informação
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sistema de informação (Jobin, 1979): arranjo de entidades que propicia relação
entre eles e ralação entre o sistema e seu ambiente
⇒informação geográfica: conjunto de dados (físicos e sociais) cujo significado contém
uma associação ou relação com uma localização geográfica (Kubo, 1985)
SIG (sistema de informação geográfica): é o resultado do desejo e da necessidade de
exercer controle sobre processos naturais, econômicos e sociais ⇒ etapas na conceituação,
desenho, desenvolvimento, implantação e manutenção do SIG: especificação; aquisição;
entrada, armazenamento, realimentação e processamento; disseminação; e aplicação de
dados
modelo básico proposto pot Endelman (1972):
função: objetivo que o sistema tenta realizar
entrada: materiais ou energias processadas pelo sistema para fazer chegar nas saídas
saída: resultado ou produto da energia e do mateiral desejado e não desejado
seqüência: refere-se ao relacionamento entre os componentes do processo do sistema, para
o qual o sistema opera
ambiente: vem a ser o entorno dentro do qual o sistema opera
agentes físicos: são os recursos materiais que operam na seqüência do sistema para tornarse parte da saída
agente humano: são os recursos humanos que levam ou operam, em parte, a seqüência no
sistema
sistemas automatizados de informação (onde o computador é introduzido para
automatizar as várias seqüências e rotinas): pode ser dividido em dois grandes subsistemas
a) subsistema de banco de dados - que trata do gerenciamento de um conjunto de dados
armazenados em arquivos e que através de rotinas específicas permitem a busca,
manutenção (inserção, atualização, eliminação, etc ) e controle
b) subsistema de aplicação - que contém todas as partes do sistema que atendam aos
requisitos do usuário
características:
a) eficiência - para otimizar o uso dos recursos computacionais, evitando desperdícios
b) eficácia - para produzir resultados em um intervalo de tempo razoável
c) segurança - para prover um serviço regular e confiável
d) precisão - estabelecida para atender às necessidades de todos os usuários
e) resolução - para que atenda aos interesses dos usuários
f) integração - para que possibilite a utilização de banco de dados de outros sistemas já
existentes
g) atualidade - para que o sistema seja mantido atualizado a intervalo de tempos
estabelecidos
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h) compatibilidade - que permita ao sistema comunicar-se com outros já existentes
i) flexibilidade - robustez - que possibilite mudanças na lógica e na configuração do sistema
j) portabilidade - que permita adaptação da perfomance do sistema de acordo com a carga
de trabalho
k) aceitação - que satisfaça às expectativas dos usuários
l) economia - que permita custos menores tanto na aquisição quanto na operação
classificação dos sistemas de informação (fig. 1)
a) sistema de informação técnica e científica - sistema que provém dados de natureza
técnica e científica, particularmente relatórios e bibliografias
b) sistema de informação de gerenciamento - sistema que produz informações relevantes
para o atendimento do dia-a-dia nas regiões ou nas áreas governamentais
c) sistema de informação espacial - sistema que relata sobre o estado do fenômeno
espacialmente dentro de uma área geográfica especificada
O SIG como um tipo de sistema de informação espacial
sinônimos: sistema de informação de base geográfica, sistema geodado, sistema de
informação espacial, sistema de dados geográficos, sistema de informação cadastral,
sistema de informação de recursos minerais, sistema de informação cadastral multifinalitário,
e no Brasil geoprocessamento
2- Conhecimentos relacionados ao SIG
2.1- Disciplinas envolvidas
sensoriamento remoto
geodesia
fotogrametria
levantamentos
cartografia
pesquisas operacionais
ciência co mputacional
matemática engenharia civil
estatística
2.2- Tecnologias relacionadas
inteligencia artificial
mapeamento automatizado (AM)
gerenciamento de banco de dados (DBMS)
engenharia auxiliada por computador (CAE)
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gerenciamento de serviços (FM - Facilities Managment)
sistema de informação cadastral (LIS - Land Information System)
2.3- Subsistemas interligados
subsistema de processamento de dados
aquissição
entrada
armazenamento
subsistem de análise de dados
recuperação e análise
saída de informações
subsistema de uso da informação
conexão com o usuário
subsistema de gerenciamento
regra organizacional
equipe
procedimentos
3- Principais formas de uso e de aplicações do SIG
3.1- Formas de uso
3.2- Áreas de aplicação
3.3- Exemplo de aplicações temáticas
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SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA
1- Introdução
2- Evolução histórica do SIG
3- Definições didáticas
4- Recursos básicos de um SIG
5- O SIG e suas características
5.1- Características funcionais
5.2- Características operacionais
6- Exemplo de manipulação de dados
6.1- Recuperação de dados
6.2- Manipulação de dados vetoriais
6.3- Manipulação de dados raster
6.4- Manipulação em MDT
7- Componentes de um SIG
8- Formas de entrada e saída de dados
9- Resumo dos conceitos apresentados
9.1- Questões que um SIG não pode responder
9.2- O que não é um SIG
9.3- O SIG, uma realiadade para o presente
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HARDWARE E SOFTWARE PARA O SIG
1- Hardware para o SIG
1.1- Estação de trabalho
1.2- Armazenamento de massa
1.3- Rede de comunicação de dados
1.4- Equipamentos de entrada de dados
1.5- Equipamentos de saída
1.6- Microprocessadores: desde Pcs até Mainframes
2- Software para o SIG
2.1- Introdução
2.2- Características dos Softwares
2.3- Aspectos a cuidar na escolha
2.4- Características dos principais sistemas SIG
2.5- Características dos principais sistemas DBMS
2.6- Características dos principais sistemas CAD
3- SIG versus CAMS
3.1- Introdução
3.2- A utilização dos sistemas
3.3- Estágios de automação de projetos
3.4- Sistemas de mapeamento automatizado - CAMS
3.5- Sistemas de Informação Geográfica (SIG)
3.6- SIG versus CAMS
3.7- Conculsões
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DADOS GEOGRÁFICOS
1- Dados geográficos
1.1- Natureza dos dados geográficos
1.2- O mundo é totalmente de espaços
1.3- Propriedades dos dados geográficos
1.4- Tipos de dados geográficos
1.5- Representação espacial dos dados geográficos no SIG
1.6- Componentes primitivos e conceituais de um SIG
1.7- Definição e referências espaciais
2- Especificação e absorção de dados geográficos
2.1- Especificação
2.2- Absorção
3- Fontes dos dados geográficos
4- Distribuição dos dados geográficos
4.1- Dados de recursos naturais e ambientais
4.2- Dados sócio-econômicos
4.3- Tipos de mapas e derivados
5- Armazenamento e representação dos dados geográficos
5.1- Representação interna
5.2- Formatos de armazenamento para dados cartográficos
6- Tratamento dos dados geográficos
6.1- Manipulação
6.2- Gerenciamento
7- Modelos de dados geográficos
8- Qualidade dos dados geográficos nos SIGs
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CAPTURA E ENTRADA DE DADOS GEOGRÁFICOS
1- Captura de dados espaciais
1.1- Tipos de observações
1.2- Métodods de captura de dados espaciais
2- Precisão dos mapas digitais
3- Técnicas de entrada esaída de dados geográficos
3.1- Técnicas de entrada
3.2- Técnicas de saída
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ESTRUTURA DE REPRESENTAÇÃO DE DADOS ESPACIAIS
1- Introdução
2- Estrutura Matricial ou Raster
2.1- Característica da estrutura matricial
2.2- Conceituação da estrutura dos dados raster
2.3- Tipos de valores das celdas
2.4- Referência espacial das representações espaciais
2.5- Método de compactação de dados
2.6- Algoritmos básicos nas estruturas matriciais
2.7- Técnicas da análise com dados raster
2.8- Sistemas matriciais existentes
2.9- Vantagens e desvantagens do modelo matricial
3- Estrutura vetorial
3.1- Elementos da estrutura vetorial
3.2- Formas das estruturas vetor
3.3- Vantagens e desvantagens da estrutura vetorial
4- Etapas de um projeto num SIG matricial
4.1- Capacidade dos SIG’s matriciais
4.2- Processos de conversão de dados numa base de dados cartográficos
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TOPOLOGIA E GEOCODIFICAÇÃO
1- O mapa como meio de comunicação
1.1- Informação cartográfica
1.2- Características principais do mapa
1.3- O mapa como meio de armazenamento de dados
1.4- Tipos de conceitos e dados contidos nos mapas
1.5- Armazenamento de dados geográficos
2- A topologia e sua importânica
2.1- Definição
2.2- Tipos de conceitos topológicos
2.3- Propriedades topológicas dos mapas
2.4- Geração da topologia]
3- Geocodificação
3.1- Domínios espaciais da geocodificação
3.2- Função da geocodificação
3.3- Métodos de codificação
4- Estrutura de dados topológicos no SIG-Urbano
4.1- Registros cartográficos
4.2- Unindo atributos à base de dados cartográficos
4.3- Adicionando a estrutura topológica à base de dados cartográficos
4.4- SIG Municipal
5- Arquivos de Base de Dados Cartográficos (GDBF) existentes
5.1- Tipos de códigos usados na GDBF
5.2- Métodos de geocodificação e de geoprocessamento
5.3- Elementos de um arquivo de base de dados geográficos
5.4- O arquivo GDBF/DIME
5.5- Os arquivos TIGER
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DESENHO E CONSTRUÇÃO DA BD DO SIG
1- Base de dados
1.1- Introdução
1.2- Organização dos dados numa BD
1.3- Sistemas de gerenciamento da BD
1.4- Gravação das Bds em discos
1.5- Conceitos relacionados à Base de Dados
2- Enfoques ou modelos de organização de Bds
2.1- Arquivos “flat”
2.2- Modelo hierárquico
2.3- Modelo Rede
2.4- Modelo relacional
2.5- Modelo de E-R
2.6- Modelo de daods orientado por objetos
3- O modelo conceitual a estruturação da base de dados geográficos
3.1- Introdução
3.2- Informação geográfica
3.3- A conexâo de dados temáticos e geométricos
3.4- Desenho pelo método ANSI-SPARC
3.5- O diagrama de E-R na representação do modelo conceitual
3.6- Desenho e construção das Bds
3.7- Colocando o modelo de dados em uso
4- Aplicação dos modelos conceituais no uso do solo urbano
5- Representando dados descritos no computador
5.1- Conectando entidades e atributos
5.2- A relação e a união de operadores relacionais
6- Organização de dados num projeto SIG
6.1- Processos de elaboração do projeto SIG
6.2- Construção da Base de Dados
6.3- Precisão da BD espacial
7- BD comercial versus BD espacial
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8- Integração de informações no SIG
8.1- Considerações de integração de dados
8.2- As clássicas abordagens na integração de informações
9- Aplicação dos modelos conceituais de Bds
9.1- Aplicação de modelos Bds em ambientes urbanos
9.2- Aplicações de modelos Bds em estudos ambientais
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ANÁLISE ESPACIAL
1- Análise geográfica
1.1- Natureza do espaço geográfico
1.2- Natureza dos fatos no mundo real
1.3- Natureza da análise espacial
1.4- Alguns termos no processo de análise
1.5- Ferramentas existentes para análise espacial
1.6- Alguns princípios norteadores
1.7- Entendendo as limitações da análise espacial
2- Análise cartográfica
2.1- Localização
2.2- Qualificação e selação
2.3- Quantificação absoluta
2.4- Cartografia estatística
2.5- Mapas cromáticos e mapas de distribuição
2.6- Cartografia de movimentos
2.7- Cartografia de correlações
3- Análise relacional entre objetos espaciais
3.1- Tipos de relacionamentos espaciais
3.2- Codificando relacionamentos como atributos
3.3- Conceito de objetos pares
3.4- Relacionamento espacial na análise espacial
3.4.1- Análise de uma classe de objetos
3.4.2- Análise de uma classe usando a informação localizacional
3.4.3- Análise de objetos pares
3.4.4- Análise de mais de uma classe e objetos
3.4.5- Análise que definem novos objetos
3.4.6- Recobrimento de polígonos
4- Funções de análise nos SIGs
4.1- Funções do SIG no pré-processamento
4.2- Funçoes do SIG na análise espacial
5- Metodologia an análise espacial
5.1- Procedimentos típicos da análise
5.2- Etapas na análise de dados
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6- Conceitos de modelagens no SIG
6.1- Natureza dos modelos
6.2- A necessidade de desenvolver um modelo
6.3- Características dos modelos
6.4- Funções dos modelos
6.5- Tipos de modelos
6.6- Como desenvolver modelos?
6.7- Como implementar um modelo
7- Análise estatística no SIG
7.1- Representação dos dados geográficos para a estatística
7.1.1- Descrição do problema e as soluções usuais
7.1.2- Um metaesquema conceitual para os dados geográficos
7.1.3- Exemplo de um metaesquema
7.1.4- Análise quantitativa dos dados geográficos
7.1.5- Escalas de mensuração
7.2- Análise estatística espacial e não-espacial
7.2.1- Estatística espacial
8- Programação na análise espacial
8.1- Introdução
8.2- Exercício de programação básica
8.3- Descrição dos exercícios utilizando linguagens
9- Alguns processos de análises de dados geográficos
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SIGs ESPECÍFICOS E SUAS APLICAÇÕES
1- SIGs específicos
1.1- Sistema de informação geográfica-urbana
1.2- Sistema de informação geográfica-cadastral
1.4- Sistema de informação geográfica-ambiental
2- Aplicações das Bds ambientais em estudos ambientais
2.1- O SIG na preservação da diversidade biológica
2.2- Aplicações d SIG em modelagem hidrológica
2.3- Mapeamento de unidades integradas do terreno
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PROCESSANDO IMAGENS DE DADOS GEOLÓGICOS
1- Introdução às imagens digitais na Geologia
1.1- Questões geológicas como problemas estatísticos
1.2- Trazendo a imagem para a tela: análises de imagens e reconhecimento modelo
de mapas geológicos
1.3- Digitação e processamento de imagens
2- Digitação e processamento de imagens
2.1- Métodos de digitação de imagens
2.2- Métodos de processamento de imagens
2.3- Técnicas para o utilização de dados de imagens
2.4- Limitações em processamento interativo multi-usuários
3- Transformando imagens binárias
3.1- Histórico
3.2- Algumas relações entre reconhecimento modelo. estereologia e morfologia
matemática
3.3- Operações lógicas ou em entre imagens binárias
3.4- Elementos estruturando transformações para a análise de texturas
4- Exemplo de processamento de dados geológicos: estudo de um modelo de mapa
geológico perto de Bathurst, New Bruswick
4.1- O mapa modelo
4.2- Erosões e dilatações
4.3- Interrelações
4.4- Transformações pelos elementos circulares
4.5- Transformações hexagonais
4.6- Medidas de covariância
4.7- Fechamentos hexagonais
5- Exemplo de processamento de dados geológicos: análise de uma porção de uma lâmina
delgada de uma rocha metamórfica
5.1- Erosões, dilatações, aberturas e fechamentos
5.2- Distâncias interpartículas e contagem de partículas
5.3- Transformações por elementos lineares
5.4- Computação de comprimento de fronteira e matriz de transição
5.5- Varredura por linhas finas
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6- Técnicas para captura de dados de mapas geológicos e ancilares
6.1- Aproximações prévias para análise sistemática de modelos de mapas
geológicos
6.2- Digitação, pré-processamento e processamento de mapas geológicos regionais
6.3- Aproximações alternativas
7- Banco de dados do Nordeste de Manitoba, Canadá
7.1- O banco de dados
7.2- Sumário geológico
7.3- Exploração e modelos de mineralização
8- Caracterização quantitativa de modelos de mapas geológicos e ancilares no nordeste de
Manitoba
8.1- Derivação de modelos binários relacionados à mineralização de urânio
8.2- Derivação de modelos binários relacionados à mineralização de metal de base
9- Digitação e pré-processamento de imagens microscópicas de rochas em seção delgada
9.1- Texturas e scanerização
9.2- Digitação de perfis de grãos de transparências scanerizadas de d desenhos finos
10- Alguns aspectos de caracterização quantitativa de uma seção delgada de um granulito
10.1- Computação da área e circunferência de perfis de grãos
10.2- Medição de contatos de perfis de grãos e sua distribuição
10.3- Determinação da orientação de grãos e perfis cluster-grão
10.4- Computação da covariância de perfis de grão de fábrica granulítica em
diferentes direções
11- Experimentos na caracterização de texturas metamórficas de um micrografo de um
anfibolito
11.1- O material analisado
11.2- Preparação do material de imagem
11.3- Histórico teórico
11.4- Resultados experimentais
12- Petrologia e texturas
12.1- Revisão de estudos de texturas de rochas para análise de seções
microscópicas
12.2- Outros estudos relacionados à porosidade em rochas sedimentares
13- Reconhecimento de modelos
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13.1- Contagem automática de traços de partículas alfa de autoradiografias de
minerias radioativos
13.2- Aproximações para o problema de traços de partículas alfa
13.3- Seqüência de procedimento
13.4- Algumas áreas de problemas
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
FABBRI, A.G.; 1984. Image processing of geological data.
Company, New York: 244 p.
Van Nostrand Reinhold
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