Sistema de Informação
„
Não existe um modo único de interpretar e
descrever a realidade
„
Fundamentos de SIG.
- Sistemas de Informação
- Sistemas de Informação Geográfica
- Características da Informação Geográfica
* espaciais
* não-espaciais
* temporais
- Estruturas de dados vectoriais e matriciais
„
„
„
Um SI tem várias componentes incluindo,
geralmente, uma base de dados
Graça Abrantes
Graça Abrantes
Base de Dados
„
„
2
SIG
É um conjunto de dados relacionados que é
utilizado recorrendo a um Sistema Gestor de
Bases de Dados (SGBD).
„
A realidade possui um grande número de
características e não é viável representá-las todas num
mesmo sistema de informação
Qualquer sistema representa uma dada
conceptualização da realidade
Um sistema representa uma descrição parcial da
realidade, determinada p
pelos objectivos
j
a atingir
g por
p
esse mesmo sistema
„
Uma Base de Dados representa uma parte da
realidade que é relevante para a resolução de um
determinado conjunto de problemas.
Existem no mercado diversos SGBD, os mais
utilizados são os SGBD relacionais que permitem
criar bases de dados relacionais.
Graça Abrantes
3
Um Sistema de Informação Geográfica (SIG) é
um sistema constituído por
p
hardware, software e procedimentos,
construído para suportar a
captura, gestão, manipulação, análise,
modelação e visualização
de informação referenciada no espaço,
espaço com o
objectivo de resolver problemas complexos de
planeamento e gestão que envolvem a realização
de operações espaciais
Graça Abrantes
4
1
Análise espacial
Informação Geográfica
Concelhos
Coordinate System: Lisboa Hayford Gauss IGeoE
Projection: Transverse Mercator
Datum: Datum Lisboa Hayford
False Easting: 200.000,0000
False Northing: 300.000,0000
Central Meridian: -8,1319
Scale Factor: 1,0000
Latitude Of Origin: 39,6667
Units: Meter
Ü
1 cm = 25 km
Legenda
conc_1998
conc_1998.AREA
„
Análise espacial – conjunto de métodos
analíticos que se baseiam na informação
relativa à localização no espaço dos
objectos ou fenómenos naturais (features)
„
„
Características espaciais
„
„
„
5
Ü
„
1 cm = 25 km
conc_1998.AREA
218,381 - 350000000,000
350000000,001 - 700000000,000
700000000,001 - 1050000000,000
Características não espaciais da I. G.
1050000000 001 - 1400000000,000
1050000000,001
1400000000 000
1400000000,001 - 1750000000,000
geralmente organizadas por temas, são de natureza análoga
ao que se encontra nos Sistemas de Informação
convencionais e descritas por atributos
• exemplos de temas: uso do solo, coberto vegetal, fronteiras
administrativas, relevo do terreno, ...
• exemplos de atributos para um tema de concelhos: nome do
concelho,
lh capital
it l d
do concelho,
lh nºº de
d habitantes
h bit t no concelho
lh ...
• Com alguma frequência, estas características encontram-se
organizadas de um modo hierárquico
„
os atributos são classificados, quanto ao tipo, como
alfanuméricos, numéricos inteiros ou reais, lógicos e data
Graça Abrantes
6
Características temporais
Concelhos
conc_1998
„
o reconhecimento da sua existência e a sua quantificação são
condições indispensáveis para a obtenção de resultados
confiáveis
Graça Abrantes
Coordinate System: Lisboa Hayford Gauss IGeoE
Projection: Transverse Mercator
Datum: Datum Lisboa Hayford
False Easting: 200.000,0000
False Northing: 300.000,0000
Central Meridian: -8,1319
Scale Factor: 1,0000
Latitude Of Origin: 39,6667
Units: Meter
Legenda
„
1050000000 001 - 1400000000,000
1050000000,001
1400000000 000
1400000000,001 - 1750000000,000
coordenadas geográficas: globais ou do plano
o erro é uma característica indissociável da informação
geográfica
áfi e, rigorosamente,
i
d
deveria
i ser considerado
id
d
como uma das dimensões dessa informação
„
Outras características
700000000,001 - 1050000000,000
métodos para identificar os locais da superfície terrestre:
contínuos e discretos
• os métodos contínuos utilizam coordenadas para identificar a localização
• os métodos discretos (ou indirectos) utilizam outros objectos espaciais
cujas coordenadas são conhecidas (por exemplo, os dados estatísticos dos
censos por Nut3)
eventualmente em conjunto
j
com outros tipos
de informação
Graça Abrantes
218,381 - 350000000,000
350000000,001 - 700000000,000
7
A necessidade de incluir na informação geográfica características temporais tem vindo a
fazer-se sentir com crescente relevância
â
como documentação, quanto ao momento em que a
informação foi recolhida
„ como informação imprescindível para a utilização de
alguns
g
modelos que
q recorrem a taxas de
variabilidade por unidade de tempo
„ actualmente são implementadas recorrendo a
atributos tal como as características não espaciais
„
Graça Abrantes
8
2
Relações espaciais
„
Tipos de relações espaciais
Os objectos geográficos relacionam-se de
diversos modos no espaço
p ç
„
esta qualidade é determinante para a mais valia
dos SIG
„ a definição formal das relações espaciais exige a
adopção de uma axiomática para o espaço
métricas
„ topológicas (A contém B, A intersecta B, o
centro de A está contido em B, ...)
„ de ordem (A está a Norte de B, ...)
„
„
• o espaço
p ç geográfico
g g
é normalmente considerado como
um espaço Euclidiano
Graça Abrantes
9
Operações espaciais
„
„
„
„
„
„
„
„
Comprimento de uma linha
Área de um polígono
p g
Perímetro de um polígono
Centróide de um polígono
Buffer de um ponto, de uma linha ou de um polígono
...
„
„
„
„
„
„
11
iremos utilizar dados armazenados em ficheiros e
dados armazenados em bases de dados (um tipo de
ficheiro muito particular)
O armazenamento dos dados correspondentes às
características espaciais de um conjunto de
dados geográficos utiliza
„
Distância entre pontos:
p nt s: d(a
d(a,b)=||a-b||
b) ||a b||
Distância entre linhas: distância mínima, …
Distância entre polígonos
Intersecção de linhas e de polígonos
...
Graça Abrantes
10
Os dados são armazenados em ficheiros
„
Operações entre objectos
„
Graça Abrantes
Estrutura de armazenamento
Operações elementares sobre objectos
„
No espaço Euclidiano podem distinguir-se
três tipos de relações espaciais:
uma estrutura de dados vectorial
ou
uma estrutura de dados raster
Graça Abrantes
12
3
Estrutura vectorial
„
Estrutura vectorial
„
A localização na superfície terrestre é
representada por meio de coordenadas
geográficas
á
(globais ou do plano):
longitude/meridiano/X e latitude/paralelo/Y
Dimensionalidade dos objectos espaciais
„
• ponto - entidade básica, definida por duas coordenadas
• linha aberta ou poligonal - definida por uma sequência de pontos
• uma sequência de pontos é um conjunto ordenado de pontos
as características espaciais dos objectos são
representadas como conjuntos de pares
ordenados do tipo
p {(xi,y
yi),i=1...n}
„ quando também é considerada a altitude, as
características espaciais dos objectos são
representadas como conjuntos de ternos
ordenados do tipo {(xi,yi,zi),i=1...n}
„
Estrutura matricial ou raster
„
„
„
Objectos
Obj
ct s espaciais
sp ci is c
complexos
mpl x s são
sã aqueles
qu l s cuj
cuja llocalização
c liz çã
geográfica define um conjunto composto de objectos
espaciais simples ou complexos
Independentemente da dimensionalidade dos objectos, as
características não espaciais são descritas pelos valores
dos respectivos atributos
Graça Abrantes
14
Raster vs. Vectorial
1 1 3
3 1 2
3 1 1
„Estruturas
de dados espaciais
"visão
visão de campos"
campos vs. "visão
visão dos objectos"
objectos
estas células constituem uma partição da área de estudo.
A cada célula encontra-se associado o valor de um
determinado atributo constituindo uma matriz de
números (inteiro, real ou lógico)
„
„
• numa linha poligonal fechada o primeiro e o último ponto são
coincidentes
A região objecto de estudo, normalmente um
rectângulo, considera-se dividida numa grelha de
células – ou pixels - com a forma de rectângulos
(geralmente quadrados) de dimensão fixa
(geralmente,
„
„
• polígono ou região - definida por uma linha poligonal fechada
13
Graça Abrantes
Os métodos de georreferenciação, ao permitirem a
definição da localização geográfica dos objectos,
estabelecem
t b l
simultaneamente
i lt
t a sua forma
f
geométrica
ét i
eventualmente, o valor de cada célula pode ser o
identificador
dent f cador único
ún co atribuído
atr bu do a cada objecto de um
determinado conjunto de objectos espaciais.
A localização geográfica é determinada pelas
coordenadas geográficas de um dos vértices da
grelha, pela sua orientação (geralmente Norte-Sul)
e pela dimensão do lado do pixel.
Graça Abrantes
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Graça Abrantes
16
4