O que é geoprocessamento? Descubra agora!

Você sabe o que é geoprocessamento? Entenda como essa ferramenta se relaciona com outras geotecnologias e suas aplicações.

Conhecer e dominar técnicas de geoprocessamento tem se tornado cada vez mais o diferencial entre os profissionais de sucesso.

Mas você sabe o que é o geoprocessamento? Como essa ferramenta está relacionada com outras geotecnologias e como elas podem ser utilizadas?

Neste artigo vamos desvendar os principais aspectos do geoprocessamento.E dos Sistemas de Informações Geográficas e das principais geotecnologias usadas atualmente.

O que é geoprocessamento?

O geoprocessamento é um ramo de atividades que utiliza técnicas e métodos teórico-matemáticos e computacionais relacionados à coleta, entrada, armazenamento, tratamento e processamento de dados.

A finalidade dessas atividades é gerar novos dados ou informações espaciais ou georreferenciadas. A partir de informações fornecidas por um Sistema de Informação Geográfica (SIG).

Geoprocessamento e geomática

A Geomática é um campo da ciência que integra todos os meios para aquisição e gerenciamento de dados espaciais.

Esses dados são utilizados sobretudo em operações científicas, administrativas, legais e técnicas envolvidas no processo de produção e gerenciamento de informação espacial.

No Brasil, os termos Geoprocessamento e Geomática são tratados como sinônimos. Entretanto, apenas no Brasil o termo geoprocessamento é utilizado com este sentido mais abrangente.

Por outro lado, na literatura internacional. Muitas vezes, o geoprocessamento aparece como uma subárea da Geomática.

Nesse sentido, ele é responsável pela correlação de dados espaciais e cadastrais e pela codificação das informações em um Sistema de Informação Geográfica (SIG).

Geotecnologia e o geoprocessamento

O termo geotecnologia é utilizado para representar um leque amplo de tecnologias que são utilizadas em todos os passos do tratamento de informações geográficas, incluindo:

• Coleta (ou aquisição através de empresas) de dados;
• Armazenamento e recuperação dos dados através de sistemas especializados;
• Edição e processamento de forma manual ou automatizada;
• Análise através de técnicas de filtragem e mineração de dados espaciais;
• Disponibilização na forma de mapas, gráficos, camadas espaciais ou mesmo de dados brutos.

A geotecnologias podem ser divididas em soluções de hardware, software, peopleware e dataware.

Alguns exemplos de geotecnologias:

Hardware – Teodolitos, equipamento de GPS (de navegação, topográficos e geodésicos), estações meteorológicas portáteis ou fixas, medidores microclimáticos como Ibutton’s e balões meteorológicos;

Software (de propósito geral) – Ferramentas gratuitas e de código aberto como o QGIS (Quantum GIS), SAGA, GRASS GIS, ou ferramentas proprietárias como o ArcGIS;

Software (especializados) – Ferramentas de modelagem de distribuição de espécies como o CLIMEX e Maxent, pacotes R como o R-INLA, biomod2 e dismo;

Peopleware – Os próprios profissionais e especialistas;

Software (bancos de dados com suporte espacial) – Postgres com PostGIS,  MongoDB e Geomesa;

Software (servidores geospaciais) – Geoserver, ArcGisMapServer e Geonode;

Dataware – Grandes provedores de dados mundiais como o WorldClim, EarthEnv, GADM e GBIF, assim como provedores nacionais como o portal i3geo e o SpeciesLink.

Por se tratar de um conjunto altamente heterogêneo de tecnologias de processamento. Os dados utilizados em geoprocessamento ambiental podem ser encontrados nos mais variados formatos.

Assim, para garantir seus objetivos, o profissional disposto a se aventurar nessa incrível área deve dominar conhecimentos de diversas tecnologias.

Entre elas, os SIGs, Cartografia Digital ou Automatizada, Sensoriamento Remoto por Satélites e conhecer o Sistema de Posicionamento Global (GPS), além de noções de Aerofotogrametria.

Nos próximos parágrafos, veja uma breve introdução a cada um desses tópicos e sua relação com o geoprocessamento ambiental.

Geoprocessamento e os sistemas de informações geográfica

Os SIGs podem ser considerados uma das geotecnologias que se encontram dentro do ramo de atividades do geoprocessamento.

Eles podem ser definidos como sistemas manuais ou automatizados que realizam o tratamento computacional de dados geográficos.

Idealmente, um SIG integra equipamentos, programas, dados, pessoas e instituições. Esse conjunto torna possível a coleta, armazenamento, processamento, análise e disponibilização de informações georreferenciadas.

Essas informações são usadas principalmente no monitoramento, planejamento e tomada de decisão relativos ao espaço geográfico.

Em termos históricos, os primeiros SIGs usados para o geoprocessamento ambiental surgiram no Canadá em 1962.

Naquele ano, o Canadian Land Inventory  desenvolvou o Sistema de Informações Geográficas Canadense com o objetivo de criar um inventário dos recursos naturais do país.

Essa ferramenta auxilia até hoje a tomada de decisão em políticas públicas canadense.

Na mesma década, no Brasil, foi autorizada a constituição da Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais – CPRM (Decreto-Lei nº 764 de 1969).

Vinte e cinco anos mais tarde, esse órgão viria a se tornar o Serviço Geológico do Brasil – CPRM (Lei Nº 8.970, de 28 de dezembro de 1994).

Após sua instauração, a CPRM se tornou uma das grandes provedoras de dados geográficos de altíssima qualidade sobre o território brasileiro.

Dados geométricos e cartas de alta qualidade pode ser baixados de forma gratuita através da plataforma online da CPRM.

Como funciona um SIG na prática?

Em um SIG as informações são representadas principalmente na forma de geometrias espaciais (pontos espacialmente referenciados conectados por linhas).

Uma geometria deve conter atributos (ou metadados) que refletem informações sobre a natureza da região representada.

A imagem apresenta um exemplo de como as geometrias são representadas e as possíveis informações contidas nelas.

Vamos examiná-la agora quadro a quadro:

Na porção central da imagem temos a representação do estado de Minas Gerais. Em verde, temos a localização das Unidades de Conservação (UCs).

Nesse exemplo, o estado de Minas Gerais é representado por uma geometria. E idealmente, as UCs também são representadas por outras geometrias.

No SIG, as informações de geometria estão registradas em camadas independentes (fisicamente estão contidas em arquivos independentes).

Porém, sobrepondo as camadas e utilizando algoritmos de geoprocessamento, identificamos facilmente quais UCs estão localizadas em Minas Gerais.

Ao realizar tal procedimento, ou seja, extrair dados de uma camada a partir de outra totalmente independente. Podemos produzir novas informações.

Essas novas informações podem, então auxiliar na tomada de decisões em processos de licenciamento ambiental. Ou demarcação de território, por exemplo.

Além de geometrias, os SIGs permitem o cruzamento de informações de diferentes naturezas. Como podemos observar no quadro seguinte:

Aqui podemos facilmente identificar a amplitude altitudinal do território mineiro (verde claro representa regiões de maior altitude e azul escuro as de menor altitude).

Mas o que diferencia uma imagem da outra?

A primeira foi produzida exclusivamente pelo cruzamento de camadas geométricas. Enquanto a segunda foi gerada pelo cruzamento de geometrias e simples imagens (.TIF) georreferenciadas.

Um terceiro exemplo é dado no quadro abaixo em que as grandes bacias hidrográficas brasileiras são identificadas por cores diferentes.

Importantes decisões podem ser tomadas baseando-se em informações desse gênero. Como a definição de planos de ação para prevenção ou a contenção de desastres ambientais.

Outras geotecnologias

Cartografia

A cartografia é o conjunto de operações científicas, técnicas e artísticas com a finalidade de produzir representação gráficas.

Os produtos mais comuns da cartografia são os mapas e cartas para a representação de objetos, elementos, fenômenos e ambientes físicos e socioeconômicos.

Os mapas ou cartas podem ser elaborados a partir da observação direta ou da análise de documentação.

Sensoriamento remoto por satélites e aerofotogrametria

Sensoriamento remoto é o conjunto de técnicas usadas para obter informações sobre alvos na superfície terrestre utilizando o registro da interação da radiação eletromagnética com a superfície.

Os alvos em questão podem ser áreas, objetos ou fenômenos.

Esse registro é feito por sensores localizados em plataformas orbitais ou satélites, balões meteorológicos, aviões, ou a nível de campo.

Como o pesquisador e o sensor que coleta os dados não têm contato direto com o objeto alvo, utiliza-se o termo “remoto”.

Há uma gama de sensores com funções e características diferentes que podem ser utilizados no sensoriamento remoto.

Eles podem gerar imagens por varredura mecânica ou eletrônica. Ou ser do tipo não imageadores, dependendo do tipo de produto gerado.

Os sensores também podem ser classificados em passivos ou ativos. Ou ainda, em função da fonte de radiação eletromagnética.

Os níveis de aquisição de dados estão diretamente relacionados com a localização do sensor.

No nível suborbital, os sensores são acoplados em aeronaves ou mantidos ao nível do solo e utiliza-se radiômetros ou espectroradiômetros para a obtenção das medidas.

No nível orbital, os sensores normalmente estão acoplados a satélites artificiais. Este último permite melhor monitoramento dos recursos naturais em grandes áreas.

Aerofotogrametria

A aerofotogrametria ou levantamento aerofotogramétrico é um método utilizado especificamente para o mapeamento da superfície terrestre.

No voo fotogramétrico, uma câmara é acoplada à aeronave e são realizadas várias fotografias sobrepostas para cobrir toda a área a ser mapeada.

É importante compreender que existe uma interdependência entre os diferentes níveis de aquisição de dados.

No nível suborbital são realizadas pesquisas básicas sobre os atributos dos objetos-alvo, isto é, como eles absorvem, refletem e emitem radiação.

Essas informações são usadas para que os mesmos objetos possam ser identificados por sensores no nível orbital.

Os dados obtidos por sensoriamento remoto nos diferentes níveis precisam ser tratados e interpretados, para então serem conjuntamente aplicados no geoprocessamento ambiental.

O registro dos dados climáticos de uma região pode ser feito utilizando balões meteorológicos.

Dados obtidos por sensoriamento remoto em satélites podem ser usados para identificar áreas de queimadas, diferenciar florestas de plantações agrícolas ou pastagens, por exemplo.

Sistema de Posicionamento Global (GPS)

O GPS é um sistema de navegação por satélite que fornece a posição (coordenadas geográficas) e horário (Unix Timestamp) a um aparelho receptor móvel.

Teoricamente, um equipamento GPS é capaz de funcionar sob quaisquer condições atmosféricas, a qualquer momento e em qualquer lugar no globo terrestre.

A limitação é que o referido receptor se encontre no campo de visão de pelo menos três satélites GPS.

Os receptores GPS são categorizados da maior para a menor precisão em Geodésicos, Topográficos e de Navegação.

No campo do geoprocessamento ambiental, a tecnologia GPS é amplamente utilizada devido à precisão alcançada.

Os aparelhos de GPS de navegação são utilizados em estudos que não exigem grande precisão ou onde não podem ser carregados grandes volumes de equipamentos.

É o menos acurado entre os tipos de GPS e sua precisão varia geralmente entre 10 a 3 metros de erro. Como exemplo de aplicações, podemos citar:

• Inventários florístico-florestais de rotina;
• Inventários faunísticos;
• Estudos pedológicos;
• Monitoramento de fauna ameaçada de extinção com a utilização de coleiras geolocalizáveis;
• Delimitação de experimentos em campo;
• Localização automotiva.

Aparelhos de topografia são empregados quando se exige maior precisão e mobilidade, como delimitação de terras em processos de cadastros ambientais rurais e mapeamento topográfico.

A precisão deles é maior, entretanto permanece em torno de um ou alguns metros de erro, dependendo das condições ambientais em que a medição será feita.

Por último, o GPS geodésico possui a maior precisão, sendo em escala centimétrica.

Esses equipamentos são empregados principalmente em grandes construções em que pequenos erros de mensuração podem gerar grandes perdas econômicas.

Conclusão

Até aqui, vimos que o geoprocessamento tem uma ampla aplicação em diversas áreas.

Essa ferramenta permite ao profissional gerar novos dados ou informações espaciais ou georreferenciadas a partir de informações geradas por outras geotecnologias.

Assim, para garantir seus objetivos, o profissional disposto a se aventurar nessa incrível área deve dominar conhecimentos das principais geotecnologias.

Entre elas, os SIGs, Cartografia, Sensoriamento Remoto por Satélites e conhecer o Sistema de Posicionamento Global (GPS), além de noções de Aerofotogrametria.

Escrito por Debora Cerviere.