Sistemas de informações geográficas para concursos

Noções fundamentais para entender sobre sistemas de informações geográficas, sensoriamento remoto e cartografia.
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About This Course

Published 3/2014 Portuguese

Course Description

Quem é da área agrárias e ambiental e busca se preparar para concursos públicos, sem dúvida irá se deparar com os sistemas de informações geográficas entre as matérias de estudo. Foi pensando em você que este curso foi lançado. Os sistemas de informações geográficas exige conhecimento de:

  • Sensoriamento remoto
  • Cartografia
  • Geografia
  • Computação
  • Banco de dados

Quem busca livros especializados nestes assuntos irá se deparar com um conteúdo imenso, que facilmente tomaria anos para um completo aprendizado. Mas não se preocupe. Separamos e condensamos para você aquilo que é essencial e que costuma ser cobrado nas provas.

A primeira versão do curso possuia uma última seção com atividades práticas no software livre chamado Quantum GIS (QGIS). No entando, optou-se por redesenhar o curso e focar em assuntos teóricos cobrados nos concursos. Em breve, será lançado um curso totalmente prático, que irá solucionar problemas relativos à sistemas de informações geográficas no software QGIS.

Aproveite para fortalezer os conceitos teóricos e exercitá-los nas perguntas retiradas das provas dos concursos públicos.

Bons estudos com bastante diversão!

What are the requirements?

  • Noções de geografia
  • Conhecimento intermediário de computação

What am I going to get from this course?

  • Compreender os princípios da cartografia
  • Conhecer os princípios do sensoriamento remoto
  • Aprender sobre os elementos de um sistema de informações geográficas
  • Se preparar para concursos

What is the target audience?

  • Pessoas da área florestal, biológica, ambiental e agronômica
  • Pessoas que estejam se preparando para concursos na área ambiental

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Curriculum

Section 1: Boas vindas
03:18

Boas vindas

Seja bem vindo! A partir de agora estaremos juntos para estudar os princípios do sensoriamento remoto, da cartografia e dos sistemas de informações geográficas (também conhecidos como SIG). Tenho certeza que você ficará fascinado pela matéria.

Section 2: Sensoriamento Remoto
01:22

Sensoriamento remoto

O sensoriamento remoto consiste num conjunto de técnicas para a obtenção de informações sem o contato direto com o alvo, através do registro da radiação eletromagnética refletida ou emitida por este.

03:07

Principais conceitos

É muito comum confundir alguns conceitos, como por exemplo: geoprocessamento, sensoriamento remoto e sistemas de informações geográficas.

01:26

Exemplo de um sistema de informações geográficos.

01:38

Sensores passivos e ativos

Os sensores passivos são dependentes da energia externa, seja ela do sol ou do próprio objeto alvo. Os sensores ativos possuem uma fonte de emissão de energia, e captam o sinal que retorna após a energia emita interagir com o objeto alvo. Desta forma, este sensor pode trabalhar de noite e dependendo do comprimento de onda, em condições de baixa visibilidade.

03:45

Energia eletromagnética

Conhecer as características e interações da energia eletromagnética é fundamental para compreender o funcionamento dos sensores remotos. A energia eletromagnética pode ser modelada através de duas ondas senoidais, uma caracterizada pelo campo magnético e outra pelo campo elétrico.

04:41

Interação da energia eletromagnética com os objetos da superfície:

Cada objeto interage de forma específica com a radiação solar, dependendo de suas características físicas. É aí que entra o sensoriamento remoto: captando a porção da radiação refletida pelo objeto alvo.

Para complementar o conteúdo leia o material em anexo preparado e distribuído pelo IB/USP (download realizado dia 31/12/2013).

02:56

Interação da energia eletromagnética com a atmosfera:

A energia eletromagnética que vem do sol (radiação solar) irá fazer um longo caminho até resultar em informações num sensor. A energia solar poderá ser absorvida, dispersada, transmitida ou refletida. Estas interações são fundamentais para compreendermos bem o funcionamento dos sensores remotos.

Questões - parte 1
7 questions
Section 3: Características dos sensores remotos
03:08

Resolução espectral

Os sensores registram a energia através de bandas espectrais. Com as informações captadas por uma ou mais bandas de um sensor é possível formar uma imagem.

01:45

Resolução espacial

A resolução espacial estabelece o nível de detalhes que será possível analisar na imagem.

01:20

Resolução temporal

A característica temporal consiste na frequência com que uma mesma área é imageada pelo sensor. Esta característica dita o ritmo com que o sensor remoto pode revisitar um determina área de estudo. A revisita é fundamental no estudo da vegetação, onde a compreensão da dinâmica é fundamental.

02:10

Satélites

Satélite artificial é um equipamento construído pelo homem e colocado em órbita da terra, que pode ser estacionária ou não estacionária. Os satélites estacionários ficam posicionados sempre sobre o mesmo ponto da terra, geralmente sobre a linha do equador. O satélite não estacionário passa sobre diversos pontos da terra durante sua trajetória.

03:00

Fotografia aérea

A fotografia aérea foi o primeiro produto de um sensor remoto, registrado num voo foi em Paris no ano de 1858, realizado pelo fotógrafo e balonista Gaspard-Félix Tournachon. A tecnologia evoluiu para o uso de aviões adaptados para levantamentos aéreos. Hoje já é possível utilizar aviões não tripulados, controlado a distância por frequência de rádio.

09:00

RADAR

O radar (radio detection and ranging) foge um pouco do que vimos até agora. Como ele emite sua própria energia, é classificado como sensor ativo. Nos casos dos sensores anteriores, a região do espectro de interesse era geralmente a parte do visível e infravermelho do espectro eletromagnético. O radar trabalha com a porção do espectro denominado de microondas, nos quais os comprimentos de ondas variam de 1cm a 1 metro.

03:39

LiDAR

LiDAR também é considerado um sensor remoto ativo, mas ao invés de micro-ondas, o sensor emite um pulso laser. Diferentes comprimentos de onda podem ser utilizados. O mais comum para mapeamento terrestre é o comprimento de onda do infravermelho próximo (1050 nm). Para áreas alagadas ou levantamentos oceanográficos o comprimento de onda do azul é mais utilizado (550 nm).

Características dos sensores remotos
4 questions
Section 4: Noções de processamento de imagens
04:47

Realce

A técnica de realce mais utilizada é redimensionar a amplitude de valores encontrados na imagem através de cortes nos extremos da distribuição.

Filtros

O processo de filtragem consiste na varredura da imagem por uma janela de por exemplo 3 por 3 pixels e na substituição do valor central seguindo uma regra pré-estabelecida.

03:14

Classificação

O processo de classificação consiste na rotulação dos pixels em categorias (também chamadas de classes). Este procedimento pode ser manual ou automatizado, se automatizado por ainda ser classificado em supervisionado ou não supervisionado.

02:51

Índices espectrais

Cada objeto da superfície interage de forma diferente com as bandas espectrais. Já vimos também que as bandas do vermelho e do infravermelho próximo são muito interessantes para o estudo da vegetação. É possível utilizar alguns índices espectrais para ressaltar o comportamento de determinados objetos.

Section 5: Sistemas de Informações Geográficas
04:38

Escala

A escala, portanto, é uma razão entre duas dimensões: de um lado a dimensão do objeto na superfície real e de outro a dimensão do objeto na representação, seja ela mapa, carta ou planta.

03:56

Projeção cartográfica

É impossível projetar algo de uma superfície esférica em um plano sem causar algum tipo de distorção. Este é o dilema com que as projeções vão lidar. A projeção cartográfica vai determinar quais as regras e consequentemente quais serão os erros para representar informações de uma superfície esférica em um plano.

06:24

Sistema de coordenadas

o sistema de coordenadas geográficas refere-se à localização em um esferoide e, portanto não é ideal para projeção de mapas em superfícies planas. Uma alternativa idealizada para representações planas é conhecida como Sistema Universal Transverso de Mercator, ou simplesmente UTM.

Datum

Cada elipsoide construído determina assim um datum, que é utilizado para mapeamento das posições horizontais e verticais. Todo banco de dados geográfico possui por definição um sistema de coordenadas e um datum.

Princípios da cartografia
7 questions
04:53

Sistema de posicionamento global

O sistema de posicionamento global também conhecido como GPS (Global Position System) permite obter informações sobre a posição e hora em qualquer lugar sobre ou próximo à superfície da terra. O sistema conhecido como GPS foi desenvolvido em 1973 pelos Departamento de Defesa dos Estados Unidos com motivação bélica. No entanto, desde que foi criado a tecnologia se popularizou tanto, que hoje é possível encontrar dispositivos GPS até mesmo em telefones celulares.

01:48

Geocaching

O Geocaching é uma caça ao tesouro do mundo real que está acontecendo agora mesmo, a sua volta. Existem 2,321,194 geocaches ativos e mais de 6 milhões de geocachers espalhados pelo mundo.

05:42

Representação do mundo real

O primeiro desafio ao tentarmos representar o mundo real é conhecer suas características. Ou seja, conhecer o que desejamos representar. Outro ponto crucial é saber que não é possível representar 100% do mundo real. Por isso, precisamos saber definir prioridades e analisar a relevância dos dados a serem coletados e armazenados em nosso Sistema de Informações Geográficas.

06:44

Objetivo:

  1. Conhecer os três elementos básicos da vetorização: pontos, linhas e polígonos.
  2. Aprimorar habilidades de interpretação de imagem e vetorização
05:59

Preparação e entrada de dados

A primeira etapa quando estamos construindo um SIG é alimentá-lo com dados suficientes para analisar o fenômeno de interesse. Você consegue imaginar de onde podemos coletar estes dados?

06:42

Análises espaciais

O que difere os sistemas de informações geográficas dos outros inúmeros sistemas de armazenamento e análise de dados? A resposta é justamente sua capacidade de análise espacial. O SIG é capaz de combinar as diferentes fontes de informações, considerando também a perspectiva do tempo e o espaço. Explorar o conjunto de informações disponíveis em um SIG não é tarefa fácil e para tanto, o especialista pode utilizar diferentes ferramentas como: Ferramentas de medição, Ferramentas de pesquisa, Ferramentas de classificação, Ferramenta de sobreposição, Funções de vizinhança e Ferramentas de rede.

Representação do mundo real
6 questions
Section 6: Exemplos de aplicação do SIG
06:16

Objetivo:

Vetorizar os limites de uma propriedade a partir de uma imagem de satélite.

Software: Quantum GIS

OBS: O QuantumGIS possui uma ferramenta chamada 'Snapping" para evitar que polígonos, linhas e pontos sejam criados com erros topológicos de adjacência ou conectividade. Veja o link complementar para maiores detalhes de como ativar esta ferramenta.

04:15

Objetivo:

Vetorizar a rede hidrográfica de uma propriedade.

Software: Quantum GIS

02:16

Objetivo:

Vetorizar os pontos de nascente da propriedade.

Software: Quantum GIS

01:08

Objetivo:

Criar buffer para delimitar as área de preservação permanente.

Software: Quantum GIS

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Instructor Biography

Eric Görgens, Prof. Dr. Engenheiro Florestal

Eric Bastos Gorgens é engenheiro florestal nascido em Belo Horizonte. Gradou-se com louvor e obteve seu título de mestre em recursos florestais pela Universidade Federal de Viçosa. Obteve o título de doutor em Recursos Florestais pela Universidade de São Paulo. Sempre buscou aprimorar suas habilidades através de estágios e atividades complementares o que permitiu se envolver em projetos nas companhias CENIBRA, Arcelor Mittal, Suzano Papel e Celulose e TreeSoftware. De 2006 a 2011 trabalhou nas empresas Votorantim Metais e Companhia do Vale do Araguaia, exercendo atividades de engenheiro júnior até coordenador de área. De 2009 a 2011 atuou como professor em disciplinas dos cursos de administração e agronegócio das Faculdades Cathedral. Mantem contato com importantes centros de pesquisa dos quais destacam-se University of British Columbia, University Eastern of Finland and Swedish University of Agriculture Sciences. Mantêm dois cursos no estilo MOOC, na plataforma da Udemy (Computação em R e Introdução ao Sistema de Informações Geográficas). Atualmente é professor adjunto do Departamento de Engenharia Florestal da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri em Diamantina, Minas Gerais, Brasil.

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