Diante do uso cada vez mais difundido de ferramentas associadas a tecnologias de Satélite, GPS (Global Positioning System) e Drones, surge a necessidade de aprofundar o conhecimento de profissionais de geoprocessamento acerca de Sistemas de Informações Geográficas, seus usos e peculiaridades.
Neste artigo, iremos abordar questões fundamentais para que você aprenda de uma vez por todas o que é um Sistema de Informação Geográfica (SIG) e como, quando e porque utilizá-lo.
Abaixo, listamos algumas perguntas recorrentes ao profissional da área para que você compreenda de maneira simples e didática o que é um Sistema de Informação Geográfica (SIG).
O que é SIG? O que é GIS?
É comum o uso de ambos os termos, GIS (Geographic Information System) e/ou SIG (Sistema de Informação Geográfica), para designar sistemas que integram hardware, software, dados, pessoas e métodos para capturar, gerenciar, analisar e exibir informações geográficas.
Em seu livro, Geoprocessamento Sem Complicações, Fritz define Sistemas de Informações Geográficas da seguinte maneira:
Um sistema é um conjunto integrado de elementos interdependentes, estruturado de tal forma que estes possam relacionar-se para a execução de determinada função.
(Um carro, por exemplo, é um sistema no qual todos os componentes operam em conjunto para fornecer transporte)
Um Sistema de Informação, por sua vez, pode ser compreendido como um sistema utilizado para coletar, armazenar, recuperar, transformar e visualizar dados e informações a eles vinculados.
Um Sistema de Informação Geográfica pode então ser definido como um sistema constituído por um conjunto de programas computacionais, o qual, integra dados, equipamentos e pessoas com o objetivo de coletar, armazenar, recuperar, manipular, visualizar e analisar dados espacialmente referenciados a um sistema de coordenadas geográficas conhecido.
Agora que já definimos o que é um Sistema de Informação Geográfica, iremos aprofundar em questões fundamentais para que você entenda como, quando e porque utilizar um SIG.
Quais são os componentes de um SIG?
Os Sistemas de Informações Geográficas são compostos por quatro componentes básicos que em conjunto trabalham de forma a tornar possível o gerenciando, análise e exibição de dados geográficos.
Abaixo, listamos cada um deles, acompanhados de uma breve descrição para que você entenda de uma vez por todas o que é um SIG.
- Hardware: em um SIG, os hardwares constituem plataformas computacionais utilizadas para analisar dados geoespaciais, estando presentes desde a coleta até o processamento de dados. Este componente pode ser um computador de mesa ou laptop, ou ainda, plataformas computacionais móveis tais como um ipad ou um celular, utilizados para executar softwares de SIG.
- Software: softwares constituem programas, módulos e sistemas utilizados para criar, editar, armazenar, visualizar e analisar dados geoespaciais. O ArcGIS e o QGIS são exemplos de softwares de SIG, entretanto, diferentes softwares podem trabalhar em conjunto em um SIG. Por exemplo, existem plataformas utilizadas para fornecer dados geoespaciais por um navegador da web e ainda, softwares utilitários, que cumprem funções específicas como converter formatos de arquivos para que possam ser manipulados de diferentes maneiras em plataformas de SIG e CAD.
- Dados: os dados em um SIG podem ser definidos como registros de informação resultantes de uma investigação acerca do espaço geográfico. Os dados utilizados em um SIG estão sempre associados à coordenadas geográficas e podem ser classificados em dois tipos de estrutura principais, dados raster e vetoriais. As origens dos dados utilizados em um SIG variam bastante, podem ser derivados de estudos sociais, econômicos, geológicos, ambientais, estruturais, topográficos, entre outros, obtidos por uma infinidade de metodologias de coletas e análise de dados.
- Peopleware: diz respeito aos usuários e profissionais envolvidos em um SIG. Isto inclui programadores responsáveis por desenvolver softwares de SIG e profissionais que trabalham diretamente na coleta e processamento de dados.
Dados vetoriais e dados raster, o que são?
Em um Sistema de Informações Geográficas são utilizadas duas estruturas de dados classificados como dados vetoriais e dados raster ou matriciais. Agora, vamos entender a natureza destes dados e como eles são utilizados em um SIG.
Dados vetoriais são aqueles que utilizam de pontos, linhas e polígonos com coordenadas geográficas conhecidas. Pontos são representados por um par de coordenadas enquanto linhas e polígonos estão associados a um conjunto de pares de coordenadas. Estes dados são utilizados, por exemplo, para delimitar uma área ou indicar a localização exata de um objeto ou ponto de interesse sobre a superfície terrestre.
Dados vetoriais também podem estar relacionados a outro conjunto de dados, como exemplo podemos citar plantas topográficas, nas quais as linhas que compõem cada cota de altitude estão associadas a dados que representam a elevação pontual de determinada área.
Dados raster ou matriciais são aqueles que são armazenados em uma estrutura matricial, também denominada de grade. Esta estrutura de dados é representada por uma matriz de x colunas e y linhas e possuem valores ou atributos associados a cada célula ou pixel. Imagens obtidas por meio de sensoriamento remoto, como imagens de satélite ou fotografias aéreas digitais, são exemplos de dados raster.
O que é overlay em um SIG?
O termo overlay se refere a sobreposição de dados, esta é uma operação básica efetuada na maioria dos projetos que envolvem Sistemas de Informações Geográficas. Esta operação é responsável por sobrepor múltiplos conjuntos de dados com a pretensão de revelar tendências, padrões e relações entre eles.
Uma sobreposição cria um mapa composto, no qual a geometria e os atributos associados ao conjunto de dados iniciais são unificados. A maioria dos softwares de SIG realizam de maneira automatizada a sobreposição de dados, sejam eles de estrutura raster ou vetoriais.
Com a técnica de overlay você pode sobrepor dados que se referem as delimitações geográficas de uma região, como os municípios que a compõem, com dados referentes as bacias hidrográficas presentes nesta área. Desta forma, é possível gerar um mapa composto que representa a bacia hidrográfica de cada município.
Quais são as principais funções de um SIG?
Um Sistema de Informação Geográfica possui cinco funções específicas e necessárias para gerar, analisar, gerenciar e visualizar dados geográficos. São elas:
- Aquisição de Dados
- Processamento de Dados
- Análise de Dados
- Armazenamento de Dados
- Exportação de Dados
O desempenho de cada software quanto as funções de um SIG pode variar sensivelmente, você pode processar dados acerca da hidrografia de uma região no ArcGIS utilizando de funções automatizadas enquanto em outro software é provável que você tenha que realizar o processo manualmente, tornando o processamento de dados um pouco mais complexo.
Outro exemplo de variações de desempenho quanto as funções de um SIG diz respeito aos formatos de dados suportados por cada software, sendo que nem todos os softwares possuem suporte para armazenar e exportar todos os formatos de dados conhecidos. Muitas vezes é necessário ao profissional recorrer à softwares utilitários para converter arquivos em diferentes formatos de dados.
Quais os principais softwares gratuitos de SIG?
Existe uma variedade de softwares de SIG disponíveis no mercado, muitos deles gratuitos e de código livre e que não ficam para trás em termos de qualidade e produtividade se comparados a muitos softwares pagos.
Uma grande parte dos profissionais preferem trabalhar com o ArcGIS, sendo este software pago, o mais popular e de uso mais recorrente entre profissionais das áreas de geoprocessamento e sensoriamento remoto. Entretanto, principalmente se você está começando, é provável que prefira trabalhar em plataformas gratuitas de SIG.
Abaixo, para norteá-lo caso você tenha a pretensão de utilizar uma plataforma gratuita de SIG, listamos cinco softwares gratuitos acompanhados de uma breve descrição para que você possa manipular dados geoespacias com custo zero.
1) QGIS: também conhecido como Quantum GIS, é um software gratuito e de código aberto que possui interface em vários idiomas, incluindo o português. Este software é a melhor opção gratuita disponível no mercado, possuindo uma comunidade de excelência, não sendo difícil encontrar tutorias e cursos voltados à iniciantes ou profissionais experientes. Além disso, o QGIS permite ao profissional trabalhar de maneira integrada com outros softwares como o Grass GIS.
2) Grass GIS: é um software gratuito e de código aberto que permite ao usuário realizar toda a operação de análise e processamento de dados geoespaciais. Assim como o QGIS, possui uma comunidade extensa e ativa, além de disponibilizar gratuitamente tutorias, manuais e livros em diversos idiomas no próprio site do Grass GIS. Apesar de não possuir interface em português, este software pode ser uma ótima opção para quem está começando.
3) Spring: este é um software gratuito nacional de SIG, desenvolvido pelo INPE e que a partir de 2018 se tornou também de código aberto. O Spring é um software muito difundido no meio científico brasileiro, sendo largamente utilizado em pesquisas acadêmicas que envolvem geoprocessamento.
4) TerraView: este é outro software gratuito nacional desenvolvido pelo INPE. Com interface de código aberto, o TerraView permite ao usuário instalar plug-ins diversos, disponibilizados gratuitamente pela plataforma TerraLib e voltados ao gerenciamento e manipulação de dados geográficos. Este software é também bastante difundido no meio científico e acadêmico brasileiro.
5) SAGA GIS: este é um software gratuito e de código aberto de origem alemã. SAGA é uma sigla para System for Automated Geoscientific Analyses. Este é um software portátil de SIG e você pode operá-lo em diferentes hardwares sem necessidade de instalação, utilizando apenas de uma entrada USB e um pen-drive. Assim como o QGIS e o Grass GIS, você pode importar plug-ins para o SAGA GIS e trabalhar de maneira integrada com outros softwares.
Qual a diferença entre SIG e CAD?
CAD é uma sigla para Computer Aided Design, ou Desenho Assistido por Computador. Enquanto SIG’s trabalham com dados vetoriais e dados raster, um sistema de CAD trabalha apenas com dados vetoriais (pontos, linhas e polígonos) para formar unidades geométricas e representá-las de maneira gráfica.
Uma área ou objeto manipulado em um SIG está sempre associado a um sistema de projeção cartográfica, ou seja, coordenadas geográficas sobre as quais são representadas a superfície terrestre. Em um sistema de CAD, isto não ocorre.
Em um CAD é possível sobrepor formas geométricas sem que uma tenha conhecimento da outra, não há noção do espaço geográfico e da posição de determinado objeto sobre a superfície terrestre ou de sua proximidade à outros objetos.
Além disso, em um SIG é possível associar dados secundários a dados primários em forma de matrizes ou tabelas. Esses dados normalmente descrevem particularidades da natureza de determinada área ou objeto de interesse. Em um sistema de CAD, isto não é possível.
É comum ao profissional de geoprocessamento trabalhar nas duas plataformas durante a execução de um mesmo projeto. Por exemplo, você pode georreferenciar um projeto de construção em CAD utilizando uma plataforma de SIG ou então manipular um mapa gerado em SIG em uma plataforma de CAD para projetar uma construção.
Apesar de parecer um processo simples, diversos erros operacionais podem ocorrer relacionados à conversão de arquivos CAD para SIG, ou vice-versa. É comum a ocorrência de problemas de compatibilidade em alguns softwares, erros de conversão, além de erros ligados a própria natureza dos dados. Então, ao trabalhar em ambas as plataformas é sempre bom ficar atento às especificidades dos softwares e dados que serão utilizados no seu projeto.
Qual a importância de se utilizar um SIG?
Os Sistemas de Informações Geográficas são plataformas essenciais a gestão de qualquer projeto que se relacione com a ocupação e gerenciamento do espaço geográfico. Além disso, a tecnologia SIG pode ser integrada em qualquer estrutura de sistemas de informação empresarial, sendo uma poderosa ferramenta associada à gestão.
Um SIG nos permite visualizar, entender, questionar, interpretar e visualizar dados geográficos de muitas maneiras. O uso de um SIG auxilia a visualização de relações, padrões e tendências na forma de mapas, globos, relatórios e gráficos, permitindo ao profissional extrair informações que a primeira vista poderiam passar despercebidas.
Os dados utilizados em um SIG podem estar relacionados a fenômenos climáticos, humanos, sociais, econômicos, ambientais, entre outros. Desta forma, com um SIG é possível caracterizar determinada região em seus múltiplos aspectos e peculiaridades, possibilitando tomadas de decisões mais eficazes quanto ao planejamento e gerenciamento do espaço geográfico.
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