2. Introdução aos SIG

	Objetivos:	Perceber o que são os SIG e a que fim se destinam.
	Palavras-chave:	SIG, Computador, Mapas, Dados, Sistemas de Informação, Espacial, Análise.

2.1. Enquadramento

Da mesma forma que usamos um processador de texto para escrever documentos e lidar com palavras num computador, podemos usar uma Aplicação SIG para lidar com dados geográficos num computador. SIG significa Sistemas de Informação Geográfica.

Um SIG consiste em:

• Dados digitais —- as informações geográficas que você visualizará e analisará usando o hardware e o software do computador.

• Hardware do computador –– computadores destinados a armazenar dados, apresentar gráficos e processar informação.

• Software computacional –– programas computacionais que correm sobre o hardware do computador e permitem trabalhar com dados em formato digital. Os programas que fazem parte dos SIG são chamados de aplicações SIG.

Com uma aplicação SIG podemos abrir mapas digitais no computador, cria nova informação espacial para adicionar ao mapa, imprimir mapas personalizados e efectuar analise espacial.

Vejamos um pequeno exemplo de como SIG pode ser útil. Imagine que você é um profissional de saúde e tome nota da data e do local de residência de cada paciente que tratar.

Longitude	Latitude	Doença	Data
26.870436	-31.909519	Papeira	13/12/2008
26.868682	-31.909259	Papeira	24/12/2008
26.867707	-31.910494	Papeira	22/01/2009
26.854908	-31.920759	Sarampo	11/01/2009
26.855817	-31.921929	Sarampo	26/01/2009
26.852764	-31.921929	Sarampo	10/02/2009
26.854778	-31.925112	Sarampo	22/02/2009
26.869072	-31.911988	Papeira	02/02/2009
26.863354	-31.916406	Varicela	26/02/2009

Se verificar na tabela acima, verá rapidamente que havia um monte de casos de sarampo em janeiro e fevereiro. O nosso funcionário de saúde registou a localização da casa de cada paciente, observando a sua latitude e longitude noa tabela. Usando esses dados numa aplicação SIG, podemos rapidamente entender muito mais sobre os padrões de doença:

Fig. 2.5 Exemplo demonstrativo dos registos numa aplicação SIG. Facilmente verificamos que os pacientes com papeira vivem próximos uns dos outros.

2.2. Mais sobre SIG

O SIG é uma área relativamente nova — começou na década de 1970. Os SIG computorizados estavam apenas disponíveis para empresas e universidades que tinham equipamentos de informática caro. Hoje em dia, qualquer pessoa com um computador pessoal ou portátil pode usar o software SIG. Ao longo do tempo as Aplicações SIG tornaram-se também mais fáceis de usar — que costumava exigir um monte de formação para usar um aplicação SIG, mas agora é muito mais fácil para começar em SIG mesmo para amadores e utilizadores esporádicos. Como descrevemos acima, o SIG é mais do que apenas software, ele refere-se a todos os aspectos da gestão e utilização de dados geográficos digitais. Nos tutoriais que se seguem iremos focar o Software SIG.

2.3. O que é Software SIG / Aplicações SIG?

You can see an example of what a GIS Application looks like Fig. 2.5. GIS Applications are normally programs with a graphical user interface that can be manipulated using the mouse and keyboard. The application provides menus near to the top of the window (File, Edit etc.) which, when clicked using the mouse, show a panel of actions. These actions provide a way for you to tell the GIS Application what you want to do. For example you may use the menus to tell the GIS Application to add a new layer to the display output.

Fig. 2.6 Menus da aplicação, quando clica com o rato, expande-se e apresenta uma lista de ações que podem ser realizadas.

Barras de ferramentas (linhas de pequenas imagens que podem ser clicadas com o rato) normalmente localizadas em abaixo dos menus que disponibilizam uma forma mais rápida de usar ações frequentemente necessárias.

Fig. 2.7 Barra de tarefas permitem acesso rápido às funcionalidades mais utilizadas. Passando o rato sobre uma imagem, geralmente o que acontece caso clique sobre a mesma.

Uma função comum de um SIG é mostrar camadas de um mapa. Camadas de um mapa são armazenadas com arquivos em um disco ou como registros numa base de dados. Normalmente cada camada do mapa representará alguma coisa no mundo real - a camada de estradas, por exemplo, terá dados sobre a rede de ruas.

When you open a layer in the GIS Application it will appear in the map view. The map view shows a graphic representing your layer. When you add more than one layer to a map view, the layers are overlaid on top of each other. Look at figures Fig. 2.8, Fig. 2.9, Fig. 2.10 and Fig. 2.11 to see a map view that has several layers being added to it. An important function of the map view is to allow you to zoom in to magnify, zoom out to see a greater area and move around (panning) in the map.

Fig. 2.8 Um mapa com várias camadas sendo adicionadas a ele. Uma camada de cidades adicionado ao mapa.

Fig. 2.9 Um mapa com várias camadas sendo adicionadas a ele. Uma camada de escolas adicionado ao mapa.

Fig. 2.10 Um mapa com diversas camadas sendo adicionadas a ele. A camada trilhos adicionada ao mapa.

Fig. 2.11 Um mapa com diversas camadas sendo adicionadas a ele. A camada rios adicionada ao mapa.

Another common feature of GIS Applications is the map legend. The map legend provides a list of layers that have been loaded in the GIS Application. Unlike a paper map legend, the map legend or ‘layers list’ in the GIS Application provides a way to re-order, hide, show and group layers. Changing the layer order is done by clicking on a layer in the legend, holding the mouse button down and then dragging the layer to a new position. In figures Fig. 2.13 and Fig. 2.14 the map legend is shown as the area to the left of the GIS Application window. By changing the layer order, the way that layers are drawn can be adjusted –– in this case so that rivers are drawn below the roads instead of over them.

Fig. 2.12 O SIG permite você mudar a simbologia facilmente - a instrução está mostrada.

Fig. 2.13 Changing the layer order allows to adjust the way that layers are drawn. Before changing the layer order, rivers are drawn on top of roads

Fig. 2.14 Changing the layer order allows to adjust the way that layers are drawn. After changing the layer order, rivers are drawn underneath roads

2.4. Obtendo um SIG para seu computador pessoal.

Há muitos aplicativos diferentes de SIG disponíveis. Alguns possuem características sofisticadas e custam dezenas de milhares de reais para cada cópia. Em outros casos, você pode obter um aplicativo SIG gratuitamente. Decidir qual software SIG usar é uma questão de quanto dinheiro você pode gastar e de quais são suas preferências pessoais. Nestes tutoriais, nós usaremos o software QGIS. QGIS é completamente gratuito e você pode copiá-lo e compartilhá-lo com seus amigos o quanto quiser. Se você recebeu este tutorial na forma impressa, você deve ter recebido uma cópia do QGIS junto com ele. Se não, você sempre poderá visitar a página web https://www.qgis.org/ para baixar a sua cópia gratuita se você tiver acesso à internet.

2.5. Dados SIG

Agora que sabemos o que é um SIG e o que um aplicativo GIS pode fazer, vamos falar sobre dados SIG. Dados é uma outra palavra para informações. A informação que usar em um SIG normalmente tem um aspecto geográfico a ele. Pense em nosso exemplo acima, sobre o profissional de saúde. Ela criou uma tabela para registrar as doenças que ficou assim:

Longitude	Latitude	Doença	Data
26.870436	-31.909519	Papeira	13/12/2008

As colunas de longitude e latitude armazenar como dados geográfica. As colunas da doença e data armazenar como dados não-geográficos.

Uma característica comum de SIG é que eles permitem que você associe informações (dados não-geográficos) com lugares (dados geográficos). Na verdade, o aplicativo SIG pode armazenar muitas peças de informação que são associados a cada lugar — algo que os mapas em papel não são muito bons. Por exemplo, o nosso profissional de saúde poderia armazenar a idade e o sexo da pessoa em sua tabela. Quando o aplicativo SIG chama a camada, você pode dizer que para desenhar a camada base do sexo, ou com base no tipo de doenças, e assim por diante. Assim, com um aplicativo SIG temos uma maneira de mudar facilmente o aspecto dos mapas que criamos com base nos dados não-geográficos associada a lugares.

GIS Systems work with many different types of data. Vector data is stored as a series of X, Y coordinate pairs inside the computer’s memory. Vector data is used to represent points, lines and areas. Illustration Fig. 2.15 shows different types of vector data being viewed in a GIS application. In the tutorials that follow we will be exploring vector data in more detail.

Fig. 2.15 Informação vetorial é usada para representar pontos (por exemplo, cidades), linhas (por exemplo, rios) e polígonos (por exemplo, limites municipais).

Raster data are stored as a grid of values. There are many satellites circling the earth and the photographs they take are a kind of raster data that can be viewed in a GIS. One important difference between raster and vector data is that if you zoom in too much on a raster image, it will start to appear ‘blocky’ (see illustrations Fig. 2.16 and Fig. 2.17). In fact these blocks are the individual cells of the data grid that makes up the raster image. We will be looking at raster data in greater detail in later tutorials.

Fig. 2.16 Dados raster são frequentemente imagens tiradas por satélites. Aqui podemos ver as montanhas no Cabo Oriental.

Fig. 2.17 Os mesmos dados de raster, mas desta vez ampliado. A natureza dos dados pode ser visto na Grade.

2.6. O que aprendemos?

Vamos encerrar o que abrangemos nesta ficha de trabalho:

• Um SIG é um sistema de hardware, software e dados geográficos.

• Um aplicativo SIG permite visualizar dados geográficos e é uma parte importante do SIG.

• Um aplicativo SIG normalmente consiste em uma barra de menu, ** barras de ferramentas**, mapa e uma legenda.

• Vetor ** e **dados raster são dados geográficos utilizados em uma aplicação de SIG.

• Dados geográficos podem ser associado a dados não geográficos.

2.7. Agora experimente!

Aqui está algumas ideias para experimentar com os seu alunos:

• Geografia: Descrever o conceito de GIS para os seus alunos, conforme descrito neste tutorial. Peça-lhes para tentar pensar em 3 razões pelas quais ele pode ser útil para usar um SIG em vez de mapas em papel. Aqui estão algumas que poderíamos pensar:

  • Aplicações SIG permitem criar tipos diferentes de mapas com os mesmos dados.

  • SIG é uma grande ferramenta de visualização que pode mostrar-lhe coisas sobre os seus dados e (por exemplo, as epidemias de doenças que vimos anteriormente) como eles se relacionam no espaço.

  • Os mapas de papel precisam ser apresentados e são demorados para ver. O SIG pode conter uma quantidade muito grande de dados de mapas e torná-lo rápido e fácil de encontrar um lugar que você está interessado.

• Geografia: você e seus alunos podem pensar em como os dados raster a partir de satélites podem ser útil? Aqui estão algumas idéias que tivemos :.

  • Durante as catástrofes naturais, os dados raster podem ser útil para mostrar onde as áreas impactadas estão. Por exemplo, uma imagem de satélite recente tomada durante uma inundação pode ajudar a mostrar onde as pessoas precisam de resgate.

  • Às vezes as pessoas fazem coisas ruins para o meio ambiente, como o despejo de produtos químicos perigosos que matam plantas e animais. Usando dados de raster a partir de satélites podem nos ajudar a monitorar este tipo de problema.

  • Urbanistas pode usar dados raster a partir de satélites para ver onde os assentamentos informais estão e para ajudar na infra-estrutura de planejamento.

2.8. Alguma coisa em que devemos pensar

Se não tiver um computador disponível, muitos dos tópicos mencionados neste tutorial podem ser reproduzidos e sobrepostos usando a mesma técnica dos layers. No entanto, para entender devidamente SIG o ideal será usar um computador.

2.9. Outras leituras

Livro: Desktop GIS: Mapping the Planet with Open Source Tools. Autor: Gary Sherman. ISBN: 9781934356067

O Guia de Utilizador do QGIS também tem informação mais detalhada de como trabalhar com QGIS.

2.10. O que vem a seguir?

Nas seções que seguem, vamos entrar em mais detalhes, mostrando-lhe como usar um aplicativo SIG. Todos os tutoriais serão feito usando QGIS. Em seguida, vamos olhar para vetores!