Geoinformática, Geoprocessamento e Geotecnologias, o que são e quais as diferenças entre eles

Geoinformática, Geoprocessamento, Geotecnologias, são muitos termos que podem confundir até mesmo profissionais da área. Porém, saber definir e diferenciar os termos que envolvem a análise de dados espaciais é fundamental.

Um bom profissional ou acadêmico não deve entender apenas do manuseio das ferramentas, mas também deve compreender as bases teóricas que alicerçam essa prática.

Pensando nisso, criamos este artigo para explicar a relação entre Geoprocessamento, Geotecnologias e Geoinformática (entendida aqui com sinônimo de Ciência da Geoinformação), tomando como base livros, apostilas, artigos científicos e sites internacionais.

Ao final, queremos que o leitor possa responder às perguntas: Será mesmo que Geoprocessamento significa Geotecnologia? Quais são principais geotecnologias existentes? E qual a relação desses termos com a Geoinformática?

Primeiramente, o que é Geoinformática?

As ciências e suas tecnologias que integram os estudos da Terra e a Ciência da Informação são relativamente novas e interdisciplinares.

“A arte, a ciência e a tecnologia que trata da aquisição, armazenamento, processamento, produção, apresentação e divulgação da geoinformação é chamada de Geoinformática”.

Dentre os ramos da Geoinformática podemos citar: Sistema de Informação Geográfica, Sensoriamento Remoto, Cartografia Digital, Fotogrametria e Sistema Global de Navegação por Satélite.

O desenvolvimento das tecnologias da Geoinformática não foi acompanhado de um avanço nas bases conceituais dessa ciência, por isso ainda existe uma certa confusão em sua delimitação e adoção como ciência independente.

O fundamento básico da Ciência da Geoinformação é a construção de representações computacionais do espaço.

Um histórico dessa área pode ser visto a partir do livro “Introdução à Ciência da Geoinformação”, publicado pelo INPE

Resumo histórico da Geoinformática

As primeiras tentativas de automatizar parte do processamento de dados com características espaciais aconteceram na Inglaterra e nos Estados Unidos, nos anos 50.

Os primeiros Sistemas de Informação Geográfica surgiram na década de 60, no Canadá, como parte de um programa governamental para criar um inventário de recursos naturais.

Ao longo dos anos 70 foram desenvolvidos novos e mais acessíveis recursos de hardware, tornando viável o desenvolvimento de sistemas comerciais.

A década de 80 foi o momento no qual a tecnologia de sistemas de informação geográfica iniciou um período de acelerado crescimento, que dura até os dias de hoje.

Até então limitados pelo alto custo do hardware e pela pouca quantidade de pesquisa específica sobre o tema, os SIGs se beneficiaram grandemente da massificação causada pelos avanços da microinformática e do estabelecimento de centros de estudos sobre o assunto.

A introdução da Geoinformática no Brasil inicia-se a partir do esforço de divulgação e formação de pessoal feito pelo prof. Jorge Xavier da Silva (UFRJ), no início dos anos 80.

A vinda ao Brasil, em 1982, do Dr. Roger Tomlinson, responsável pela criação do primeiro SIG (o Canadian Geographical Information System), incentivou o aparecimento de vários grupos interessados em desenvolver tecnologia.

No nosso país existem vários eventos sobre Geoinformática, dentre eles: os Simpósios Brasileiros de Geoinformática e de Sensoriamento Remoto, e os Congressos Brasileiros de Cartografia e de Geoprocessamento.

Dentre as pós-graduações podemos destacar aquelas com foco no Sensoriamento Remoto e no Geoprocessamento e Georreferenciamento.

No Brasil, os termos Geoprocessamento e Geotecnologias ganharam ênfase em relação ao termo Geoinformática, por isso vamos defini-los nos próximos tópicos e ao final mostrar suas diferenças e relações.

O que é Geoprocessamento?

De forma simples, o Geoprocessamento pode ser definido como o processamento de dados com referência espacial, que tem como objetivo gerar uma informação, também com referência espacial.

Outra definição, é a de que o Geoprocessamento denota a “disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica”.

O Geoprocessamento envolve os dados espaciais, o processamento desses dados e a geração da informação espacial.

Bom, vamos destacar estas palavras presentes nas definições: dados, processamento, técnicas e informação.

Dados espaciais

Os dados são registros de fenômenos que não passaram por um tratamento. No Geoprocessamento os dados têm uma particularidade, eles possuem uma referência geográfica, ou seja, possuem uma localização na superfície terrestre, que pode ser visualizada por meio de suas coordenadas.

As duas ciências que são a base para a compreensão do posicionamento e representação de dados na superfície terrestre são a Geodésia e a Cartografia.

A Geodésia é a ciência da medição da Terra, ela estabelece referenciais adequados para a elaboração de produtos cartográficos.

A Cartografia, por sua vez, é a ciência da concepção, produção, difusão, utilização e análise dos mapas. Envolve operações científicas, artísticas e técnicas para representar graficamente a superfície terrestre.

Podemos citar como exemplo de dados com referência espacial (dados geográficos): coordenadas X e Y coletadas de um GPS; arquivos em formato raster armazenados em um banco de imagens de satélite; ou valores de área contidos em um banco de dados geográficos.

O processamento desses dados é feito por meio de técnicas matemáticas e computacionais utilizadas no Geoprocessamento, em um ambiente também computacional, um Sistema de Informação Geográfica (SIG).

Por fim, os dados geográficos que passaram por esse processamento são transformados em informação com referência espacial, dotada de significado, possibilitando ao usuário fazer análises espaciais e tomar decisões sobre diferentes aspectos do ambiente.

São exemplos de informação espacial: localização de estabelecimentos comerciais em um bairro; mapa de localização das regiões de determinado município; mapa de uso e cobertura do solo de uma área; ou mesmo uma classificação de estados do país de acordo com sua dimensão territorial.

“Portanto, o Geoprocessamento pode ser entendido como um conjunto de técnicas matemáticas e computacionais para transformar o dado espacial em informação espacial”.

    Existem cinco tipos de dados utilizados no Geoprocessamento: dados temáticos, cadastrais, em redes, Modelos Numéricos de Terreno e imagens.

Os dados espaciais podem ser obtidos por meio de observações e levantamentos de campo, técnicas de Sensoriamento Remoto ou digitalização de materiais cartográficos impressos:

Dados temáticos

Os dados temáticos descrevem a distribuição espacial de uma grandeza geográfica e podem ser representados em formato vetorial ou matricial. 

A partir deles são criados mapas com temas específicos, como um mapa de uso e cobertura da terra ou um mapa de tipos climáticos, possibilitando a visualização da distribuição espacial de um fenômeno geográfico.

Dados cadastrais

Os tipos cadastrais diferenciam-se dos temáticos porque cada elemento possui diferentes atributos alfanuméricos e pode estar associado à várias representações gráficas a depender da escala (pontos, linhas ou polígonos).

São exemplos de dados cadastrais aqueles provenientes dos setores censitários que podem ser obtidos no portal do IBGE, pois além dos polígonos que representam a unidade territorial de cada setor censitário, é possível associar aos mesmos outros dados como renda, população, idade, sexo e bairro do qual faz parte.

Dados em rede

Os dados do tipo rede são formados por nós e linhas interconectados. Servem para representar um conjunto de elementos da superfície terrestre conectados entre si.

Em um mundo cada vez mais globalizado, as redes têm um grande potencial na explicação de como fenômenos pontuais são interligados, formando verdadeiros sistemas de fixos (nós) e fluxos (arcos).

Os dados do tipo rede são utilizados para representar serviços de abastecimento de água, energia, drenagem, internet, para mostrar as ligações viárias, dentre outros.

Modelo Numérico de Terreno

Um dado do tipo Modelo Numérico de Terreno é uma representação quantitativa de uma grandeza que varia continuamente no espaço, muito utilizado para verificar a variabilidade da altitude em uma área.

A partir de um MNT é possível gerar, por exemplo, mapas topográficos; realizar análises de corte-aterro para projeto de estradas e barragens; e elaborar mapas de declividade, importantes em um diagnóstico ambiental.

Dados do tipo imagem

O dado do tipo imagem pode ser obtido por meio de satélites orbitais ou aeronaves que transportam sensores, radares e scanners capazes de captar a radiação emitida ou refletida por objetos na superfície terrestre.

As imagens são compostas de matrizes com linhas e colunas que armazenam os dados dentro de suas células ou pixels.

As imagens do satélite Landsat 8 ou aquelas visualizadas no Google Satellite são exemplos desse tipo de dado e possuem diversas aplicações.

Aplicações do Geoprocessamento

As aplicações do Geoprocessamento são diversas, pois qualquer análise que leve em consideração o “Onde” utiliza o Geoprocessamento.

Encontramos exemplos dessas aplicações em áreas como manejo e conservação de recursos naturais, administração pública, planejamento urbano, gestão das explorações agrícolas, comércio, saúde pública, gestão de instalações, dentre outras áreas.

    Vamos tomar como exemplo o Manejo e conservação de recursos naturais. O Geoprocessamento pode contribuir nessa área com técnicas de interpretação e classificação digital de imagens, armazenamento e análise de dados espaciais e representações cartográficas (mapas), gerando informação que contribui para o diagnóstico, monitoramento e tomada de decisão.

Enfim, o que são as Geotecnologias?

As geotecnologias são:

“o conjunto de tecnologias para coleta, processamento, análise e oferta de informações com referência geográfica”.

As Geotecnologias evoluíram junto com os avanços da Tecnologia da Informação e cada tipo de Geotecnologia possui ferramentas e propósitos específicos.

Sistemas de Informação Geográfica (SIGs)

Em inglês, Geographic Information System (GIS), formam uma das Geotecnologias mais utilizadas e completas da atualidade, pois a partir deles é possível armazenar, recuperar, manipular, visualizar e analisar dados espaciais.

Um SIG é um sistema constituído por um conjunto de programas computacionais, que integra dados, equipamentos, pessoas e metodologias.

A maior forma de aplicação do Geoprocessamento se dá por meio dessa Geotecnologia. Podemos exemplificar como ferramentas de SIG os softwares QGIS, ArcGIS e gvSIG.

Sensoriamento Remoto (SR)

O Sensoriamento Remoto é a obtenção de dados da superfície terrestre remotamente através da radiação eletromagnética refletida ou emitida pela superfície.

É uma Geotecnologia que trouxe grandes contribuições para a observação da superfície terrestre, contribuindo para a análise temporal e espacial de diferentes fenômenos a partir de técnicas de Processamento Digital de Imagens.

As imagens de satélite são exemplos de produtos de SR, obtidas em nível orbital por meio de sensores a bordo de satélites, bem como fotografias aéreas, obtidas em nível suborbital a partir de aeronaves.

Cartografia Digital

Essa geotecnologia tem como objetivo a geração e qualidade cartográfica em ambiente computacional. Surgiu com os avanços tecnológicos, sendo uma nova alternativa aos métodos tradicionais de mapeamento (analógicos).

Os globos virtuais, como o Google Earth, os softwares de CAD (Computer Aided Design), como o AutoCAD e os SIGs são aplicações computacionais que utilizam a Cartografia Digital.

A Cartografia Digital “tem como finalidade principal a geração de mapeamentos inteiramente confiáveis e retratadores da distribuição espacial de entidades e eventos a partir de recursos gráficos, escalas e resoluções espaciais adequados”.

Sistema de Navegação Global por Satélite (GNSS)

Envolve um conjunto de sistemas que possibilitam a navegação e o posicionamento de um elemento na Terra tomando como referência uma constelação de satélites de recobrimento global.

O sistema NAVSTAR GPS, dos EUA, e o GLONASS, da Rússia, são exemplos de GNSS.

O sistema mais utilizado no mundo é GPS e ele pode ser dividido em três tipos, de acordo com o precisão: GPS de navegação, precisão variando de 10 a 30 metros; GPS topográfico, de precisão submétrica; e GPS geodésico, chegando a precisão da ordem de milímetros.

A escolha do tipo de GPS vai depender da finalidade do tipo de mapeamento que se quer realizar.

Fotogrametria

Fotogrametria é a ciência e tecnologia de se reconstruir o espaço tridimensional a partir de imagens bidimensionais, advindas da gravação de padrões de ondas eletromagnéticas, remotamente.

A partir da Fotogrametria é possível obter medidas, posições e dimensões dos objetos na imagem.

Uma de suas subdivisões é a Aerofotogrametria, uma técnica de obtenção de fotografias da superfície terrestre por meio de câmeras acopladas em aeronaves tripuladas e não tripuladas (drones), muito utilizada para obtenção de dados espaciais que servirão de base para mapeamentos em nível de detalhes.

Topografia

O objetivo principal da Topografia é efetuar levantamentos por meio de medições que permitam descrever e representar uma porção da superfície terrestre.

Diferente da Geodésia, a Topografia é aplicada em pequenas áreas, pois nos levantamentos não é levada em consideração a curvatura da Terra.

A Topografia é uma Geotecnologia muito aplicada nas Engenharias e Arquitetura.

É uma fonte de dados espaciais de base, pois descreve detalhadamente uma área, suas dimensões, variações altimétricas e planimétricas, servindo de base para mapeamentos específicos.

Qual a diferença entre Geoprocessamento e Geotecnologias?

No Brasil, o Geoprocessamento é entendido por muitos como uma área do conhecimento, extrapolando a operação de processamento de dados georreferenciados para gerar informação.

Não é para tanto que existem cursos de pós-graduação sobre Geoprocessamento, apostilas sobre Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto e livros que partem do termo Geoprocessamento para explicar suas “subdivisões”, como SIG, Cartografia e Processamento de Imagens.

Essa abordagem nos levaria à conclusão de que o Geoprocessamento é a grande área que envolve todas as Geotecnologias.

Porém, se considerarmos essa conclusão como verdadeira, estaríamos incluindo as Geotecnologias com finalidades diferentes, inclusive aquelas que tem como propósito a coleta e qualidade dos dados (Sensoriamento Remoto e GNSS, por exemplo), no processamento de dados geográficos, algo muito mais vinculado à Geotecnologia SIG do quê às outras Geotecnologias.

O Sensoriamento Remoto, por exemplo, é uma Geotecnologia que tem como foco a geração e a qualidade dos dados espaciais. Já os Sistemas de Informação Geográfica têm uma série de funções, como armazenamento, manipulação e visualização de dados espaciais, possibilitando a geração de uma informação.

Perceba que ambos são Geotecnologias, mas com propósitos diferentes, embora sejam interligadas.

Nos softwares de SIG é possível trabalhar com imagens de satélite, um dos produtos do Sensoriamento Remoto, que podem ser obtidas em sites gratuitamente.

Cabe destacar as reflexões do Geógrafo Jorge Xavier em seu artigo “O que é Geoprocessamento”.

Ele afirma que é preciso ter senso crítico para não confundir a extração da informação georreferenciada, que é o objetivo central do Geoprocessamento, com a geração, armazenamento, atualização, exibição e disseminação dos dados, feitos pelas Geotecnologias.

Vamos exemplificar para tornar essa distinção mais clara: Suponha que você prestará um serviço para uma empresa, que tem como finalidade a geração de um mapa de uso e cobertura da terra de determinada região.

Quais as Geotecnologias que serão empregadas nesse processo? Em que momento você aplicará o Geoprocessamento? Como transformar os dados em uma informação geográfica que possibilitará a empresa tomar decisões?

Com toda certeza o Sensoriamento Remoto e o GNSS seriam Geotecnologias apropriadas para a coleta dos dados, por meio de imagens de satélite e da marcação de pontos em campo, subsidiando o mapeamento das classes de uso e cobertura da terra da região.

O armazenamento, processamento e visualização dos dados são perfeitamente executáveis em um Sistema de Informação Geográfica, que possibilitaria, por meio da classificação da imagem, por exemplo, a geração da informação geográfica, que é o mapa. Nesse momento o Geoprocessamento seria aplicado.

Essa generalização do termo Geoprocessamento é compreensível na medida em que sabemos ser difícil trabalhar apenas com Sensoriamento Remoto ou apenas com Cartografia Digital, sem fazer uma integração com um Sistema de Informação Geográfica.

No âmbito internacional, percebemos a difusão do termo Geoinformática como a área do conhecimento que integra as ciências da informação com as geociências, tendo ramos que se assemelham ao que chamamos, no Brasil, de Geotecnologias.

Isso é perceptível nas diferentes publicações de artigos, livros e nos cursos de pós-graduação sobre esse tema.

Por tudo isso que foi exposto, no nosso entendimento o termo mais adequado para tratar da integração de ciências e tecnologias com foco na informação espacial é a Geoinformática.

As Geotecnologias seriam os ramos da Geoinformática, e o Geoprocessamento um conjunto de técnicas a serem realizadas em um ambiente SIG para transformar um dado espacial em informação.

Grosso modo, os dados e ferramentas das Geotecnologias são utilizados para se fazer o Geoprocessamento, com o objetivo de solucionar problemas, criar cenários e compreender as relações espaciais.  

A Geoinformática é a grande área que integra as diferentes ciências e tecnologias que lidam com informações espaciais.

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Deseja utilizar esse artigo? Veja como referenciá-lo:

GEOAPLICADA. Geoinformática, Geoprocessamento e Geotecnologias, o que são e quais as diferenças entre eles. 2018. Disponível em: <link da postagem>. Acesso em: xxx.

Referências

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