Sensoriamento e Geoprocessamento Aplicado ao Meio – U2 Estrutura de Dados em um SIG

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Roteiro
Aula Prática

SENSORIAMENTO E GEOPROCESSAMENTO APLICADOS AO MEIO

Público

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: Sensoriamento e Geoprocessamento Aplicados ao Meio

Unidade: U2_ESTRUTURA_DE_DADOS_EM_UM_SIG
Aula: A2_DADOS_ESPACIAIS_E_SIGs

OBJETIVOS

Definição dos objetivos da aula prática:

• Compreender a importância das variáveis visuais em cartografia temática;
• Elaborar mapas temáticos utilizando o software QGis.

SOLUÇÃO DIGITAL:

QGis

https://www.qgis.org/download/

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES

Procedimento/Atividade nº 1

Elaboração de Mapas Temáticos no QGis

Atividade proposta: Utilizar software de Sistema de Informação Geográfica, aberto e gratuito, para a produção de mapas temáticos.

Procedimentos para a realização da atividade:

1. Aquisição do Software

Vamos realizar o download do software QGIS, que é um software livre e gratuito que permite trabalhos com imagens raster e vetorial.

Para baixar o software você deve acessar ao site: https://www.qgis.org/. É importante informar que esse é um software que está em constante atualização, portanto pode ser que a página esteja com outro layout quando você acessar. Na página do QGIS é possível baixar diferentes versões e, para tanto, na página principal clique no botão “Download”. Você será direcionado para outra tela, pedindo doação — o site é aberto e gratuito, se puder e der, doe, caso não, clique em “Skip it and go to download”. Na página subsequente, clique na versão que quiser baixar – baixaremos a “Long term version for Windows (3.40 LTR) por estar mais tempo no ar e ser mais estável.

Figura 1.1 – Baixar o QGis

2. Instalação do Software

Ao clicar no link indicado na figura 1.1 o download se iniciará automaticamente.

Siga as instruções de download e posterior é só clicar no arquivo de instalação e seguir as instruções. Deixe habilitada a opção de criar Atalho, pois é muito mais fácil iniciar o software pelo atalho do que pela pasta do programa. Após a instalação deverá ser criada uma pasta na área de trabalho com os seguintes atalhos:

Figura 2.1: Pasta com atalhos do Qgis

Para acessar o QGIS clique em QGIS Desktop 3.40.7 (ou outra versão, dependendo da versão que você optou para baixar) – o programa pode demorar um pouco para abrir.

3) Aquisição da Base Cartográfica, Dados e Confecção dos Mapas

A cartografia temática utiliza um mapa base em que são colocados os temas de interesse, portanto, é necessário a aquisição de um. Vamos utilizar, como mapa base, um “mapa mudo” político brasileiro com as divisões das unidades da Federação. Utilizaremos uma base em extensão “Shapefile” (*.shp), muito utilizado em geoprocessamento para informações vetoriais. Para tanto, vamos acessar o site do IBGE (que possui milhares de mapas em diferentes formatos).

No site do IBGE (https://www.ibge.gov.br/), vá clicando em:

1. Geociências (nos três risquinhos horizontais do lado esquerdo superior);
2. Organização do território → Malhas Territoriais;
3. Malha Municipal;
4. Downloads;
5. Município_2023 → Brasil → BR_UF_2023.zip (fazer o download)

Figuras 3.1 e 3.2 | Caminho para aquisição do mapa base

Fonte: capturas de tela do site do IBGE elaborado pelo autor.

Você precisa descompactar a pasta.

Agora que temos nosso mapa base, nós precisamos de dados para inserir no mapa e, novamente, utilizaremos a página do IBGE, mais especificamente, a página do Censo 2022. Em https://censo2022.ibge.gov.br/panorama/index.html clique em Downloads e posteriormente em Prévia da População dos Municípios com base nos dados do Censo Demográfico 2022 coletados até 25/12/2022. Na página subsequente, clique em População do Brasil e Unidades da Federação (há em dois formatos, XLS e PDF). Faça o download.

É importante seguir esses passos para conhecer um pouco do site do IBGE, que possui vasta coleção de interesse da docência em geografia, mas caso você tenha dificuldades de chegar até as páginas de download, utilize:

Dados: https://censo2022.ibge.gov.br/panorama/downloads.html?localidade=BR&tema=1

Mapa: https://www.ibge.gov.br/geociencias/organizacao-do-territorio/malhas-territoriais/15774-malhas.html?=&t=downloads

Sugestão: deixe tudo em uma mesma pasta, pois é mais fácil de trabalhar com tudo organizado.

Vamos a atividade!

1. Abra o QGis;
2. Crie um projeto (clique na “folha” em branco);
3. Para adicionar o mapa, clique em Adicionar Camada Vetorial;

Figura 3.3 | Inserindo a camada vetorial

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

4. Após clicar em “Adicionar Camada Vetorial” irá abrir uma caixa e para inserir a base no programa clique nos “…” em Fonte e o QGis abrirá sua biblioteca, onde você irá procura o arquivo baixado do site do IBGE.
5. Após você descompactar a pasta, serão apresentados 5 (cinco) arquivos e você deve escolher o de extensão SHP. IMPORTANTE – não apague os outros arquivos, pois eles são necessários para trabalhar com o SHP!!!
6. Clique em adicionar e depois em fechar. Na tela de trabalho do QGis deverá ser apresentado um Mapa do Brasil com as divisões das Unidades da Federação (em uma cor aleatória).

Figura 3.4 e 3.5 | Inserindo a camada Shapefile

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

7) Vamos agora determinar o Datum e projeção que utilizaremos. Utilizaremos SIRGAS 2000 / Policônica. Para tanto, clique em “Projeto” e depois em “Propriedades”.

Figura 3.6 | Abrindo “Propriedades”

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

8) Em Filtro, procure por SIRGAS 2000, escolha “SIRGAS 2000 / Brazil Polyconic”, clique em aplicar e depois em OK.

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

A mudança será bem sutil, quase imperceptível, pois a imagem já vem em SIRGAS 2000. Agora tudo está pronto para inserirmos os dados e montarmos nossos mapas!

Salve seu projeto (ctrl + s ou clicando no ícone de um disquete). Faça isso periodicamente!

Elaborando os Mapas

Mapa Qualitativo

Vamos começar elaborando um mapa Qualitativo demonstrando determinado dado que se diferencia de outro sem haver uma relação de proporcionalidade ou de ordem. Vamos montar um mapa das Regiões Brasil (Norte, Nordeste, Centro-Oeste, Sudeste e Sul) com a variável visual Cor. Para que o leitor possa reconhecer que as regiões são distintas, precisaremos utilizar 5 (cinco) cores diferentes.

9) Clique com o botão direito do mouse e depois em propriedades (ou clique duas vezes) sobre o nome da Camada (BR_UF_2023) e posteriormente, em simbologia, mude o Símbolo Simples para Categorizado.

Figura 3.9 | Selecionando Simbologia Categorizada

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

10) Com Categorizado selecionado é necessário selecionar, as Regiões (que estão na Tabela de Atributos do SHP – iremos trabalhar com ela posteriormente). Clique em Valor e selecione “NM_Região” (nome da região), posteriormente em Classificar, depois em Aplicar e, por último em Ok.

Figura 10 | Criando classes na camada

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

Na sua tela de trabalho, será gerado um mapa das regiões brasileiras com a variável visual Cor das regiões brasileiras! Se quiser mudar as cores, volte na caixa da “Simbologia” e clique duas vezes em cada caixa de cor que o software criou após você clicar em Classificar (ou clique duas vezes no tema na caixa das Camadas – logo abaixo da camada BR_UF_2023). É importante que as cores sejam distintas, pois estamos buscando a seletividade na representação do tema!

Figura | 3.11 – Imagem gerada

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

Vamos agora produzir nosso segundo mapa, agora de população total dos estados, utilizando a variável visual tamanho. Para tanto, utilizaremos a planilha que foi baixada do Censo. Primeiramente, vamos acessar a Tabela de Atributos.

11) Para tanto, aperte a tecla F6 ou clique com o botão direito do mouse e posteriormente em “Abrir Tabela de Atributos”.

Figura 3.12 | Abrir a Janela de atributos

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

A tabela de atributos possui 6 Colunas e nós vamos criar a 7º, com os dados de população.

12) Clique no Lápis para habilitar a edição da tabela e depois em Novo campo. Abrirá uma caixa, e em Nome escreva POP_UF e posteriormente em Ok.

Figura 3.13 | Criando coluna na Janela de Atributos.

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

Depois de criada a nova coluna, vamos inserir os dados. Como trabalharemos com poucas linhas vamos fazer manualmente mesmo. Abra a planilha POP2022_Brasil_e_UF e copie e cole (ou escreva) os dados (sem pontos!).

Após inserir os dados é só gravar e fechar a tabela de atributos.

Figura 3.14 | Salvando a planilha com os dados da coluna nova.

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

A primeira coisa que faremos é criar Centroides (ponto central) nos polígonos dos Estados, pois é onde nossos círculos proporcionais serão confeccionados.

13) Clique em vetor → Geometria → Centroide

Figura 15 | Criando centroide

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

Será aberta uma caixa. Conserve a camada de entrada (pois só tem uma), clique nos três pontos para salvar a camada que será feita em seu computador (nomeie como BR_Centroide ou algo assim) e clique em executar. Será criada outra camada!

Figura 3.16 | Criando e salvando camada com centroides

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

Nova camada sobreposta a anterior:

Figura 3.17 | Camadas sobrepostas

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

14) Agora, clique 2x (ou com o botão direito do mouse e abra propriedades) em BR_Centroide e em simbologia escolha “Graduado”. Em valor escolha a coluna “POP_UF” e em método escolha “Tamanho”.

Figura 3.18 | Criando mapa de círculos proporcionais

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

15) Agora clique em Classificar, depois em Modo “Quebra Natural”, Classes 10 (dez) e o tamanho dos círculos vamos deixar de 1,5 até 20. Depois clique em “Aplicar” e por fim, em Ok.

Figura 3.19 | Criando mapa de círculos proporcionais

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

O mapa de círculos proporcionais deverá ficar assim:

Figura 3.20 | Mapa de círculos proporcionais sobreposto à camada das regiões

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

Vamos elaborar nosso terceiro mapa, agora utilizando a variável visual valor, que é utilizada para expressar informações ordenadas. Para tanto, iremos montar um mapa de Densidade Demográfica das unidades da federação.

A planilha de atributos não possui esta informação, contudo apresenta a População Total e a Área e, sabendo que a densidade demográfica é a relação entre a População Absoluta e a Área nós temos os dados necessários para montar nossos dados.

Inicialmente, vamos abrir nossa Tabela de Atributos (F6) da Camada BR_UF_2023.

16) Na tabela de atributos, é preciso habilitar a camada para edição e posteriormente abrir “Calculadora de Campo”. Com a calculadora aberta, vamos criar uma coluna na Tabela. Em “Nome do campo de saída” vamos dar no nome de dd (densidade demográfica) à coluna. Em “tipo de campo de saída” escolha “Número decimal (real)”, para que os dados tenham casas decimais.

Figura 3.21 | Criando coluna de densidade demográfica na tabela de atributos

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

17) Vamos aplicar a fórmula da Densidade Demográfica, que é População Absoluta / pela Área. Em “Campos e Valores” selecione com clique duplo a camada POP_UF e em “Expressão” coloque o símbolo de divisão (barra) e posteriormente selecione a camada “AREA_KM2”. Depois é só clicar em “Ok” que será criada a coluna na tabela de atributos.

Figura 3.22 | Utilizando a calculadora de campo para criar nova coluna

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

Com a nova coluna, agora é o momento de elaborarmos nosso terceiro mapa. O dado Densidade Demográfica demonstra uma relação de Ordem, portanto é necessário utilizar a variável visual adequada. Variável visual valor (ou intensidade) é apropriada para representação de dados ordenados.

Voltemos ao mapa.

18) Abra a janela de “Propriedades da Camada” (BR_UR_2023) e em “Simbologia” selecione “Graduado” → Em “Valor” selecione a coluna ‘dd’ → Posteriormente, em “Modo” selecione “Quebra Natural” → Em classes, coloque 10 (dez) → Clique em “classificar” → Aplicar → Ok

Figura 3.23 | Criando mapa com variável visual ordenada

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

Seu mapa deverá ficar como este:

Figura 3.24 | Mapa de densidade demográfica

Fonte: captura de tela do software QGis elaborado pelo autor.

Perceba que a camada BR_Centroides está desativada, por isso não vemos os dados de população.

Avaliando os resultados:

1. Qual a importância da Cartografia Temática para a representação de dados ambientais?
2. Quais são as maiores diferenças que você percebe em relação a forma que os dados da atividade foram representados? (dados qualitativos, quantitativos e ordenados)
3. Quais tipos de dados ambientais podem ser representados em cartografia temática?

Checklist:

• Acesse ao AVA
• Siga as instruções de download e instalação do QGis
• Obtenha o mapa-base
• Obtenha os dados de população do censo
• Abra o QGis
• Insira a camada vetorial
• Utilize o Datum SIRGAS 2000 / Brazil Polyconic
• Crie o mapa das regiões do Brasil
• Na tabela de atributos, insira dos dados da População dos Estados
• Crie a camada de centroides
• Crie o mapa de círculos proporcionais
• Crie a coluna de Densidade Demográfica utilizando a Janela de Atributos
• Crie o mapa de densidade demográfica
• Após criar os mapas, responda as questões do “Avaliando os resultados”.

RESULTADOS

Resultados do experimento:

Entregue um arquivo Word com as capturas de telas (print screen) dos três mapas elaborados, onde seja possível visualizar a data e a hora da captura.

Após, elabore um texto, com cerca de 2000 caracteres, explicando a importância de mapas temáticos para a análise ambiental.

• O arquivo não deverá ultrapassar 2MB.

Resultados de Aprendizagem:

Como resultados dessa prática o estudante estará apto para produção de mapas temáticos utilizando diferentes vaiáveis visuais.