Sistemas de Informação Geográfica (SIG) são sistemas que realizam o tratamento computacional de dados geográficos e recuperam informações não apenas com base em suas características alfanuméricas, mas também através de sua localização espacial;
Para que isto seja possível, a geometria e os atributos dos dados num SIG devem estar georreferenciados, isto é, localizados na superfície terrestre e representados numa projeção cartográfica.
Para cada objeto geográfico, o SIG necessita armazenar seus atributos e as várias representações gráficas associadas.
“Um conjunto manual ou computacional de procedimentos utilizados para armazenar e manipular dados georreferenciados” (Aronoff, 1989);
“Conjunto poderoso de ferramentas para coletar, armazenar, recuperar, transformar e visualizar dados sobre o mundo real” (Burrough, 1986);
“Um sistema de suporte à decisão que integra dados referenciados espacialmente num ambiente de respostas a problemas” (Cowen, 1988);
“Um banco de dados indexados espacialmente, sobre o qual opera um conjunto de procedimentos para responder a consultas sobre entidades espaciais” (Smith et al., 1987).
a interface homem-máquina define como o sistema é operado e controlado.
Um SIG deve ter mecanismos de processamento de dados espaciais (entrada, edição, análise, visualização e saída).
Um sistema de gerência de bancos de dados geográficos oferece armazenamento e recuperação dos dados espaciais e seus atributos.
Exemplos: ARC/INFO (básico)
Esta é em geral uma linguagem computacionalmente completa, dotada de todos os recursos necessários para fazer uso da maior riqueza semântica do modelo de dados orientado a objetos.
Esta linguagem também poderá oferecer recursos para a construção ou para a customização da interface gráfica com o usuário, e também poderá ser usada em uma interface de linha de comandos para usuários mais experientes.
os SIGs integrados são, na maior parte dos casos, uma extensão do modelo de “arquitetura dual” para incluir gerenciamento de arquivos gráficos no formato matricial (“raster”)
Este consórcio está elaborando um padrão denominado OGIS (Open Geodata Interoperability Specification), que é uma especificação abrangente da arquitetura de software para acesso distribuído a dados geo-espaciais e a recursos de geoprocessamento em geral.
Busca uma maneira comum de representar a Terra e fenômenos relacionados a ela, matematicamente e conceitualmente;
É um modelo de especificação para a implementação de serviços de acesso a dados geográficos, incluindo seu gerenciamento, manipulação, representação e compartilhamento;
Um arcabouço para utilização do OGM e do OGIS Services Model para resolver não apenas os problemas técnicos de interoperabilidade, mas também os problemas inter-institucionais que interferem no processo.
Representar graficamente informações de natureza espacial, associando a estes gráficos informações alfanuméricas tradicionais. Representar informações gráficas sob a forma de vetores (pontos, linhas e polígonos) e/ou imagens digitais (matrizes de pixels).
Recuperar informações com base em critérios alfanuméricos, à semelhança de um sistema de gerenciamento de bancos de dados tradicional, e com base em relações espaciais topológicas, tais como continência, adjacência e interceptação.
Realizar operações de aritmética de polígonos, tais como união, interseção e diferença. Gerar polígonos paralelos (buffers) ao redor de elementos ponto, linha e polígono.
Limitar o acesso e controlar a entrada de dados através de um modelo de dados, previamente construído.
Oferecer recursos para a visualização dos dados geográficos na tela do computador, utilizando para isto uma variedade de cores.
Interagir com o usuário através de uma interface amigável, geralmente gráfica.
Recuperar de forma ágil as informações geográficas, com o uso de algoritmos de indexação espacial.
Possibilitar a importação e exportação de dados de/para outros sistemas semelhantes, ou para outros softwares gráficos.
Oferecer recursos para a entrada e manutenção de dados, utilizando equipamentos como mouse, mesa digitalizadora e scanner.
Oferecer recursos para a composição de saídas e geração de resultados sob a forma de mapas, gráficos e tabelas, para uma variedade de dispositivos, como impressoras e plotters.
Oferecer recursos para o desenvolvimento de aplicativos específicos, de acordo com as necessidades do usuário, utilizando para isto alguma linguagem de programação, inclusive possibilitando a customização da interface do GIS com o usuário.
Permitir a digitalização de dados gráficos em formato vetorial, provendo os meios para associação (ou digitação) das informações alfanuméricas correspondentes. Para isto, precisa permitir a utilização de quaisquer tipos de dispositivos de entrada de dados, como mesas digitalizadoras, mouse, teclado (digitação de coordenadas), etc.;
Permitir a associação de imagens digitais ao banco de dados, através de recursos de georreferenciamento de imagens ou mesmo através da integração da imagem ao banco. Para isto, precisa ser capaz de converter ou traduzir arquivos de imagem codificados em diversos formatos distintos para o formato adotado por ele;
Realizar análises de consistência sobre os dados vetoriais, visando detectar incorreções na topologia ou inconsistências com relação ao modelo de dados. Estas incorreções incluem: erros de fechamento topológico (elementos poligonais), superposições indesejáveis, undershoots, overshoots, etc.;
Realizar procedimentos de “limpeza” ou correção sobre os dados adquiridos, visando melhorar sua qualidade e prepará-los para a incorporação ao banco de dados geográfico. Estes procedimentos incluem edge matching, eliminação de vértices desnecessários, suavização de curvas, etc.;
Receber, converter e tratar dados provenientes de outros sistemas de informação, geográficos ou não, gráficos ou não, a partir de arquivos de formato padronizado.
Uma vez formada a base de dados geográficos, o GIS precisa ser capaz de gerenciá-la.
As funções de manipulação e análise de dados geográficos podem ser agrupadas de acordo com o tipo de dado tratado (correspondente a uma geometria distinta):
Permite a combinação de informações temáticas. Pode ser realizada no domínio vetorial ou domínio matricial (“raster”). Suas funções incluem:
Tratamento de imagens de satélite e de “scanners”. Entre as funções necessárias estão:
Permite cálculo de declividade, volume, cortes transversais, linha de visada.
Permite a realização, por software, de procedimentos de restituição e ortoretificação digital, antes, executados por equipamentos analógicos. Fundamental para uso em aplicações de cartografia automatizada e atualização de mapeamentos.