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2.5: Tecnologia Geoespacial - Geociências

2.5: Tecnologia Geoespacial - Geociências


Dados, dados, dados. . . os dados estão em toda parte. Ele é coletado toda vez que você vai ao supermercado e usa o cartão para reduzir custos, quando você clica em um link no Facebook ou quando faz qualquer tipo de pesquisa em um mecanismo de busca como Google, Bing ou Yahoo !. Ele é usado pelo departamento de transporte do seu estado quando você está dirigindo em uma rodovia ou quando usa um aplicativo em um smartphone. Os futuristas acreditam que, em um futuro próximo, a tecnologia de reconhecimento facial permitirá que um representante de vendas saiba quais tipos de roupas você gosta de comprar com base em um banco de dados de suas compras recentes em sua loja e em outras. Agora, existem dois tipos básicos de dados que você precisa saber: dados espaciais e não espaciais. Dados espaciais, também chamado dados geoespaciais, são dados que podem ser vinculados a um local específico na Terra. Os dados geoespaciais estão se tornando um "grande negócio" porque não são apenas dados, mas dados que podem ser localizados, rastreados, padronizados e modelados com base em outros dados geoespaciais. As informações do censo coletadas a cada 10 anos são um exemplo de dados espaciais. Dados não espaciais são dados que não podem ser rastreados especificamente para um local específico. Isso pode incluir o número de pessoas que moram em uma casa, a inscrição em um curso específico ou informações de gênero. Mas os dados não espaciais podem facilmente se tornar dados espaciais se puderem ser vinculados de alguma forma a um local. Especialistas em tecnologia geoespacial têm um método chamado geocodificação que pode ser usado para dar aos dados não espaciais uma localização geográfica. Uma vez que os dados têm um componente espacial associado a eles, o tipo de perguntas que podem ser feitas muda drasticamente.

Sensoriamento remoto

Sensoriamento remoto pode ser definido como a capacidade humana de estudar objetos sem estar em contato físico direto com eles. Por exemplo, seus olhos são uma forma de sensoriamento remoto passivo porque eles estão absorvendo energia eletromagnética “passivamente” dentro do espectro visível de objetos distantes e seu cérebro está processando essa energia em informação. Há uma variedade de plataformas ou dispositivos de sensoriamento remoto, mas eles podem ser basicamente categorizados nas seguintes categorias, que examinaremos ao longo do curso. Imagem de satélite é um tipo de imagem de sensoriamento remoto tirada da superfície da Terra, produzida a partir de satélites em órbita que coletam dados por meio de energia eletromagnética. Proximo é fotografia de área, que são fotografias digitais ou baseadas em filme da Terra, geralmente de um avião ou drone não pilotado. As imagens são tiradas da posição vertical ou oblíqua. O terceiro é radar, que é uma forma interessante de tecnologia de sensoriamento remoto que usa pulsos de micro-ondas para criar imagens de feições na Terra. Isso pode ser de uma imagem de satélite ou radar Doppler terrestre para previsão do tempo. Finalmente, um domínio de rápido crescimento de sensoriamento remoto é chamado Detecção de luz e alcance ou Lidar, que é uma forma de sensoriamento remoto que mede a distância de objetos usando pulsos de luz de laser.

Sistemas de Posicionamento Global

Outro tipo de tecnologia geoespacial são os sistemas de posicionamento global (GPS) e uma tecnologia chave para adquirir pontos de controle precisos na superfície da Terra. Agora, para determinar a localização desse receptor GPS na superfície da Terra, um mínimo de quatro satélites são necessários usando um processo matemático chamado triangulação. Normalmente, o processo de triangulação requer um mínimo de três transmissores, mas como a energia enviada do satélite está viajando na velocidade da luz, pequenos erros de cálculo podem resultar em grandes erros de localização no solo. Portanto, um mínimo de quatro satélites é freqüentemente usado para reduzir esse erro. Este processo usando a geometria de triângulos para determinar a localização é usado não apenas no GPS, mas em uma variedade de outras necessidades de localização, como encontrar o epicentro de terremotos. Um usuário pode usar um receptor GPS para determinar sua localização na Terra por meio de uma conversa dinâmica com satélites no espaço. Cada satélite transmite informações orbitais chamadas de efemérides usando um relógio atômico de alta precisão junto com sua posição orbital chamada de almanaque. O receptor usará esta informação para determinar sua distância de um único satélite usando a equação D = rt, Onde D = distância, r = taxa ou a velocidade da luz (299.792.458 metros por segundo), e t = tempo usando o relógio atômico. O relógio atômico é necessário porque o receptor está tentando calcular a distância, usando a energia que é transmitida à velocidade da luz. O tempo será frações de segundo e requer um “relógio de ponto” com a maior precisão.

Existe uma tecnologia que pode reunir dados de sensoriamento remoto, pontos de dados GPS, dados espaciais e não espaciais e estatísticas espaciais em um único sistema dinâmico para análise e que é um sistema de Informações Geográficas (GIS). Um GIS é um sistema de banco de dados poderoso que permite aos usuários adquirir, organizar, armazenar e, o mais importante, analisar informações sobre os ambientes físicos e culturais. Um GIS vê o mundo como camadas físicas ou culturais sobrepostas, cada uma com dados quantificáveis ​​que podem ser analisados. Um único mapa GIS de uma floresta nacional pode ter camadas como elevação, árvores decíduas, sempre-vivas, tipo de solo, taxas de erosão do solo, rios e afluentes, estradas principais e secundárias, saúde da floresta, áreas de queima, rebrota, restauração, tipo de espécie animal, trilhas e muito mais. Cada uma dessas camadas conteria um banco de dados de informações específicas para aquela camada. Quase todas as disciplinas, planos de carreira ou atividades acadêmicas usam sistemas de informações geográficas devido à vasta quantidade de dados e informações sobre o mundo físico e cultural. Disciplinas e planos de carreira que usam GIS incluem: conservação, ecologia, resposta a desastres e mitigação, negócios, marketing, engenharia, sociologia, demografia, astronomia, transporte, saúde, justiça criminal e aplicação da lei, viagens e turismo, mídia de notícias e a lista poderia continuar indefinidamente. Agora, o GIS funciona principalmente a partir de dois modelos espaciais diferentes: raster e vetorial. Raster os modelos GIS baseados são imagens muito parecidas com uma imagem digital. Cada imagem é dividida em uma série de colunas e linhas de pixels e cada pixel é georreferenciado para algum lugar na superfície da Terra representa um valor numérico específico - geralmente uma cor ou comprimento de onda específico dentro do espectro eletromagnético. A maioria das imagens de sensoriamento remoto entra em um GIS como uma camada raster. O outro tipo de modelo GIS é chamado de modelo vetorial. Vetor modelos GIS baseados são baseados no conceito de pontos que são novamente georreferenciados (ou seja, dado um x-, y-, e possivelmente z-location) para algum lugar específico no terreno. A partir de pontos, linhas podem ser criadas conectando uma série de pontos e áreas podem ser criadas fechando loops de linhas vetoriais. Para cada uma dessas camadas vetoriais, um banco de dados de informações pode ser atribuído a ela. Assim, por exemplo, uma linha vetorial de rios pode ter um banco de dados associado a ela, como comprimento, largura, fluxo do rio, agências governamentais responsáveis ​​por ela e qualquer outra coisa que o usuário de GIS queira vinculado a ela. O que esses modelos vetoriais representam também é uma questão de escala. Por exemplo, uma cidade pode ser representada como um ponto ou um polígono, dependendo de quão ampliado você está no local. Um mapa-múndi mostraria cidades como pontos, enquanto um mapa de um único condado pode mostrar a cidade como um polígono com estradas, populações, tubulações ou sistemas de grade dentro dela.

Um elemento do YouTube foi excluído desta versão do texto. Você pode visualizá-lo online aqui: http://pb.libretexts.org/pg/?p=30


Aplicação de tecnologia geoespacial na gestão de águas agrícolas

Ram Kumar Singh,. Prashant K. Srivastava, em Agricultural Water Management, 2021

Resumo

A tecnologia geoespacial é uma técnica emergente para estudar informações geográficas reais da terra usando Sistema de Informações Geográficas (SIG), Sensoriamento Remoto (RS) e outras informações terrestres de vários dispositivos e instrumentos. Neste capítulo, várias técnicas baseadas em processos geoespaciais segregadas em duas categorias diferentes, ou seja, convencional e avançado, são fornecidas para o gerenciamento de água agrícola. As descrições de várias abordagens são fornecidas para compreender o papel da tecnologia geoespacial na gestão da água na agricultura. A maioria das abordagens é baseada em sensoriamento remoto e SIG em correspondência com técnicas de aprendizagem estatística que podem ser usadas para o gerenciamento de água na agricultura.


2.5: Tecnologia Geoespacial - Geociências

Mapas, dados espaciais e temporais e seu uso em análise e visualização são componentes integrais para estudos em geociências. Com o surgimento da tecnologia geoespacial (Sistemas de Informação Geográfica (GIS), sensoriamento remoto e imagens, Sistemas de Posicionamento Global (GPS) e tecnologias móveis), os cientistas e a comunidade de usuários de geociências agora podem acessar e compartilhar dados com mais facilidade, analisar seus dados e apresentar seus resultados. Os educadores também estão incorporando a tecnologia geoespacial em seus programas de geociências, incluindo uma consciência da tecnologia em cursos introdutórios a cursos avançados, explorando as capacidades para ajudar a responder a questões complexas em geociências. Este artigo analisará como o novo Modelo de Competência de Tecnologia Geoespacial do Departamento do Trabalho pode ajudar a garantir que os programas de geociências abordem as habilidades e competências identificadas pela força de trabalho para a tecnologia geoespacial, bem como olhará para novas ferramentas criadas pelo Centro GeoTech para ajudar a fazer a si mesmo e avaliações do programa.


2.5.3 Distribuição Espacial de Atributos

Isso nos leva à segunda maneira de pensar sobre como as paisagens são organizadas. Tanto as árvores do Novo México quanto os supermercados Pittsburg são exemplos de como os pontos ou objetos são distribuídos no espaço. Mas e se estivermos preocupados em como os objetos são distribuídos em relação a alguma característica ou atributo? Pensando na Teoria da Segregação de Shelling e na idade média do mapa de Seattle, não estamos apenas olhando onde as pessoas estão localizadas, mas estamos mais interessados ​​em entender onde as pessoas com certas características (por exemplo, idade) estão localizadas em relação umas às outras.

Em 1970, o aclamado geógrafo Waldo Tobler idealizou o que hoje é conhecido como Primeira Lei da Geografia isso explica, “tudo está relacionado a tudo mais, mas as coisas próximas estão mais relacionadas às coisas distantes”. Isso pode parecer intuitivo para algumas pessoas, mas a Primeira Lei da Geografia tem impactos profundos em como as paisagens são organizadas. Se a Teoria da Segregação de Shelling explica por que as pessoas se movem, a Primeira Lei da Geografia de Tobler explica o tipo de padrões que esperamos observar como resultado. Quando a Primeira Lei da Geografia é verdadeira e as coisas mais próximas são de fato mais semelhantes do que as coisas distantes, podemos afirmar que a distribuição espacial dos atributos é agrupada. Por outro lado, no caso menos comum de quando as coisas mais próximas são mais diferentes do que as coisas distantes, podemos afirmar que a distribuição espacial dos atributos é dispersa. Exemplos de atributos dispersos são certamente mais raros do que atributos agrupados, mas ainda assim existem.

Voltando a Pittsburg, olhando para Mapa 2.5.4 podemos observar a renda média disponível em toda a cidade. Como você explicaria a distribuição espacial da idade das pessoas nesta cidade? É muito claro que os setores censitários nas duas categorias de renda disponível mais baixa são agrupados mais para o centro e leste da cidade, enquanto os setores censitários com renda disponível mais alta estão agrupados nas áreas norte, noroeste e sudoeste da cidade. A Primeira Lei da Geografia de Tobler é verdadeira aqui? Apenas observando o padrão, podemos afirmar com segurança que a renda disponível em toda a cidade parece estar organizada em um padrão agrupado - que certamente não é aleatório. Na verdade, pode-se argumentar que a renda disponível aumenta à medida que você se afasta do centro da cidade, especialmente nas partes norte, oeste e sul da cidade. Existem vários tipos de estatísticas espaciais que podem ser usadas para testar se essas hipóteses são verdadeiras, mas por enquanto o padrão espacial é bastante evidente a partir de uma simples visualização dos dados.

Mapa 2.5.4


FINE TUNE SEUS ESTUDOS DE GRAU DE ASSOCIADOS MCC

Um certificado em Ciência e Tecnologia da Informação Geoespacial complementa uma ampla gama de planos acadêmicos e de carreira, incluindo:

  • O negócio
  • Negócios internacionais
  • Geografia*
  • Geologia
  • Ciência da Computação
  • Estudos Urbanos
  • Artes e Ciências Liberais

Entre em contato com o Monroe Community College & rsquos admissions office para saber mais sobre as oportunidades que você pode criar com um certificado em Ciência e Tecnologia da Informação Geoespacial. Contate-nos em (585) 292-2200 ou [email protected]

* Ciência e Tecnologia da Informação Geoespacial também é oferecida como uma das quatro opções de concentração na Geografia A.S. programa.

Detalhes do programa

CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO GEOESPACIAL (SÍNTESE)

Departamento:Química e Geociências

Escolas): Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática (STEM)

Descrição
O Certificado de Ciência e Tecnologia da Informação Geoespacial (GIST) é feito sob medida para as necessidades regionais da indústria de GIST do oeste de Nova York, permitindo possíveis oportunidades de transferência para universidades de quatro anos. O programa de certificado geoespacial de 24 créditos consiste em oito classes básicas, incluindo um curso final. Este programa proporcionará aos alunos a oportunidade de estagiar e / ou ganhar um emprego na área geoespacial dentro de um ano. Os alunos também têm a opção de concluir um A.S. licenciatura em Geografia com concentração em Tecnologia Geoespacial, concluindo cursos adicionais (ver A.S. em Geografia). Os alunos que ganham um certificado GIST têm uma ampla variedade de opções de carreira, incluindo um técnico GIS, cartógrafo, inteligência geoespacial ou analista de sensoriamento remoto.

Resultados de aprendizagem do programa
1. Localize as principais unidades políticas importantes para a Geografia.
2. Localize características físicas importantes para a Geografia.
3. Envolva-se no processo científico.
4. Realizar trabalho de campo usando GIS móvel.
5. Empregar princípios cartográficos na concepção de mapas de qualidade profissional.
6. Execute fluxos de trabalho básicos de sensoriamento remoto para resolver problemas ou responder a perguntas específicas.
7. Formule um fluxo de trabalho GIS apropriado para executar a resolução de problemas geoespaciais ou a tomada de decisões.
8. Avalie as tendências em dados de ponto (por exemplo, densidade de ponto, "pontos quentes", centro geográfico) usando GIS.
9. Selecione um método analítico geoespacial apropriado para resolver um problema específico ou tomar uma decisão específica.
10. Aplicar habilidades de pensamento crítico para resolver problemas.

Potencial de emprego
Para empregos relacionados: Coach de carreira
Recurso Ocupacional: https://www.onetonline.org

Requisitos para entrada no programa
Diploma de ensino médio, GED ou equivalente.

Requisitos de DistribuiçãoHoras de crédito
SEMESTRE DE OUTONO: 13 HORAS DE CRÉDITO
Laboratório de Geografia Física I do GEG 100 1
GEG 101 Geografia Física I3
GEG 130 Digital Earth3
Cartografia GEG 1313
GEG 133 Introdução ao Sensoriamento Remoto3
Total13
SEMESTRE DE PRIMAVERA: 11-12 HORAS DE CRÉDITO
GEG 102 Geografia Humana3
Análise Espacial GEG 230 e GIS3
GEG 239 Capstone em tecnologia geoespacial2
PROGRAMA ELETIVO *3-4
Total11-12
CRÉDITOS TOTAIS24-25

* ELETIVAS DO PROGRAMA: AAD 104, AAD 105, COM 115, CPT 101, CRC 170, ENG 251, MET 101 outras disciplinas eletivas devem ser aprovadas pelo Diretor do Programa de Certificação. Observe que algumas dessas disciplinas eletivas têm pré-requisitos.


Assista o vídeo: TECNOLOGIA GEOESPACIAL TOPCON - GEOSYSTEM INGENIERIA