Quais são os exemplos de conceitos utilizados para a análise geográfica?

An�lise Geogr�fica

O aspecto mais fundamental dos dados tratados em um SIG � a natureza dual da informa��o: um dado geogr�fico possui uma localiza��o geogr�fica (expressa como coordenadas em um mapa) e atributos descritivos (que podem ser representados num banco de dados convencional). Outro aspecto muito importante � que os dados geogr�ficos n�o existem sozinhos no espa�o: t�o importante quanto localiz�-los � descobrir e representar as rela��es entre os diversos dados. Alguns exemplos dos processos de an�lise espacial t�picos de um SIG est�o apresentados na tabela abaixo.

EXEMPLOS DE AN�LISE ESPACIAL

Um exemplo concreto sobre an�lise espacial realizado em 1854 na cidade de Londres, onde a popula��o estava sofrendo uma grave epidemia de c�lera, doen�a sobre a qual na �poca n�o se conhecia a forma de contamina��o. Numa situa��o aonde j� haviam ocorrido mais de 500 mortes, o Dr. John Snow teve um "estalo": colocar no mapa da cidade a localiza��o dos doentes de c�lera e os po�os de �gua (naquele tempo, a fonte principal de �gua dos habitantes da cidade). O mapa obtido est� mostrado na figura abaixo.

Com a espacializa��o dos dados, o Dr. Snow percebeu que a maioria dos casos estava concentrada em torno do po�o da "Broad Street" e ordenou a sua lacra��o, o que contribuiu em muito para debelar a epidemia. Este caso forneceu evid�ncia emp�rica para a hip�tese (depois comprovada) de que o c�lera � transmitido por ingest�o de �gua contaminada. Esta � uma situa��o t�pica aonde a rela��o espacial entre os dados muito dificilmente seria inferida pela simples listagem dos casos de c�lera e dos po�os. O mapa do Dr. Snow passou para a Hist�ria como um dos primeiros exemplos que ilustra bem o poder explicativo da an�lise espacial.

Numa vis�o geral, pode-se dividir as opera��es de an�lise espacial em tr�s grandes grupos:

• Manipula��o de geo-campos: tamb�m chamadas de �lgebra de mapas, operam sobre mapas tem�ticos, imagens e modelos num�ricos de terreno. Como exemplo, podemos citar as opera��es booleanas sobre mapas tem�ticos.
• Consulta a geo-objetos: estas opera��es permitem a recupera��o de geo-objetos que satisfazem as restri��es (espaciais ou convencionais). Como exemplo, tome-se a consulta "recupere todos os terrenos vizinhos da casa da Dinda" ou "indique todas as cidades da Bahia com mais de 50.000 habitantes".
• Convers�o entre geo-campos e geo-objetos: esta classe de opera��es realiza a transforma��o entre geo-campos e geo-objetos. A gera��o de um mapa de dist�ncias a partir de um ou mais geo-objetos para produzir um modelo de terreno com os valores das dist�ncias aos pontos selecionados � um exemplo.

Geoprocessamento e Suporte � Decis�o

Introdu��o

Um dos aspectos mais importantes do uso das geotecnologias � o potencial dos SIGs em produzir novas informa��es a partir de um banco de dados geogr�ficos. Tal  capacidade � fundamental para aplica��es como ordenamento territorial e estudos de impacto ambiental, caso em que a informa��o final deve ser deduzida e compilada a partir de levantamentos b�sicos. Tamb�m � muito relevante em estudos s�cio-econ�micos, quando desejamos estabelecer indicadores que permitam uma vis�o quantitativa da informa��o espacial.

Qual o grande desafio da produ��o de novas informa��es em um SIG ? A capacidade de comparar e avaliar as diferentes possibilidades de gera��o de novos mapas. Como o SIG oferece uma grande quantidade de fun��es de �lgebra de Mapas, nem sempre � facil escolher qual a forma de combina��o de dados mais adequada para nossos prop�sitos.

Neste contexto, � muito �til dispor de ferramentas de suporte � decis�o, que nos ajudam a organizar e estabelecer um modelo racional de combina��o de dados. O SPRING disp�e de uma ferramenta de apoio � tomada de decis�es em Geoprocessamento, baseada na t�cnica AHP ("Processo Anal�tico Hier�rquico").

Suporte � Decis�o - Conceitos B�sicos

Decidir � escolher entre alternativas. Com base nesta vis�o, podemos encarar o processo de manipula��o de dados num sistema de informa��o geogr�fica como uma forma de produzir diferentes hip�teses sobre o tema de estudo.

O conceito fundamental dos v�rios modelos de tomada de decis�o � o de racionalidade. De acordo com este princ�pio, indiv�duos e organiza��es seguem um comportamento de escolha entre alternativas, baseado em crit�rios objetivos de julgamento, cujo fundamento ser� satisfazer um n�vel pre-estabelecido de aspira��es.

O modelo racional de tomada de decis�o preconiza quatro passos que devem ser seguidos para uma escolha apropriada:

• Defini��o do problema: formular o problema como uma necessidade de chegar a um novo estado.
• Busca de alternativas: estabelecer as diferentes alternativas (aqui consideradas como as diferentes poss�veis solu��es do problema) e determinar um crit�rio de avalia��o.
• Avalia��o de alternativas: cada alternativa de resposta � avaliada.
• Sele��o de alternativas: as poss�veis solu��es s�o ordenadas, selecionando-se a mais desej�vel ou agurpando-se as melhores para uma avalia��o posterior.

A T�cnica AHP - Processo Anal�tico Hier�rquico

Quando temos diferentes fatores que contribuem para a nossa decis�o, como fazer para determinar a contribui��o relativa de cada um ? Para abordar este problema, Thomas Saaty prop�s, em 1978, uma t�cnica de escolha baseada na l�gica da compara��o pareada. Neste procedimento, os diferentes fatores que influenciam a tomada de decis�o s�o comparados dois-a-dois, e um crit�rio de import�ncia relativa � atribu�do ao relacionamento entre estes fatores, conforme uma escala pr�-definida (veja tabela).

Escala de Valores AHP para Compara��o Pareada

A partir do estabelecimento de crit�rios de compara��o para cada combina��o de fatores, � possivel determinar um conjunto �timo de pesos que podem ser utilizados para a combina��o dos diferentes mapas.

Suporte � Decis�o em Geoprocessamento

Consideramos uma das situa��es mais comuns em SIG: classificar o espa�o em �reas mais ou menos adequadas para uma finalidade. Este problema ocorre em grande n�mero de aplica��es, como zoneamento, prospec��o mineral, e sele��o de �reas para um novo empreendimento comercial.

Tome-se, por exemplo, um estudo de preserva��o ambiental em �reas de encosta, para estabelecer uma pol�tica de ocupa��o, associada a mapas de risco de desmoronamento e impacto ambiental. Para tanto, vamos supor que dispomos de um mapa topogr�fico, da carta geot�cnica, e de um mapa de uso e ocupa��o do solo (obtido a partir de foto-interpreta��o ou classifica��o digital de imagens de sat�lite).

O procedimento tradicional de an�lise baseia-se no princ�pio de “interse��o de conjuntos espaciais de mesma ordem de grandeza” (Yves Lacoste) e est� baseada em condicionantes (“risco m�ximo ocorre em �reas cuja declividade � maior que 10%, n�o s�o �reas de preserva��o ambiental, e o tipo de terreno � inadequado”). A transposi��o deste metodologia  anal�gica para o ambiente de SIG requer o uso de opera��es booleanas (OU, E, N�O) para expressar as diferentes condi��es. Esta t�cnica utiliza o computador como mera ferramenta automatizada de desenho, ignorando todo o potencial de processamento num�rico do SIG, e gera descontinuidades inexistentes no dado original. Por exemplo, �reas com declividade igual a 9,9% ser�o classificadas diferentemente de regi�es com inclina��o de 10,1%, n�o importando as demais condi��es.

Mapas s�o dados e n�o desenhos. Tratar mapas como dados significa dar forma num�rica ao espa�o ao associar, a cada localiza��o, um valor que representa a grandeza em estudo; requer ainda, na maior parte dos casos, o uso do formato matricial (“raster”), mais adequado a uma representa��o cont�nua do espa�o.

No caso em apre�o, a an�lise espacial em SIG ser� muito melhor realizada com uso da t�cnica de classifica��o cont�nua: os dados s�o transformados para o espa�o de refer�ncia [0..1] e processados por combina��o num�rica, atrav�s de m�dia ponderada ou infer�ncia “fuzzy”. Ao inv�s de um mapa tem�tico com limites r�gidos gerados pelas opera��es booleanas, obteremos uma superf�cie de decis�o, sob forma de uma grade num�rica. O que representa este resultado ? Uma vis�o cont�nua da varia��o da nova grandeza (seja ela adequa��o a plantio, indicador de mineraliza��es ou susceptibilidade ambiental).

No exemplo citado, o resultado ser� uma grade num�rica que indica, para cada localiza��o, o risco de desmoronamento, numa grada��o de 0% a 100%. Qual a grande vantagem desta situa��o? Ela nos permite construir cen�rios (por exemplo, risco de 10%, 20% ou 40%), que indicam os diferentes compromissos de tomada de decis�o (maior �nfase em prote��o ambiental ou em minimizar o custo econ�mico). Obtemos assim uma flexibilidade e um entendimento muito maiores sobre os problemas espaciais.

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