Potencializar análises com a utilização de dados geoespaciais. Uma introdução sobre o ARCGIS

A ideia de que engenheiros têm que dominar apenas a ferramenta X, médicos apenas a ferramenta Y, advogados apenas a ferramenta Z passou a ser coisa do passado. De fato, dependendo da profissão e área de atuação de cada profissional, é necessário dominar uma ferramenta mais do que a outra, porém, o conhecimento nunca deve ser exclusivo.

Nos últimos anos, o conceito de times multifuncionais também ganhou atenção. Áreas que antes recebiam apenas profissionais com determinada formação, hoje em dia, podem receber profissionais dos mais diversos cursos. Formar times com indivíduos de áreas distintas pode ajudar e muita na resolução de problemas. Pessoas com backgrounds diferentes se complementam e podem chegar a soluções diferentes e inovadoras.

Apesar de muitas vezes imaginarmos que determinada ferramenta ou modelo não se aplica a nossa área, ao olhar uma segunda vez podemos chegar a conclusão que aquela ferramenta pode complementar nosso conhecimento. Nesse contexto, por que não um futuro engenheiro de produção aprender sobre ARCGIS?

Primeiramente para entender o que é o ARCGIS, devemos entender o conceito de GIS. O "geographic information system" (GIS), ou sistema de informação geográfica em português, consiste em um método que foi desenvolvido para capturar, armazenar, filtrar, analisar e visualizar dados geoespaciais. Onde, de acordo com o IBGE, dados geoespaciais ou georreferenciados são dados espaciais em que a dimensão espacial está associada à sua localização na superfície terrestre, em determinado instante ou período de tempo.

Apesar do nome complicado, é fácil ver a aplicação desse tipo de ferramenta com os dados geoespaciais, caso você já tenha utilizado um aplicativo de delivery de comida, de trânsito ou mesmo de mapa digital você já teve contato com uma aplicação da utilização de dados geoespacias.

Figura - exemplos de aplicação do uso de dados geoespaciais. Da esquerda para direita: waze, uber, google maps

O ARCGIS consiste em uma coleção de softwares proprietários (ArcMap, ArcCatalog, ArcScene) que tem como objetivo desenvolver todas as atividades citadas no parágrafo anterior, capturar, armazenar, filtrar, analisar e visualizar dados geoespaciais dentro de um ambiente digital. Assim como diversas outras tecnologias, ferramentas de GIS em geral também evoluíram muito com o avanço computacional, e atualmente são capazes de realizar diversas análises.

Como principal resultado / saída da utilização do software, pode-se destacar os mapas. Esses podem ser de diferentes modelos dependendo do objetivo que tiverem. Alguns exemplos do que utilizar para fazer esses mapas são dados como latitude e longitude, endereços, códigos postais, códigos de área, entre outros. Abaixo alguns dos exemplos de mapas que podem ser feitos dentro do ArcMap:

Mapa choropleth - utilizado para representar mundanças espaciais por meio de diferentes cores de acordo com uma escala de proporcionalidade da variável estatística em causa. Ou seja, utiliza cores para mostrar diferenças existentes nos dados. Nesse exemplo abaixo, tem-se a representação da população de cada estado, onde as cores mais escuras representam regiões com uma maior quantidade de indivíduos.

Mapa de pontos - utilizado principalmente para mostrar densidade de uma determinada variável em uma determinada localização. Nesse exemplo abaixo, tem-se a densidade populacional de cada estado do Brasil, onde cada ponto representa uma população equivalente a 100.000 habitantes.

Mapas graduados - utilizado para representar diferentes classes de valores de um determinado indicador. Nesse exemplo foi utilizado pontos de diferentes tamanhos, cada tamanho representando uma faixa de valor do consumo de energia elétrica em MWh por estado durante o ano de 2018, onde os símbolos maiores representam valores mais altos.

Além dos exemplos citados, existem diversos outros tipos de mapas, porém como o objetivo desse artigo é dar uma visão geral do funcionamento do GIS, esses outros tipos não serão abordados. Ao elaborar um mapa, deve-se colocar legendas, título, escala, porém como o objetivo dos exemplos acima são de apenas mostrar a estrutura de cada tipo de mapa, esses ítens foram ocultados.

Aliado as inúmeras formas de manipular shapefiles, nome dado ao formato utilizado para desenvolver polígonos (como os dos exemplos acima) dentro do programa, é possível analisar imagens de diferentes satélites que encontram-se na órbita do planeta Terra. Análises mais simples podem ser desenvolvidas diretamente com a utilização dos mapas base já disponíveis dentro do programa, porém, é possível realizar a importação de imagens com maior níveis de detalhes de diferentes satélites.

Figura - Exemplo de mapa base presente dentro do ArcMap. Localização: Lagoa Rodrigo de Freitas

Essas imagens podem ser adquiridas de diferentes formas, existem diversas bases de dados em que é possível ter acesso a imagens de diferentes satélites, alguns satélites possuem dados gratuitos e outros pagos.

Nesse momento você deve estar se perguntando, mas porque irei baixar ou pagar por imagens de outros satélites se o próprio programa tem um mapa base para ser utilizado?

Como já foi citado, existem satélites capazes de gerar imagens com um maior nível de detalhamento (maior resolução espacial), o que pode ser extremamente útil para análises específicas. Além disso, ao fazer o download dessas imagens, diferentemente de obter apenas um arquivo em formato convencional de imagem, nós temos acesso a diferentes arquivos de imagens, os quais consistem em diferentes bandas de energia captadas pelos satélites. Esse assunto pode ser um mais complexo, mas de forma simplificada e resumida, as bandas consistem em intervalos com diferentes comprimentos de onda da radiação eletromagnética emitida pelo sol. Após essa radiação "tocar" a superfície terrestre, parte dela é absorvida e parte é refletida, como cada objeto pode ter um comportamento diferente em relação a quantidade de radiação absorvida e refletida, é possível classificar objetos semelhantes que possuem mesmo nível de reflectância, ou seja, refletem "a mesma quantidade". Assim, os satélites, que possuem sensores especiais que conseguem captar essa reflexão, geram arquivos com intervalos distintos de radiação observada. Na figura abaixo, temos exatamente o mesmo local, região próxima a cidade de Poconé no Mato Grosso, porém cada imagem consiste no resultado da junção de diferentes bandas. Da esquerda para a direita, têm-se uma imagem de cor real, outra de infravermelho de cor tradicional e por fim uma de falsa cor. Cada uma dessas imagens pode ser utilizada para fazer análises distintas, desde apenas ver a região, até identificar saúde da vegetação ou simplesmente identificar corpos hídricos (rios, lagos, oceanos). Caso você tenha interesse de aprofundar no tópico tratado nesse parágrafo, o processo descrito refere-se ao sensoriamento remoto.

Todas os exemplos citados nesse artigo não chegam a 1% de todas as possíbilidades que podem ser realizadas com o software. Análises de distâncias, desenvolvimento de mapas com curvas de nível, identificação de localizações específicas perante restrições são alguns outros exemplos do que o ARCGIS é capaz de realizar.

O ARCGIS destaca-se entre geógrafos, engenheiros ambientais, engenheiros florestais, biólogos e diversas outras profissões, porém a ideia de que o programa pode ser utilizado apenas para questões mais acadêmicas está errada. O software apresenta funções que podem ser utilizadas para diversas análises e aplicações mais práticas. Algumas dessas aplicações já foram citadas no início desse artigo, mas a lista de aplicações ainda é extensa.

Por que não utlizar as informações de determinada região para descobrir quais os tipos de restaurantes estão localizados nessa? Por que não filtrar dados para se obter um tipo específico de restaurante com sua respectiva distância para determinado local muito movimentado dessa região? Por que não desenvolver uma análise para entender a média salarial da população residente nessa região? Imagine agora que você deseja abrir um novo restaurante nessa região específica, essas informações seriam bem úteis para você não é? Por meio desse exemplo é possível ver como uma simples análise utilizando o ARCGIS pode ser importante no contexto mais prático. Resumindo, o uso do ARCGIS pode ser versátil e importante para o mercado, seja esse de pequenas, médias ou grandes empresas.

O slogan da empresa Esri, desenvolvedora do ARCGIS, consegue resumir muito bem o motivo de utilizar o software, "the science of where" (A ciência do onde). Os dados, por mais diferentes que eles sejam, costumam estar relacionados pelo menos em algum grau com algum lugar, ter a possibilidade de atrelar essas localizações geográficas a análise desses dados pode ser um ponto de virada para o desenvolvimento de melhores análises.

REFERÊNCIAS

STEFFEN, C.A. Introdução ao sensoriamento remoto, 2016. Disponível em: <http://www3.inpe.br/unidades/cep/atividadescep/educasere/apostila.htm#gurgel>. Acesso em: 15 de Setembro de 2020.