Tecnologia SIG (sistema de informação geográfica), o que é e para que serve

Cada vez que usamos um aplicativo ou visitamos um site onde são mostradas informações num mapa, por exemplo quando interagimos com o nosso sistema de navegação por satélite ou quando procuramos o melhor restaurante da região, estamos na realidade a usar uma tecnologia baseada numa ideia simples de mais de um século atrás: o SIG.

Neste artigo, aprofundaremos o tema sobre GIS e como o software BIM-GIS são úteis neste campo.

O que é um GIS e como funciona

Um GIS (Sistema de Informação Geográfica) é uma ferramenta informática avançada que permite adquirir, armazenar, gerenciar, analisar e visualizar dados geoespaciais, ou seja, informações associadas a uma localização específica na superfície terrestre. Em essência, um GIS conecta dados descritivos (atributos) a coordenadas geográficas, permitindo assim representar e compreender fenômenos espaciais através de mapas digitais interativos.

Trata-se, portanto, de um conjunto de sistemas informáticos/geográficos projetados principalmente para:

• gerenciamento do território,
• planejamento urbano e de infraestrutura,
• estudo das transformações do território ao longo do tempo,
• elaboração de planos de Proteção Civil,
• elaboração de cartografias temáticas (hidrográficas, sísmicas, demográficas, de tráfego, etc.),
• estatística, demografia,
• estudo do patrimônio arqueológico-cultural/ambiental/construtivo,
• aplicações de GPS.

Os dados espaciais podem ser vetoriais (pontos, linhas e polígonos representando objetos geográficos) ou raster (grades de pixels, como imagens de satélite), e são armazenados em bancos de dados relacionais que facilitam a gestão e a análise.

Através do GIS, é possível realizar operações complexas como consultas espaciais, análise de rede, análise de buffer e sobreposição de camadas temáticas, para identificar relações entre elementos geográficos, padrões recorrentes e contextos territoriais que de outra forma seriam difíceis de perceber. Os resultados são visualizados na forma de mapas digitais, gráficos ou relatórios interativos, fornecendo ferramentas poderosas para o planejamento urbano, gestão ambiental, transportes, geomarketing, saúde pública e muitos outros campos.

Em definitiva, o GIS transforma grandes quantidades de dados geográficos brutos em conhecimentos úteis e acionáveis para apoiar decisões baseadas na localização.

A história do SIG

Para perceber bem o que é o SIG, podemos ignorar todo o conhecimento de informática, pois a sua origem remonta a 1854 quando uma epidemia se espalhou pelo bairro de Soho em Londres.

Na verdade, foi naquela altura que um médico, chamado John Snow, realizou um estudo que localizava nos mapas da cidade de Londres os diversos casos de contágio e, portanto, relacionava a distribuição geográfica com o número de infetados.

Ao monitorar o progresso do contágio ao longo do tempo, o médico percebeu que algumas áreas eram o ponto de partida da epidemia. Isso, portanto, levou à ideia de georreferenciar uma determinada característica, de modo que fosse possível retirar conclusões sobre como operar. Esta foi uma das primeiras aplicações reais do GIS.

As cartografias históricas do bairro de SOHO em Londres

O GIS é, então, um sistema que relaciona informações geográficas com outras informações (demográficas, ambientais, urbanas, etc.) existentes num banco de dados.

Uma das primeiras definições do SIG na era digital foi cunhada em 1986 por Peter A. Burrough, um professor da universidade de Oxford (Reino Unido):

“o SIG é constituído por uma série de ferramentas software que visam adquirir, arquivar, extrair, elaborar e visualizar dados de espaço do mundo real”

Elementos que compõem um sistema GIS

O SIG é hoje integrado em softwares que ligam operações típicas em bancos de dados a análises de tipo geográfico, ou seja, conectam informações alfanuméricas a informações espaciais, obtendo assim informações georreferenciadas.

As informações geográficas (mapas, fotos, etc.) desempenham um papel importante no processo de tomada de decisão, pois podem ser decifradas de forma fácil e imediata, até mesmo por pessoas não técnicas.

Componentes fundamentais

O GIS é muito mais do que um simples software: é um sistema complexo e integrado composto por cinco componentes fundamentais que trabalham juntos para coletar, gerenciar, analisar e visualizar dados geoespaciais.

• hardware – inclui todos os dispositivos físicos necessários para o funcionamento do GIS, como computadores, servidores, GPS, scanners, impressoras e até drones. Esses instrumentos suportam o processamento, a coleta em campo e a produção de saídas cartográficas de alta qualidade;
• software – constitui o coração operacional do GIS. Inclui aplicações que permitem processar dados espaciais, criar mapas, conduzir análises e visualizar os resultados. Frequentemente, se integram com sistemas de gerenciamento de banco de dados (DBMS) para organizar os dados de maneira eficiente;
• dados – representam o conteúdo informativo do sistema. Dividem-se em dados espaciais, que descrevem a localização e a forma dos objetos geográficos (em formato vetorial ou raster), e dados de atributo, que contêm informações descritivas sobre os elementos representados (ex. nome de uma rua, altura de um edifício);
• métodos – incluem todos os procedimentos, técnicas e práticas necessárias para utilizar corretamente um GIS. Desde a coleta de dados até sua análise, passando pela geração de mapas e relatórios, os métodos definem o fluxo de trabalho e garantem coerência e precisão nos resultados;
• pessoas – são os usuários que operam o sistema, o gerenciam e interpretam as informações produzidas. Envolvem analistas GIS, técnicos, planejadores, decisores e todos aqueles que utilizam dados geoespaciais para apoiar estratégias e decisões em áreas como urbanismo, meio ambiente, transportes e proteção civil.

A sinergia entre esses elementos permite que o GIS transforme grandes volumes de dados geográficos brutos em informações úteis e visualmente eficazes, tornando-o uma ferramenta essencial para o planejamento, análise e gestão do território.

Tipos de dados nos sistemas GIS

No GIS, os dados podem ser classificados com base no formato, no conteúdo e na forma de representação, segundo três principais distinções: dados digitais e analógicos, dados espaciais e não espaciais, e cartografias temáticas e camadas informativas.

Dados digitais e analógicos

Os dados analógicos representam informações territoriais em formato físico, como mapas em papel, fotografias aéreas em filme ou documentação textual. Para serem utilizados em um ambiente GIS, esses dados devem ser convertidos para o formato digital através de processos de digitalização, georreferenciamento ou digitalização manual. Em contraste, os dados digitais estão nativamente em formato eletrônico e são imediatamente legíveis por um computador. Incluem dados vetoriais e raster provenientes de sensores GPS, imagens de satélite, bancos de dados alfanuméricos ou mapas criados em computador. Esses dados são ideais para processamento, armazenamento e análise em softwares GIS. Neste ponto, estão disponíveis no mercado os GIS-geoespaciais, diferentes de outros sistemas informáticos, pois oferecem infinitas possibilidades de uso para todas as necessidades relacionadas a componentes geográficos.

Dados espaciais vs não espaciais

Os dados espaciais (ou geográficos) representam objetos com uma localização precisa na superfície terrestre, através de coordenadas. Podem ser modelados com geometrias vetoriais (pontos, linhas e polígonos) ou em formato raster (grades de células), e permitem responder à pergunta “onde está algo?”. Os dados não espaciais (ou atributos) fornecem, por sua vez, informações descritivas sobre os objetos espaciais, como nomes, datas, características físicas, uso do solo ou valores estatísticos. Organizados em tabelas ligadas aos objetos geográficos através de identificadores únicos, enriquecem as análises espaciais e apoiam decisões mais informadas.

Cartografias temáticas e camadas informativas

Em um GIS, as informações são representadas através de cartografias temáticas e camadas (layers) informativas. As cartografias temáticas são mapas focados em um fenômeno específico – por exemplo, a densidade populacional, o uso agrícola do solo ou o risco hidrológico – e derivam da combinação de dados espaciais e atributos, com a aplicação de simbologias específicas. As camadas informativas, por outro lado, são os diferentes estratos digitais nos quais se organizam e estratificam as várias categorias de dados geográficos. Cada camada pode representar um tipo específico de entidade (estradas, edifícios, rios, limites administrativos) e ser analisada individualmente ou em combinação com outras. A gestão em múltiplas camadas permite uma análise espacial poderosa, flexível e focada nos objetivos do usuário.

Para aprofundar o assunto, recomendo a leitura do artigo “Análise de dados espaciais em GIS“.

O sistema de CAMADAS em que se baseia o SIG

As fases operativas de um projeto GIS

O desenvolvimento de um projeto GIS segue um ciclo estruturado que permite transformar dados brutos em informações geográficas úteis para o suporte às decisões. Este processo se articula em três fases operativas principais: aquisição e atualização de dados, modelagem e simulação territorial, e visualização, análise e representação. Essas fases estão interconectadas e muitas vezes são iterativas, garantindo uma gestão dinâmica e coerente das informações espaciais.

Aquisição e atualização de dados

A primeira fase consiste na coleta e preparação dos dados geográficos, que podem vir de múltiplas fontes: levantamentos GPS, sensoriamento remoto, fotografias aéreas, cartografias digitais, censos, bancos de dados existentes ou levantamentos em campo. A esta segue uma fase crucial de preparação e limpeza, que inclui o georreferenciamento, a transformação em sistemas de coordenadas coerentes e a validação dos dados para corrigir erros ou incongruências. A atualização contínua das informações é fundamental, pois permite manter o sistema GIS alinhado com as transformações do território e dos fenômenos analisados.

Modelagem e simulação territorial

Após adquirir e organizar os dados, passa-se à modelagem, ou seja, à representação estruturada da realidade geográfica em modelos conceituais, físicos e lógicos. Esta fase permite definir as relações espaciais entre os objetos (topologia) e estruturar os dados de maneira eficiente dentro de bancos de dados geoespaciais. A simulação territorial permite então prever cenários alternativos e analisar fenômenos complexos, como a expansão urbana, a gestão de riscos, o planejamento de infraestrutura ou o impacto ambiental. Através de ferramentas GIS avançadas, é possível realizar análises de adequação, simular fluxos e avaliar opções estratégicas de desenvolvimento territorial.

Visualização, análise e representação

A última fase diz respeito à transformação dos dados em informações compreensíveis e comunicáveis. Isso ocorre através de mapas temáticos, camadas informativas, modelos tridimensionais, painéis de controle e relatórios interativos. As técnicas de análise espacial, como consultas geográficas, análises de proximidade, sobreposições, geoestatística e análise de rede, permitem responder a perguntas específicas e identificar padrões ocultos nos dados. A representação cartográfica, por fim, é uma ferramenta fundamental para comunicar os resultados de forma clara e apoiar efetivamente os processos decisórios, também graças ao uso de webGIS e aplicações acessíveis em tempo real.

Os níveis de complexidade de um GIS

Em geral, identificam-se três principais níveis de uso, que refletem uma crescente evolução das funcionalidades disponíveis e da capacidade de análise.

• Nível 1 – GIS como ferramenta de visualização e consulta básica. Nesta fase inicial, o sistema opera em uma única camada informativa e permite operações simples como visualização, cálculo de distâncias ou superfícies, identificação de atributos e execução de consultas elementares. É o nível típico de quem utiliza o GIS como um arquivo temático, útil, por exemplo, para consultar o mapa de uma rede viária ou verificar a localização de uma infraestrutura;
• Nível 2 – GIS multilayer para análises espaciais complexas. Com a introdução de várias camadas sobrepostas, o GIS torna-se uma ferramenta analítica mais poderosa. Neste nível, são realizadas análises espaciais avançadas como sobreposições (overlay), buffers, joins espaciais ou análises de proximidade. É o caso, por exemplo, de um urbanista que avalia a posição ideal para um parque levando em conta a densidade populacional, a presença de áreas verdes e as zonas edificáveis;
• Nível 3 – GIS como plataforma de modelagem e suporte à decisão. O nível mais evoluído prevê a utilização de algoritmos complexos, simulações e modelagens preditivas. Os dados provêm de fontes heterogêneas e são integrados para simular cenários (“what-if”), apoiar processos decisórios estratégicos ou planejar intervenções em larga escala. Neste contexto, um GIS pode ser usado para prever o impacto de uma inundação, planejar redes de transporte otimizadas ou apoiar escolhas de localização através de análises multicritério.

Esses três níveis representam uma escala de crescente sofisticação do GIS, que evolui de uma simples ferramenta de consulta cartográfica para um sistema decisional avançado. A transição de um nível para outro não é rígida, mas gradual e depende da capacidade do usuário ou da organização de gerenciar e interpretar dados cada vez mais complexos para obter um conhecimento aprofundado do território.

O que é o GIS – Vídeo

A seguir, propomos um breve vídeo (em inglês) que ilustra brevemente o que é o GIS.

FAQ sobre o que é o GIS

O que é um GIS e para que serve?

Um GIS (Sistema de Informação Geográfica) é um sistema informático que permite adquirir, armazenar, gerenciar, analisar e visualizar dados geoespaciais, ou seja, dados ligados a uma localização geográfica. Serve para aplicações como planejamento urbano, gestão ambiental, análise demográfica e proteção civil.

Quais são as principais aplicações do GIS?

As principais aplicações incluem gerenciamento do território, planejamento urbano e de infraestrutura, estudo das transformações territoriais, proteção civil, criação de cartografias temáticas, estatística e demografia, análise arqueológica e cultural, e aplicações de GPS.

Qual é a história e a origem do GIS?

A origem do GIS remonta a 1854, quando o doutor John Snow mapeou os casos de cólera no bairro londrino de Soho para identificar a fonte da epidemia. Esta representa uma das primeiras aplicações da georreferência de dados para análises espaciais.

Quais são os componentes fundamentais de um sistema GIS?

Os cinco componentes principais são: hardware (ex. computadores, GPS, drones), software (ex. software GIS e bancos de dados), dados (espaciais e atributos), métodos (procedimentos e fluxos de trabalho) e pessoas (usuários, analistas, decisores).

Que tipos de dados são usados nos GIS?

Usam-se dados digitais e analógicos, espaciais (com coordenadas geográficas) e não espaciais (atributos descritivos), organizados em cartografias temáticas e camadas informativas. Os formatos principais são vetoriais e raster.

Quais são as fases operativas de um projeto GIS?

As três fases operativas principais são: aquisição e atualização de dados, modelagem e simulação territorial, visualização e análise dos dados com representação através de mapas, camadas e painéis interativos.

Quais são os níveis de complexidade de uso de um GIS?

Os principais níveis são três: 1) GIS para visualização e consultas simples, 2) GIS multilayer para análises espaciais complexas, 3) GIS como plataforma de modelagem e suporte à decisão, com simulações e análises.