Para quem deseja trabalhar com Sistemas de Informação Geográfica (SIG), entender as diferenças entre dados raster e dados vetoriais é fundamental.
Você irá se deparar com inúmeras situações em que conhecer cada tipologia de dado será estritamente necessário para a condução de projetos de análise espacial.
Neste artigo, iremos abordar o que são dados raster, o que são dados vetoriais, principais aplicações de cada tipologia de dados e como combiná-los para garantir sucesso em projetos que envolvem geoprocessamento e sensoriamento remoto.
O que são dados raster?
Embora o termo dado raster seja muito comum de ser utilizado, essa tipologia de dados também é comumente denominada de dado matricial.
Dados raster ou dados matriciais constituem em uma tipologia de dado geoespacial que utiliza de grades ou matrizes para representar o espaço geográfico de forma contínua.
De forma simplificada, um dado raster pode ser entendido como sendo uma imagem digital georreferenciada. Ela é formada por uma série de linhas e colunas, criando uma matriz de pequenos quadrados que chamamos de pixels. O pixel é a unidade fundamental de um dado raster e também estará associado a coordenadas geográficas.
Quando dizemos que uma imagem digital possui resolução 1280 x 720, estamos nos referindo a uma imagem que possui 1280 pixels de largura e 720 pixels de altura. Outra definição importante é a de megapixel. Uma imagem de 2 megapixels, apresenta 2 milhões de pixels.
O exemplo mais claro de um dado raster são as imagens de satélite. Cada pixel em uma imagem de satélite apresenta um valor numérico associado à sua cor no espectro RGB (vermelho, verde e azul) e apresenta coordenadas geográficas de latitude e longitude.
Entretanto, na área de sensoriamento remoto, é comum utilizar outros tipos de sensores e associar cada pixel em uma imagem com valores numéricos representativos de espectros fora do visível, como o infravermelho ou ultravioleta.
Ao utilizar combinações de RGB, infravermelho e ultravioleta dispostos em um dado raster, somos capazes de obter informações valiosas sobre o espaço geográfico.
Por exemplo, sabemos que as folhas de uma planta absorvem a maior parte da luz visível (especialmente o vermelho e o azul) e refletem luz na faixa do infravermelho próximo.
Essa diferença de reflexão entre as faixas espectrais visível e infravermelho permite que identifiquemos com exatidão regiões de vegetação, diferenciando-as de rochas, solo, rios ou outras superfícies. Isso é o que chamamos de assinatura espectral.
A partir de análises minuciosas de dados raster e de assinaturas espectrais, somos capazes de obter muitas informações acerca do espaço geográfico.
Esta é a base de projetos que envolvem o monitoramento ambiental, como o mapeamento de áreas de desmatamento, a avaliação da saúde da vegetação, o controle de queimadas, e a identificação de mudanças de uso e ocupação do solo.
Além de imagens de satélite, imagens de drone também são exemplos de dados raster que são extensamente utilizados em projetos de geoprocessamento e sensoriamento remoto. Da mesma forma, elas podem ser obtidas por meio de outros sensores além do RGB.
Agora que você já sabe o que são dados raster , no próximo tópico iremos abordar o que são dados vetoriais e quais são as suas aplicações.
O que são dados vetoriais?
Dados vetoriais são tipologias de dados espaciais que representam o espaço geográfico por meio de pontos, linhas ou polígonos. Ao contrário dos dados raster, eles não representam o espaço geográfico de forma contínua, mas sim, delimitada.
Esse tipo de dado é essencial em projetos de geoprocessamento e sensoriamento remoto. Você utilizará dados vetoriais para representar elementos espaciais como estradas, rios, áreas de vegetação nativa, plantios, lagos, edificações, entre outros.
Da mesma forma que os pixels em dados raster estão associados a caracteres numéricos relacionados ao RGB, infravermelho ou ultravioleta, os dados vetoriais também estarão associados a outros tipos de dados como nomes, classificações e medições de comprimento, largura ou área.
Um exemplo claro de aplicação de dados vetoriais está relacionado à quando desejamos medir determinada propriedade urbana ou rural. A partir da obtenção de coordenadas geográficas que representam os limites da propriedade, somos capazes de criar um polígono georreferenciado.
A partir do polígono, calculamos a sua área. Assim, teremos um polígono associado a valores numéricos representativos do valor em hectares ou metros quadrados que aquela propriedade representa.
Este princípio é extensamente aplicado em projetos de cadastro ambiental rural, monitoramento de áreas de preservação permanente ou reserva legal, georreferenciamento de imóveis rurais, entre muitas outras áreas.
Outro exemplo de aplicação de dados vetoriais está relacionado aos sistemas de navegação por GPS como o Google Maps ou Waze. Nestes sistemas temos a localização de determinado lugar representada por um ponto e o trajeto que devemos percorrer representado por uma linha.
Agora que você já sabe o que são dados raster e dados vetoriais, vamos entender como combiná-los em projetos de geoprocessamento e sensoriamento remoto.
Combinando dados raster e vetoriais por meio de camadas em SIG
Em um Sistema de Informação Geográfica (SIG), dados raster e dados vetoriais quase sempre devem ser combinados por meio de camadas. Assim, somos capazes de criar mapas e análises espaciais complexas para o planejamento, monitoramento e tomada de decisões em diversas áreas.
Por exemplo, para a área de hidrologia, podemos cruzar dados raster como uma imagem de satélite ou drone com pontos (coordenadas geográficas) obtidos em campos que representam a localização de nascentes. Da mesma forma, podemos representar as feições hidrológicas de um rio por meio de linhas e lagos como polígonos.
Assim, teremos um mapa que combina a visualização em RGB com as estruturas vetoriais que representam as características hidrológicas daquela área. O mesmo se aplica quando desejamos criar um mapa que representa as áreas de APP, reserva legal, plantio, uso consolidado do solo, áreas de preservação ambiental e outros tipos de uso e cobertura do solo.
Da mesma forma, isso pode ser aplicado em ambientes urbanos, utilizando pontos para representar a localização de locais de interesse, linhas para representar ruas e polígonos para representar bairros ou lotes. Tudo isso combinado com uma imagem de drone ou satélite da área de interesse.
Entretanto, um uso mais avançado da combinação de dados raster e vetoriais ocorre quando delimitamos áreas de vegetação por meio da aplicação de técnicas que analisam a assinatura espectral da vegetação.
Essas técnicas permitem identificar, em uma imagem de satélite, as áreas de vegetação com base nas diferenças de reflexão da luz em diferentes comprimentos de onda. Ao aplicar essas técnicas, conseguimos criar camadas vetoriais que representam com precisão os limites das áreas de vegetação, como florestas, campos e plantações.
Esses são apenas alguns exemplos das aplicações de dados raster e vetoriais utilizados em conjunto.
Para fixar o conteúdo, abaixo você irá encontrar um esquema que resume as diferenças entre dados raster e vetoriais.
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