Linguagem Cartográfica e os Tipos de Representação Espacial

Olá companheiros, 


Seguindo nossas contribuições anteriores, neste post vamos falar um pouco sobre a Linguagem Cartográfica e os Tipos de Representação Espacial que são utilizados na elaboração de um produto cartográfico.

As representações espaciais estão presentes na vida do Homem, antes mesmo da escrita e da fala. Por meio de símbolos e desenhos é que o Homem representa suas primeiras apreensões do real, em que delimita e ocupa efetivamente o seu território. No entanto, com o avanço das técnicas cartográficas e por meio do uso de recursos modernos que possibilitaram o Homem a ocupar os diversos lugares da Terra, criando cidades, estados, e outros fenômenos e objetos, a representação espacial passou a ganhar formas mais precisas por meio de representações cartográficas mais próximas do real. 


Seguindo convenções internacionais – principalmente a partir dos últimos séculos, estas representações simbólicas foram sendo aperfeiçoadas com o advento das fotografias aéreas e, posteriormente, com o desenvolvimento de imagens de sensores remotos embarcados em satélites, fato que não era possível em tempos passados, onde a produção cartográfica – basicamente de mapas impressos em papel, era artesanal.

A partir dessas mudanças, com o avanço das técnicas de cartografia e com o advento de novas tecnologias e convenções normativas – convenções cartográficas, os mapas foram sendo padronizados, levando em consideração as percepções da realidade e permitindo uma representação mais aproximada do real, possibilitando a todos os indivíduos conhecer lugares, por meio de mapas, antes desconhecidos ou inacessíveis. 


Nesse sentido, os produtos cartográficos (mapas, globos, croquis, etc) ao longo de sua história passaram a ser utilizados para diversos fins, considerando sua abrangência artística, científica e técnica, seja para o planejamento dos gestores territoriais, seja para o ensino e o repasse do conhecimento da superfície terrestre para as diversas disciplinas de ensino. Todavia, não podemos desconsiderar que o mapa é uma construção humana de simplificação do espaço real e, como uma ferramenta de comunicação, possui modos de transmitir as mensagens/informações que devem ser entendidas por seus elaboradores e leitores. 


Linguagem Cartográfica e os Tipos de Representação Espacial

Como podemos observar na figura 01, um mapa nada mais é do que uma simplificação da realidade, onde o elaborador expressa, por meio de técnicas de desenho e um conhecimento das geometrias dos lugares, a representação dos objetos e fenômenos que se apresentam no espaço geográfico, que se dá de acordo com uma escala de trabalho, ou seja, de acordo com um determinado “lugar” de onde se vê o fenômeno.
Figura 1. Fluxo de Passageiros. Fonte: Archela; Théry (2011)

Na figura 01 vemos a forma mais comum de apresentação de um mapa, caracterizada pela representação dos mapas na forma bidimensional, em duas dimensões (conhecido como 2D), que consideram a largura/altura e o comprimento de um objeto (dessa forma, existem um eixo x e outro y), em um determinado plano (papel ou no computador), em que a apresentação das formas nesse ambiente despreza a profundidade dos objetos, demonstrados com mais propriedade nos ambientes 3D (que considera ainda o eixo z, de profundidade, que é nulo ou zero em ambientes 2D), como podemos observar pela visão humana (figura 02).

Figura 2. O espaço geográfico como vemos - Theatro da Paz, Belém - Pará. Fonte: Acervo do autor

Nesse sentido, levando em consideração apenas as representações cartográficas em 2D, podemos observar os fenômenos segundo formas geométricas simples que são demonstradas nos produtos cartográficos. Para esses tipos de representações simbólicas, os objetos existentes na realidade devem ter uma correspondência similar no papel, de forma que possam ser entendidos pelo leitor do mapa, ou seja, se o objeto na realidade pode ser representado de maneira pontual (x e y), ele deve ser representado pontualmente no produto cartográfico, como por exemplo, uma casa, um poste, etc (exemplo na figura 03, em azul). 

De outra forma, se o objeto no espaço geográfico se apresenta de maneira linear na realidade, deve ser representado de forma linear no mapa, como por exemplo, as estradas, rios, ruas, etc (como na figura 03 em vermelho). Nesse último caso, a representação se dá por um conjunto de pontos, ligados continuamente, para dar a idéia de continuidade do objeto.

Figura 3. Representações geométricas - Ponto, linha e polígono. Fonte: Imagem gerada a partir do software de SIG TerraView 3.3.1 (INPE, 2011)


Ainda na figura 03 (com a cor verde), podemos observar que existem objetos que são representados no formato de áreas, ou polígonos, para esses objetos, leva-se em consideração um conjunto de três ou mais pontos que são ligados e que devem se encontrar em algum momento para “fechar” a figura geométrica. Desse modo, todos os objetos devem ser representados em um mapa da forma mais próxima como se apresentam na realidade, caso contrário, a leitura do mapa poderá ser prejudicada ou mostrar-se duvidosa. em algum momento, dando uma idem se encontrantados em um mapa da forma mais prados no formato de le deve ser representado pont
 
Para essas representações simples da realidade em um mapa, concebidas por um ou mais pares de coordenadas (CÂMARA; DAVIS; MONTEIRO, 2001), chamamos de representações vetoriais, que são usualmente mais versáteis e fáceis de manusear, sendo que permitem alteração e inserção de novas informações e/ou figuras nos desenhos produzidos anteriormente (WIKIPÉDIA, 2011).  

Todavia, no caso de mudança de escala de trabalho, poderá acontecer uma modificação na forma de representação do objeto, ou seja, a cada momento em que a escala for aumentando, acontecerá a aproximação do objeto, aumentando o seu tamanho, acontecendo ao contrário, na diminuição da escala, haverá o distanciamento do objeto e, consequentemente, a modificação em sua representação.
 
No caso da representação de imagens de sensores remotos nos mapas, devemos considerar que esse modelo de representação é diferente do formato vetorial. Nesse caso, a imagem é apresentada como um conjunto de células, organizadas em linhas e colunas – daí o nome matricial, onde cada célula que compõe o objeto está associada a uma porção do terreno (CÂMARA; DAVIS; MONTEIRO, 2001).

Figura 4. Diferentes representações matriciais para um mapa. Fonte: Câmara; Davis; Monteiro (2001, p, 23)


Nesse sentido, todas as células do formato matricial possuem uma única referencia espacial – coordenada, específica, isto é, cada célula é acessada individualmente por meio de suas coordenadas (CÂMARA; DAVIS; MONTEIRO, 2001), uma vez que cada objeto possui um “valor de reflectância” específico. Sendo que, o tamanho das células no formato matricial refletirá na resolução dos objetos no mapa. Desse modo, terão resoluções espaciais maiores aqueles mapas com células menores, pois os objetos identificados são menores, e vice-versa.  


No exemplo da figura 04 “o mapa do lado esquerdo possui uma resolução quatro vezes menor que o do mapa do lado direito, as avaliações de áreas e distâncias serão bem menos exatas que no primeiro. Em contrapartida, o espaço de armazenamento necessário para o mapa da direita será quatro vezes maior que o da esquerda (CÂMARA; DAVIS; MONTEIRO, 2001, p. 23).

Para enfatizar novamente, é importante lembrar que c
ada célula no formato matricial tem um valor particular, de acordo com o comportamento espectral – sua interação com a luz, do objeto no espaço geográfico. Essas células, que podemos denominar como pixels (aglutinação de Picture e Element) (WIKIPÉDIA, 2011), são os menores elementos representados na imagem, sendo que o conjunto de todos os pixels forma uma imagem inteira. 

A figura 05 apresenta uma imagem de sensor remoto, em formato matricial, onde o computador interpreta o conjunto de células (pixels) e apresenta os objetos no espaço geográfico de acordo com seus comportamentos e características físicas-químicas e a interação com a luz.

Figura 5. Exemplo de imagem (composição colorida TM/LANDSAT para região de Manaus). Fonte: Câmara; Davis; Monteiro (2001, p, 17)


Tanto o formato matricial, quanto o vetorial podem ser utilizados no momento da elaboração de um mapa (figura 06). Contudo, é necessário entender que, em ambiente computacional, no caso dos softwares de geoprocessamento, existe uma “hierarquia” no momento da organização dos objetos vetoriais e matriciais, pois se não for respeitado esse arranjo, um objeto poderá sobrepor ao outro. Nesse sentido, devemos seguir a seguinte forma: colocam-se os objetos na seqüência = ponto, linha, polígono e, por último o formato matricial

Caso essa ordem não seja seguida poderá ocorrer a sobreposição e a ocultação de algum objeto. Por exemplo, não podemos sobrepor o formato matricial sobre os demais formatos, pois esse ocultará a todos os objetos do mapa, devemos, assim, seguir do menor para o maior objeto em ordem crescente.

Figura 6. Representação vetorial e matricial de um mapa temático. Fonte: Câmara; Davis; Monteiro (2001, p, 31)

Dessa forma, os formatos vetoriais e matriciais possuem características próprias no momento da representação dos objetos, na medida em que Câmara; Davis; Monteiro (2001, p. 31), demonstram uma comparação entre as vantagens e desvantagens na escolha de armazenamento matricial e vetorial para os mapas temáticos, sendo que na comparação apresentada foi considerado diversos aspectos, como: relacionamentos espaciais, análise, armazenamento, conforme mostra a tabela a seguir: 



Tabela 1. Comparação entre representações para mapas temáticos. Fonte: Câmara; Davis; Monteiro (2001, p, 37)
Aspecto
Representação Vetorial
Representação Matricial
Relações espaciais entre objetos
Relacionamentos topológicos entre objetos disponíveis
Relacionamentos espaciais devem ser inferidos
Ligação com banco de dados
Facilita associar atributos a elementos gráficos
Associa atributos apenas a classes do mapa
Análise, Simulação e Modelagem
Representação indireta de fenômenos contínuos
Álgebra de mapas é limitada
Representa melhor fenômenos com variação contínua no espaço
Simulação e modelagem mais fáceis
Escalas de trabalho
Adequado tanto a grandes quanto a pequenas escalas
Mais adequado para pequenas escalas (1:25.000 e menores)
Algoritmos
Problemas com erros geométricos
Processsamento mais rápido e
eficiente.
Armazenamento
Por coordenadas (mais eficiente)
Por matrizes



Dessa forma, no momento de se elaborar um produto cartográfico, o elaborador deverá optar pela forma de representação compatível para cada objeto, levando em consideração a escala de trabalho, sendo que o tipo de representação dependerá do tipo do objeto e de como esse se apresenta no espaço geográfico.

Bom, mais uma vez, espero ter contribuído com mais essa leitura.

Até a próxima,


Bibliografia Consultada

 

ARCHELA, Rosely Sampaio e THÉRY, Hervé. Orientação metodológica para construção e leitura de mapas temáticos. Revista Confins. Disponível em: http://confins.revues.org/3483?&id=3483 . Acesso em Outubro de 2011.

 

CÂMARA, G; DAVIS, C; MONTEIRO, A. Introdução à ciência da geoinformação. São José dos Campos: INPE, 2001

 

INPE. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Projeto TerraView. Disponível em: http://www.dpi.inpe.br/terraview/index.php. Acesso em: novembro de 2011.

 

WIKIPÉDIA. Arte digital. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Arte_digital. Acesso em: novembro de 2011.