Por que dizer onde muda a resposta?

Esta disciplina trata de um tipo específico de pergunta: aquela cuja resposta muda quando você pergunta onde. Saber que o Brasil produziu 160 milhões de toneladas de soja basta para a manchete. Quem analisa crédito rural, ou prepara uma ação civil pública sobre desmatamento, precisa de outra coisa: saber que essa produção se organiza em manchas contíguas, que atravessam divisas estaduais e avançam sobre um bioma específico, porque o risco de cada contrato depende de onde ele cai dentro dessa mancha. O QGIS entra como instrumento para enxergar e medir isso. O assunto do curso é a pergunta, não o software.

Ao longo do semestre você vai responder dez perguntas. Todas são brasileiras, todas usam dados públicos que você pode baixar hoje, e todas terminam em um número que alguém precisaria para decidir alguma coisa. Cado tema acrescenta uma capacidade nova, e nenhum tema depende de algo que ainda não foi ensinado.

As dez perguntas, e por que estão nessa ordem

O arco tem uma lógica de dependência. Você não consegue construir um indicador antes de saber cruzar duas bases, não consegue desconfiar de um mapa antes de saber fazer um, e não consegue medir acesso a um hospital antes de entender por que a distância em linha reta é insuficiente.

Como você será avaliado

Três atividades práticas somam 30% da nota, a prova final vale 30% e o projeto em grupo, 40%.

As APS saem ao fim dos temas 4, 8 e 10, sempre com uma base de dados que você ainda não viu e uma pergunta que ainda não foi feita em aula. São feitas fora de sala e entregues pelo Blackboard.

A prova é conceitual: em vez de perguntar onde fica o menu do buffer, ela mostra um mapa, uma análise ou uma recomendação e pede diagnóstico: qual projeção está inadequada, qual classificação está enviesada, qual inferência os dados não sustentam, qual método está errado para a pergunta feita. Toda questão nasce de uma das dez unidades teóricas, e você vê o escopo de cada uma no fim da parte teórica de cada encontro.

O projeto é uma consultoria territorial. Seu grupo formula a própria pergunta, no mesmo formato das dez do semestre, e entrega diagnóstico, mapas, um webmap navegável e uma recomendação de uma página com as limitações declaradas. Metade da nota está na qualidade da pergunta e na honestidade sobre os limites do que você mediu.

Dado espacial e dado georreferenciado não são a mesma coisa

Comece por esta distinção, porque ela organiza o curso inteiro e costuma ser atropelada até em relatório profissional.

Um dado georreferenciado tem um atributo de localização amarrado a um sistema de referência. A planilha da Receita Federal com o endereço de cada CNPJ é georreferenciável. O cadastro do CNES com a latitude e a longitude de cada hospital já é georreferenciado. O que define a categoria é a existência de uma âncora: um par de coordenadas, um código de município, um CEP, algo que permita colocar aquela linha da tabela em um lugar do planeta.

Um dado espacial é outra coisa. É um dado no qual a proximidade importa para explicar o valor. O preço do metro quadrado num quarteirão de Pinheiros não é independente do preço no quarteirão ao lado. A produtividade da soja em Luís Eduardo Magalhães não é independente da produtividade nos municípios vizinhos, porque compartilham clima, solo, distância até o porto e o mesmo pacote tecnológico. Nesses casos existe dependência entre vizinhos, e ignorá-la produz análise errada.

Como o mundo vira camada

Entre a paisagem lá fora e o arquivo no seu computador existem quatro etapas, e cada uma joga informação fora. Vale conhecer as quatro porque é nelas que moram os erros que você vai encontrar depois.

Começa no mundo real: um rio, um lote, uma queimada, uma pessoa que mora em algum lugar. Nada disso tem borda perfeitamente definida. O rio muda de largura na cheia, o limite da queimada é uma faixa de transição de dezenas de metros, e a pessoa dorme num lugar e trabalha em outro.

A segunda etapa é o modelo conceitual, onde você decide como aquilo existe. Duas escolhas estão disponíveis. Você pode tratar o espaço como uma coleção de objetos discretos, cada um com identidade e borda: o lote 45 da quadra 12, o município de Corumbá, o hospital das Clínicas. Ou pode tratá-lo como um campo contínuo, no qual toda posição tem um valor: altitude, temperatura, precipitação, índice de vegetação.

A escolha entre os dois modelos vem do fenômeno, não da preferência de quem analisa. Altitude é campo, porque existe altitude em todo ponto do terreno. Município é objeto, porque a divisa é uma convenção jurídica com um traçado definido. Fenômenos socioeconômicos quase sempre são objetos, porque nascem de unidades administrativas. Quando alguém força um fenômeno socioeconômico a virar campo, com interpolação de renda entre pontos, o resultado costuma inventar informação onde não havia.

A terceira etapa é o modelo representacional: objetos viram vetores, campos viram matrizes. A quarta é a implementação, o arquivo de fato, com seu formato, sua compressão e suas limitações.

Vetor e raster, e o que se perde em cada um

No modelo vetorial, o mundo é descrito por pontos, linhas e polígonos definidos por coordenadas. Um hospital é um ponto com um par de coordenadas. Uma rodovia é uma sequência de vértices. Um município é um anel fechado de vértices. Cada feição carrega uma linha de tabela com seus atributos. A precisão é a dos vértices, e as relações entre feições podem ser consultadas: este ponto está dentro daquele polígono, esta linha cruza aquela outra.

No modelo raster, o espaço é uma grade regular de células, e cada célula guarda um valor. Uma imagem de satélite classificada em uso da terra tem células de 30 por 30 metros, e cada uma vale "floresta", "pastagem" ou "área urbana". A precisão é a do tamanho da célula, o que significa que um córrego de 5 metros de largura simplesmente não existe numa grade de 30 metros.

Escala não é zoom

Escala é a razão entre a distância no mapa e a distância no terreno. Em 1:50.000, um centímetro no papel vale 500 metros no chão. Números maiores no denominador significam mais território e menos detalhe. Um mapa 1:1.000.000 é de escala pequena, ainda que cubra o país inteiro.

O que importa na prática é que a escala está embutida no dado, não na tela. A malha municipal do IBGE é generalizada para uma escala de referência. Se você der zoom até o nível de quarteirão, os vértices vão aparecer espaçados e a divisa vai parecer um zigue-zague grosseiro. O arquivo não está com defeito: ele foi generalizado para uma escala de referência, e perguntas no nível do quarteirão estão fora do que aqueles vértices conseguem responder.

A primeira lei da geografia

Em 1970, Waldo Tobler publicou um artigo sobre simulação do crescimento urbano em Detroit e enunciou de passagem uma frase que virou o fundamento do campo: tudo se relaciona com tudo, mas coisas próximas se relacionam mais do que coisas distantes.

O enunciado parece trivial, mas contradiz uma premissa central da estatística clássica: a de que as observações são independentes. Quando você roda uma regressão com municípios como unidades, está afirmando implicitamente que o valor de um município não carrega informação sobre o do vizinho. Para quase qualquer variável territorial brasileira, isso é falso, e a consequência é um erro-padrão subestimado que faz você declarar significante o que não é.

No tema 6 você vai medir essa dependência com o índice de Moran e localizar onde ela se concentra. Por enquanto, guarde a lei como uma suspeita permanente: sempre que olhar um mapa e ver manchas, considere que parte do padrão pode vir da dependência entre vizinhos, e não do fenômeno em si.

Este encontro existe para que nenhum minuto das nove aulas seguintes seja gasto com instalação. Ao final dos sete passos abaixo você terá o QGIS funcionando, saberá de onde ele vem, terá duas camadas carregadas e um projeto salvo em um arquivo .qgz.

De onde vem o QGIS

O QGIS nasceu em 2002 como projeto pessoal de Gary Sherman, um geólogo que queria visualizar dados espaciais no seu próprio computador sem pagar por uma licença de GIS comercial. O projeto cresceu como software livre, escrito por uma comunidade internacional de desenvolvedores e financiado por doações e patrocínios, e desde 2008 é um projeto oficial da OSGeo, a fundação que abriga os principais programas de geoprocessamento de código aberto. Não existe uma empresa dona do QGIS: o código é público e qualquer pessoa pode auditar como cada cálculo é feito. É por isso que ele aparece tanto em prefeituras e órgãos ambientais quanto em consultorias e universidades, e é por isso que ele é o programa deste curso.

Cada versão leva o nome de uma cidade que sediou um encontro de desenvolvedores do projeto, e a deste semestre se chama 4.2 Belém do Pará. Saber a versão que você usa tem utilidade prática: menus mudam de lugar e algoritmos são corrigidos de uma versão para outra, então a versão entra em qualquer trabalho que você publicar, do mesmo jeito que se declara a edição de um livro citado.

A janela do QGIS: menu, barras, painéis, canvas e barra de status

Antes de carregar qualquer coisa, vale gastar cinco minutos reconhecendo onde as coisas ficam. A janela do QGIS é dividida em seis regiões, e o material do semestre inteiro vai se referir a elas pelo nome, em inglês, do jeito que aparecem na interface que você acabou de configurar.

Os painéis 3 e 4 podem estar fechados em uma instalação nova ou depois de um clique errado. A lista completa está em View ▸ Panels.

N	Região	O que é e o que você faz nela
1	Menu bar	Todo comando do QGIS está aqui, inclusive os que também têm botão. Quando este material escreve Layer ▸ Add Layer ▸ Add Vector Layer, é este caminho.
2	Toolbars	Atalhos dos comandos mais usados, agrupados por assunto. Some uma barra sem querer e você a traz de volta em View ▸ Toolbars. Nenhum passo do curso depende de um botão específico estar visível.
3	Browser panel	Navegador de fontes de dados: pastas do computador, GeoPackage, bancos PostGIS, serviços WMS e a entrada XYZ Tiles, onde você vai cadastrar o OpenStreetMap no passo 4. Duplo clique em um arquivo carrega a camada.
4	Layers panel	As camadas do projeto. A caixa liga e desliga a exibição, e a ordem da pilha é a ordem de desenho: o que está em cima tapa o que está embaixo. Duplo clique abre as propriedades da camada.
5	Map view	Também chamado de canvas. É o desenho das camadas ligadas, no CRS do projeto. Vale insistir: é exibição, não é o dado. Mudar a cor ou a ordem aqui não altera nenhum valor no arquivo.
6	Status bar	Coordenada do cursor, escala, ampliação, rotação e o botão do CRS do projeto, no canto direito. Esse botão é o item que você vai conferir com mais frequência no semestre, e o passo 6 volta a ele.

De onde vem esta seção

A descrição das seis regiões segue o guia de QGIS do British Antarctic Survey, indicado na seção de leituras. Ele traz capturas de tela da interface em inglês e é uma boa referência para reler em casa, com atenção à parte de painéis e barras de ferramentas.

3

Carregar a primeira camada

Vamos abrir um recorte da malha municipal brasileira, que é a base mais reutilizada do curso: os 18 municípios de MS e MT da região do Pantanal, no arquivo municipios_pantanal_2022.gpkg, do pacote desta aula.

1. Vá em Layer ▸ Add Layer ▸ Add Vector Layer, ou use Ctrl+Shift+V (Cmd+Shift+V no Mac).
2. Em Vector Dataset(s), clique nos três pontos e selecione municipios_pantanal_2022.gpkg.
3. Clique Add. Se o GeoPackage tiver mais de uma camada, o QGIS pergunta qual você quer. Escolha municipios.
4. Clique Close.

Os municípios do recorte aparecem na tela, preenchidos com uma cor aleatória. O painel Layers, no canto inferior esquerdo, mostra a camada. Pense nesse painel como uma pilha de folhas de acetato: o que está em cima tapa o que está embaixo.

Erro comum

Se o mapa não aparecer, clique com o botão direito na camada e escolha Zoom to Layer. O QGIS às vezes mantém a extensão anterior da tela e você fica olhando para um pedaço vazio do planeta.

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