Os SIG possuem uma poderosa capacidade de gerenciamento de dados geográficos, tanto que se convencionou defini-los como um sistema/tecnologia contendo ferramentas ou funções capazes de colecionar, armazenar, recuperar, exibir, transformar, manipular, analisar espacialmente dados referenciados do mundo real. (SILVA, 2003, p.42-43). Sem dúvida a gestão dos dados irá depender do objetivo proposto pelo especialista e da coleção que esse dispõe para a composição de seu banco de dados. Muitas funções implementadas atendem diferentes objetivos e isso se deve ao tipo de tratamento do dado geográfico e de como o mesmo pode ser modelado no contexto dos SIG. Mesmo com estruturas bem equipadas para modelar dados de distintas naturezas, faz-se necessário a adoção de uma atitude seletiva que se detém a elementos essenciais para investigação científica.
Em geral a aplicação das redes de circuito se orientam por duas esferas de atividades: (i) serviços de utilidade pública, tais como, energia elétrica, gás, água, telefone, etc.; (ii) os sistemas de transportes: infra-estruturas, serviços e os modos (automóveis, trens, caminhões).
Do ponto de vista da geometria, as estruturas fundamentais que definem a rede vetorial nos SIG são os arcos e os nós. Como fora visto, os arcos são retas ou segmentos que se conectam através de nós, permitindo a transferência dos fluxos. Necessariamente um arco possui duas extremidades e para que faça parte de uma rede, depende que pelo menos uma dessas extremidades esteja ligada por um nó a outro(s) arco(s). Diferentemente do arco, o nó pode fazer múltiplas conexões. O resultado destas relações entre os nós e os arcos promove feições que caracterizam graficamente a redes. Nesse sentido, todo o conjunto de objetos que define essa trama encontra-se relacionada a uma ou mais tabelas de atributos no sistema computacional (ZEILER, 1999, p. 130). Do
ponto de vista lógico, a rede também é uma coleção de arcos e nós não espaciais que armazenam a conectividade da informação e se vinculam com certos atributos definidos numa tabela de dados, como fora visto na seção 3.1.6.
Uma grande vantagem dessa estrutura é que a rede geométrica permanece sempre associada a uma rede lógica, e esses elementos lógicos podem ser atualizados automaticamente sempre que for necessária a edição das feições da rede. Esta organização não aparece para o usuário, pois diz respeito a processamentos internos nos SIG, na verdade, o usuário interage com a rede geométrica e o sistema lógico oferece as bases para a execução de comandos.
A base do sistema lógico é a relação com a tabela de atributos, que descreve como os elementos da rede estão conectados (Figura 16).
Figura 16: Exemplo de relação entre objetos e tabela de atributos da rede: (a) Geometria da rede (objetos);
(b) tabela de atributos; (c) script que descreve a relação entre objeto e atributos; (d) script que descreve as relações topológicas da rede.
Nos modelos de dados descritos em redes nos SIG, o processo de modelagem espacial é definido por objetos geográficos. Cada feição do mapa possui uma localização geográfica exata e está associada a atributos descritivos presentes no banco de dados (Figura 16c,d).
NETWORK_OBJECTS INFO
// LatLong DecimalDegrees DATUM WGS84 SEPARATOR ;
INFO_END
-47.8787 ; -24.7097 ; 1203 ; Object ; LINES (id ac) -47.8804 ; -24.7117 ; 1493 ; Object ; LINES (id ad) -47.8814 ; -24.7069 ; 1508 ; Object ; LINES (id ab) END
NETWORK INFO
// LatLong DecimalDegrees DATUM WGS84 INFO_END 1 1 1 0.0 -47.8764 -24.7088 (iv) -47.8810 -24.7105 (i) END 2 1 1 0.0 -47.8799 -24.7128 (iii) -47.8810 -24.7105 (i) END 3 1 1 0.0 -47.8810 -24.7105 (i) -47.8817 -24.7091 -47.8812 -24.7047 -47.8807 -24.7033 (ii) END END (i) (ii) (iii) (iv) id(ac) id(ab) id(ad) (a) (c) (d) (b) Recorte observado NETWORK_OBJECTS INFO
// LatLong DecimalDegrees DATUM WGS84 SEPARATOR ;
INFO_END
-47.8787 ; -24.7097 ; 1203 ; Object ; LINES (id ac) -47.8804 ; -24.7117 ; 1493 ; Object ; LINES (id ad) -47.8814 ; -24.7069 ; 1508 ; Object ; LINES (id ab) END
NETWORK INFO
// LatLong DecimalDegrees DATUM WGS84 INFO_END 1 1 1 0.0 -47.8764 -24.7088 (iv) -47.8810 -24.7105 (i) END 2 1 1 0.0 -47.8799 -24.7128 (iii) -47.8810 -24.7105 (i) END 3 1 1 0.0 -47.8810 -24.7105 (i) -47.8817 -24.7091 -47.8812 -24.7047 -47.8807 -24.7033 (ii) END END (i) (ii) (iii) (iv) id(ac) id(ab) id(ad) (a) (c) (d) (b) Recorte observado
Como os objetos possuem relação topológica, o sistema permite a determinação do sentido do fluxo, que se dá pela direção da digitalização dos arcos (com possibilidades de inversão e fluxo bilateral); os nós da rede, que são as junções entre arcos, podem carregar informações sobre o custo de percurso ou impedimentos.
Estas estruturas permitiram aos desenvolvedores a implementação de ferramentas que se aplicam ao conhecimento do espaço geográfico, revertendo em resultados práticos que se aplicam à diversas finalidades: para a identificação de caminho ótimo entre dois ou mais pontos; para o reconhecimento da área de influência de dado objeto pontual, que pode representar um centro fornecedor ou receptor de um dado recurso; para a identificação de objetos (serviços) mais próximos de um determinado ponto; para a geocodificação de endereços. A maior eficácia dessas aplicações está no fato de o cálculo das distâncias se fazer sobre a rede e não por referências euclidianas, além disso, os modelos geralmente possibilitam a inserção de restrições sobre estas medidas, que são as impedâncias para o deslocamento.
O modelo de rede se estrutura com base em princípios que partem de conceitos da análise espacial. Os recursos de rede disponibilizados nos SIG prestam a aplicações práticas que se respaldam em conhecimento. Deve-se também entender como análise espacial a adoção e aplicação de metodologias e técnicas ao longo de todo o processo de seleção, construção, verificação e tratamento de dados que se faz em um SIG. Dessa forma, a análise espacial não é um mapa, mas o mapa pode ser produto de análise(s) espacial(is) que se dá(ão) no encaminhamento das atividades que organizam, estruturam e atribuem significados à rede e outros modelos geográficos. As análises são, por assim dizer, definidas nestas etapas e o resultado pode ser representações cartográficas ou descrições que remetem às reflexões, conjecturas e tomadas de decisão.
De acordo com Ferreira (2006, p. 102), a análise espacial é “a razão máxima e condição primordial da existência de um SIG”. Como atividade intelectual a análise espacial implica de conhecimento geográfico e por isso se sobrepõe a qualquer algorítmo implementado nos SIG. A propósito, o conjunto de funções disponibilizados nos SIG decorre da transferência de paradigmas fundamentais da ciência geográfica para o plano tecnológico. Foi, sobretudo a escola geográfica de origem anglo-saxônica, desenvolvida após a década de 1950, que desempenhou importante papel nessa esfera do conhecimento (FERREIRA, 2006, p.105).
No campo da análise de redes a investigação principia na geometria espacial. A estrutura de conexões é a base onde se desenvolvem as relações topológicas e a forma da rede define extensões e proximidades.
Haggett e Chorley (cf., 1969, p.31-318) identificam e descrevem diversas proposições de análise de redes em Geografia. As investigações sobre esta arquitetura podem se dar em diversos campos:
da estrutura geométrica da rede, onde a forma, a densidade, o padrão e ordem são colocados em evidência.
dos movimentos e fluxos, analisados com vistas à compreensão des custos diversos: implantação das redes, capacidade, direção, distribuição e eficiência; da alocação de redes, onde pode-se verificar aspectos ligados à localização
espacial de empreendimentos;
dos reflexos da rede sobre as áreas adjacentes, que eventualmente podem ser investigadas para a identificação de impactos promovidas pela própria rede; das condições para a implantação ou modificação da geometria das estruturas da
rede.
Na prática, a situação geográfica da rede determina condições específicas que interferem na eficiência de seus atributos. As mudanças contínuas no tempo e no espaço exigem da governaça intervenções constantes de análise e verificação das variações no padrão e função da rede que, por seu turno, requerem medidas preditivas e proposições de mudanças.