Geoprocessamento 3 Arquitetura 2020 1

(1)

“O poder da informação não está

em possuí-la mas em utilizá-la”

(2)

Impactos Sociais Integração dos Programas Gestão Ambiental Locação dos Recursos Gestão das Equipes de Campo Demandas de Abastecimento Obras de infraestrutura Gestão de Patrimônio Transparência e para Sociedade Gestão Estratégica Poços e Reservatórios Impactos Climáticos

GESTÃO DO TERRITÓRIO

Variáveis passiveis de análises correlacionada para composição do cenário e inferência em função do tempo espaço

(3)

GESTÃO EFICIENTE DO

TERRITÓRIO

INTEGRAÇÃO DE

(4)

DADOS ESPACIAIS

Dados com referência geográfica

Dados que associam a cada entidade ou fenômeno uma

localização na terra, traduzida por um

sistema geodésico de

referência

, em dado instante ou período de tempo, coletados

por levantamento de campo ou extraídos de produtos

cartográficos existentes

(5)

(6)

Sistemas de Informação Geográfica

Possuem duas componentes distintas:

• Gráfica (mapas);

• Não gráfica ou alfanumérica (tabelas). Também chamada

textual ou atributiva.

(7)

Base não gráfica

(tabela)

Gráfica- Mapa

Dado atributivo

relacionado ao dado

gráfico através de

geocódigo

(8)

Mapa sistema viário

Edificações

Uso e ocupação do solo

MDT

Mundo real

Os dados gráficos são organizados na forma de planos de informações ou

layers.

(9)

+

Dados não espaciais ou

alfanuméricos ou

descritivos

Dados não espaciais ou

alfanuméricos ou

descritivos

Dados espaciais ou gráficos

ou geográficos

Dados espaciais ou gráficos

ou geográficos

Atributos/informação

Temática

Representados de

acordo com uma escala

de medição

Forma e Posição/

características

geográficas

Representação Matricial e

Vetorial

Dados em Geoprocessamento

(10)

• São atributos que ajudam a descrever as

características do objeto espacial;

• Estão ligados aos elementos espaciais através de

identificadores (geocódigos);

• Podem fornecer informações qualitativas ou

quantitativas;

• Uma maneira simples de armazenar atributos é com

o uso de tabelas;

(11)

código: Lg 425

tipo: praça

nome: XV de

novembro

descrição: área

verde de

domínio público

Dados DESCRITIVOS

(12)

• Para representar dados geográficos no computador,

temos de descrever sua variação no espaço e no

tempo: “qual é o valor deste dado aqui e agora?”

• O processo de medida consiste em associar

números ou símbolos a diferentes ocorrências de

um mesmo atributo, para que a relação dos

números ou símbolos reflita as relações entre as

ocorrências mensuradas.

(13)

DADOS ESPACIAIS

• Posição Espacial

• Tempo

• Forma de armazenamento

• Relações Espaciais

• Características básicas:

(14)

• Posição Espacial

Localização absoluta expressa em coordenadas

de algum sistema de referência

– Exemplo: sistema de coordenadas geográficas,

sistema plano/cartesiano, etc;

(15)

DADOS ESPACIAIS

localização:

L1: (78,53),(86,73),

. . .

L6: (88,46), (78,53)

L1 L2 L5 L6 L3 L4

• Posição Espacial

(16)

- quando o fenômeno ocorreu;

- quando o dado foi coletado;

• Tempo

(17)

• Armazenamento computacional

DADOS ESPACIAIS

• Modelos de dados:

(18)

• Ponto: abrange todas as entidades que podem ser

representadas por um único par de coordenadas;

• Linhas, arcos ou elementos lineares: são um conjunto

de pontos conectados;

• As áreas ou polígonos: são representados por um

conjunto de linhas que a compõem com repetição do

primeiro ponto.

(19)

PONTO: definido por um par de coordenadas

LINHA: definida por uma lista de coordenadas

POLÍGONO: definido por uma lista de pares de coordenadas, onde primeiro = último

(20)

LINHA POLÍGONO

(21)

(22)

Estrutura Vetorial

Aquisição de Dados

Imagens de Satélites Fotografias Aéreas Correção de Orientação e Distorção Detecção de Bordas, Classificação e Segmentação Vetorização de Pontos, Linhas e Polígonos Rasterização Digitalização Pontos, Linhas e Polígonos Correção de Orientação e Distorção Planos de Informação Mapas Temáticos

(23)

Mesa Digitalizadora Restituição fotogramétrica Receptores GPS Estações Totais

Estrutura Vetorial

Aquisição de Dados

(24)

• A representação matricial consiste no uso de uma

malha quadriculada regular sobre a qual se constrói,

célula a célula, o elemento que está sendo

representado;

• O espaço é representado por uma matriz P(m,n)

composta de m colunas e n linhas, onde cada célula

(pixel) possui um número de linha, um número de

coluna e um valor correspondente ao atributo

estudado, sendo cada célula individualmente

acessada pelas suas coordenadas;

(25)

Empregados em Imagens

Unidade de Trabalho: Pixel ou Célula

Escala de Representação Função da Resolução Espacial

Custo Menor que o do Mapa Tipo Traço

Atualização Depende da Resolução Temporal

Estrutura Raster

colunas

linhas

Pixel = Ponto Linha Polígono

(26)

Aramzenamento

Matricial: Linhas - Colunas - Valor

Mapa Arquivo de Dados

(27)

Resolução Espacial: Tamanho do Pixel

Resolução 20metros

Imagem Ampliada

(28)

Resolução: 0,70cm

Resolução Espacial: Tamanho do Pixel

(29)

PIXEL

(30)

Aquisição de Dados

Imagens de Satélites Fotografias Aéreas Rasterização Digitalização Pontos, Linhas e Polígonos Correção de Orientação e Distorção Planos de Informação Mapas Temáticos

Estrutura Raster

(31)

Satélites de Observação da Terra

CBERS: Chinese-Brazilian Earth Resources Satellite

Resoluções Espaciais: 20, 80 e 260 Metros

Preço das Imagens: Gratuito (INPE)

LANDSAT 7: Earth Resources Technology Satellite – USA

Resoluções Espaciais: 15, 30, 60, 120 Metros

Preço das Imagens: Mediante Consulta (INPE)

Aquisição de Dados

(32)

SPOT 4: Sistéme Probatoire de L’Observation de la Terre - França

(http://www.intersat.com.br)

Resoluções Espaciais: 20 E 10 Metros

Preço das Imagens: Mediante Consulta

IKONOS: Space Imaging (http://www.engesat.com.br)

Resoluções Espaciais: 4 E 1 Metro

Preço das Imagens: Mediante Consulta

QUICKBIRD: Digital Globe (http://www.engesat.com.br)

Resoluções Espaciais: 0,61; 0,72; 2,4 E 2,8 Metros

Preço das Imagens: Mediante Consulta

(33)

RESOLUÇÃO ESPACIAL: é definida pelo tamanho da célula

RESOLUÇÃO RADIOMÉTRICA: pela quantidade de tons de cinza

RESOLUÇÃO ESPECTRAL: pelo comprimento de onda sensível ao sensor

RESOLUÇÃO TEMPORAL: pela freqüência de imageamento da mesma cena

A estrutura raster é formada por uma matriz, que define a posição por

linhas e colunas, e cada célula possui um valor Z.

PROPRIEDADES

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

Resolução Espectral

Comprimento de Onda

Sensível ao Sensor

Exemplo

450 – 520 nm Azul 520 – 590 nm Verde 630 – 690 nm Vermelho

Imagem Pancromática: Único Sensor (Banda Única) Imagem Multiespectral: Vários Sensores (Bandas Múltiplas)

Estruturas de Dados Espaciais

(39)

Imagem Infravermelho

Exemplo

770 – 890 nm Infra Vermelho 520 – 590 nm Verde 630 – 690 nm Vermelho

Resolução Espectral

Estrutura Raster ou Matricial

(40)

(41)

Resolução Radiométrica

Imagem original _{64 níveis} _{Imagem passa alta}_{256 níveis}

Contraste da

Imagem

Exemplo

Imagem 2 bits (bitonal ou binária) 8 bits

11 bits

Estruturas de Dados Espaciais

(42)

Estruturas de Dados Espaciais

(43)

Estruturas de Dados Espaciais

Estrutura Raster ou Matricial

Resolução Temporal

Intervalo de tempo

em que ocorre a

aquisição das

imagens

Exemplo

1 dia 16 dias 26 dias

(44)

(45)

Área Piloto

Raster Vetorial

(46)

• Relações Espaciais

DADOS ESPACIAIS

Definem como as entidades se relacionam entre

si e entre as demais;

Incluem conceitos

topológicos

(vizinhança,

pertinência),

métricos

(distância) e

direcionais

(47)

Quando queremos armazenar explicitamente as relações de

adjacência, utilizamos formas específicas de

representação vetorial: representações topológicas.

TOPOLOGIA

Características do Modelo Topológico

 análises espaciais sem o uso dos dados de coordenadas;

 custo;

 fator custo/benefício tende fortemente a inclusão de uma

base topológica em um banco de dados SIG;

(48)

TOPOLOGIA

• Topologia Arco-Nó

Associada a uma rede linear conectada. Um nó pode ser

definido como um ponto de intersecção entre duas ou

mais linhas. Nenhuma linha poderá estar desconectada

das demais.

(49)

Conceitos Básicos

• Topologia Arco-Nó-Polígono

Utilizada quando

se quer

representar

elementos

gráficos do tipo

área.

TOPOLOGIA

(50)

A Topologia descreve a relação entre os objetos ou grupos

de objetos representados no desenho, armazenando

informações sobre os seus atributos e permitindo a

realização de análises espaciais.

TIPOS DE TOPOLOGIA

TOPOLOGIA

PONTO

LINHA

POLÍGONO

LOCALIZAÇÃO

Coordenadas

X,Y

Série de Coordenadas

X,Y

Limites de Coordenadas

X,Y

DIMENSÃO

Nenhuma

Comprimento

Área/Perímetro

(51)

O modelo topológico arco-nó sintetiza os conceitos

discutidos. A entidade básica é o arco, sendo

consideradas as seguintes premissas:



Um arco é identificado pôr uma série de pontos

que começam e terminam em um nó;



um nó é um ponto de interseção de 2 ou mais

arcos, ou então, início e fim de um arco aberto;



nós isolados, não conectados a arcos, representam

pontos; e



um polígono é uma figura formada pôr uma cadeia

de arcos que se fecham.

Topologia Arco-Nó

TOPOLOGIA

(52)

 Arcos que se conectam em torno de uma área materializam um polígono,

caracterizando uma definição de área;

ARMAZENAMENTO – TOPOLOGIA POLÍGONO ARCO

Definição de Áreas

Exemplo: Arcos 4, 6, 7 e 10 limitam externamente

(53)

TOPOLOGIA

Contigüidade

Os polígonos adjacentes sempre compartilham arcos em comum. Como cada arco tem uma direção (do nó para o nó), torna-se possível identificar polígonos à direita e à esquerda.

Na implementação da contigüidade existe um polígono especial que é chamado de externo ou universo e representa a área externa a todos os demais.

(54)

 Arcos tem direção e logicamente lados direito e esquerdo,

caracterizando uma contigüidade;

ARMAZENAMENTO – TOPOLOGIA POLÍGONO ARCO

Exemplo: O polígono 2 está à esquerda do arco 6

e o polígono 5 à direita.

(55)

TOPOLOGIA

Conectividade

Os pares de coordenadas X,Y ao longo de cada arco são chamados

vértices e definem sua forma.

Alguns vértices têm tratamento diferenciado, são os chamados nós, materializados pela interseção ou pelo início e fim de arcos abertos.

O arco pode ser compreendido como todo segmento conectado a dois nós.

A identificação de um nó inicial (do nó) e de um final (para o nó) para que se possa definir o sentido do arco.

(56)

Exemplo: os arcos 3, 4, 5 e 6 se conectam ao nó 3.

Conclui-se que, é possível caminhar sobre o arco 5 e passar para o arco 3, pois estes

têm um nó comum, o nó 3.

Não é possível passar diretamente do arco 5 para o 9, porque não existe nó comum a ambos.

 Arcos se conectam com outros em nós, caracterizando uma

conectividade

(57)

TOPOLOGIA

Topologia Arco-Nó

A Topologia é armazenada em 3 tabelas de dados,

uma para tipo de elemento espacial (ponto, linha e polígono).

Na quarta tabela são armazenadas as coordenadas dos arcos, para

garantir a veracidade de suas formas.

(58)

TOPOLOGIA

Topologia Arco-Nó

TOPOLOGIA DE NÓS NÓ ARCO N1 a1,a3,a4 N2 a1,a2,a5 N3 a2,a3,a5 N4 a4 N5 a6 N6 a7

(59)

TOPOLOGIA

TOPOLOGIA DE ARCOS

ARCO NÓ INICIAL NO FINAL POL. ESQ. POL. DIR.

a1 N1 N2 E A a2 N2 N3 E B a3 N3 N1 E A a4 N4 N1 A A a5 N3 N2 A B a6 N5 N5 B B a7 N6 N6 B C

Topologia Arco-Nó

(60)

TOPOLOGIA

Topologia Arco-Nó

TOPOLOGIA DE POLÍGONOS POLÍGONO ARCOS A a1,a5,a3 B a2,a5,0,a6,0,a7 C a7 D a6 E Universo

(61)

TOPOLOGIA

Topologia Arco-Nó

COORDENADAS DOS ARCOS

ARCOS INICIO INTERMEDIÁRIO FINAL

a1 40,60 70,60 70,50 a2 70,50 70,10;10,10 10,25 a3 10,25 10,60 40,60 a4 40,60 30,50 30,40 a5 10,25 20,27;30,30;50,32 70,50 a6 30,20 30,20 a7 55,27 55,15;40,15;45,27 55,27