156
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO MÉDIA E TECNOLÓGICA CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO ESPÍRITO SANTO GERÊNCIA DE APOIO AO ENSINO COORDENADORIA DE RECURSOS DIDÁTICOS INTRODUÇÃO AO ARCEDITOR 9.X E À ANÁLISE ESPACIAL COORDENADORIA DE GEOMÁTICA

Apostila ArcGIS Desktop

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Apostila ArcGIS Desktop

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOSECRETARIA DE EDUCAÇÃO MÉDIA E TECNOLÓGICACENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO ESPÍRITO SANTOGERÊNCIA DE APOIO AO ENSINOCOORDENADORIA DE RECURSOS DIDÁTICOS

INTRODUÇÃO AO ARCEDITOR 9.X E À ANÁLISE ESPACIAL

COORDENADORIA DE GEOMÁTICA

Page 2: Apostila ArcGIS Desktop

Sumário1. Introdução ao ArcGIS Desktop 9.x.................................................................................................10

1.1 Principais Fontes de Dados e Formatos de Arquivo................................................................121.2 Conceitos Básicos do ArcGIS Desktop 9.x.............................................................................131.3 Objetivos..................................................................................................................................141.4 Dados Necessários...................................................................................................................151.5 Procedimentos..........................................................................................................................16

1.5.1 Navegação pelo Mapa......................................................................................................181.5.2 Alteração da Legenda.......................................................................................................211.5.3 Consultas por Atributo e Manipulação de Tabelas..........................................................23

1.5.3.1 Exercícios.................................................................................................................261.5.4 Relacionamentos Espaciais..............................................................................................27

1.5.4.1 Exercícios.................................................................................................................291.5.5 Sistemas de Projeção........................................................................................................291.5.6 Confecção de um Layout..................................................................................................31

1.6 Exercícios.................................................................................................................................331.7 Referências...............................................................................................................................33

2. Análise de Proximidade Vetorial....................................................................................................342.1 Objetivo...................................................................................................................................342.2 Dados Necessários ..................................................................................................................342.3 O Problema..............................................................................................................................342.4 Procedimentos..........................................................................................................................35

2.4.1 Carregando a base de dados necessária............................................................................352.4.2 Definindo um sistema de projeção para o Data Frame....................................................362.4.3 Transformação de coordenadas geográficas em coordenadas UTM................................372.4.4 Executando a união espacial............................................................................................392.4.5 Identificando as sedes municipais atendidas....................................................................412.4.6 Criando um novo PI com as feições selecionadas............................................................412.4.7 Calculando a população dos municípios na área de cobertura ........................................422.4.8 Traçando buffers para as torres de telefonia celular.........................................................47

2.5 Exercícios.................................................................................................................................503. Sobreposição de Mapas Vetoriais ..................................................................................................52

3.1 Objetivos..................................................................................................................................523.2 Dados Necessários...................................................................................................................533.3 Procedimentos..........................................................................................................................54

3.3.1 Cálculo do valor unitário (R$/m2) de cada lote...............................................................543.3.2 Sobreposição vetorial dos mapas.....................................................................................56

3.4 Exercício..................................................................................................................................653.4.1 Objetivo............................................................................................................................653.4.2 Fatores a serem considerados...........................................................................................653.4.3 Material............................................................................................................................653.4.4 Resultados esperados.......................................................................................................663.4.5 Bibliografia......................................................................................................................66

2

Page 3: Apostila ArcGIS Desktop

4. Intercâmbio de dados entre o AutoCAD Map e o ArcGIS.............................................................674.1 Objetivos..................................................................................................................................684.2 Dados Necessários...................................................................................................................684.3 Procedimentos..........................................................................................................................69

4.3.1 Codificação de feições a partir de layer de texto..............................................................754.4 Exercícos..................................................................................................................................78

5. Introdução aos Dados Matriciais (Raster)......................................................................................795.1 Objetivos..................................................................................................................................795.2 Dados Necessários...................................................................................................................795.3 Procedimentos..........................................................................................................................805.3 Exercícios.................................................................................................................................92

6. Escoamento Superficial e Características Morfométricas de uma Bacia Hidrográfica..................936.1 Objetivos..................................................................................................................................946.2 Dados Necessários...................................................................................................................956.3 Procedimentos..........................................................................................................................95

6.3.1 Criação do Modelo Digital de Elevação no formato TIN................................................956.3.2 Criação do Modelo Digital de Elevação no formato raster..............................................986.3.2 Determinação das Direções de Escoamento Superficial................................................1016.3.3 Determinação das áreas de contribuição e da rede de drenagem...................................1056.3.4 Determinação das áreas de contribuição para pontos de foz..........................................1066.3.4 Cálculo dos parâmetros morfométricos da microbacia..................................................1086.3.5 Georreferenciamento de uma imagem CBERS..............................................................109

6.4 Exercícios...............................................................................................................................1097. Determinação da Altura Máxima de Edificações sob a Zona de Proteção do Aeródromo deVitória-ES.........................................................................................................................................110

7.1 Objetivos................................................................................................................................1157.2 Dados Necessários.................................................................................................................1157.3 Procedimentos........................................................................................................................116

8. Rótulos Dinâmicos e Anotações...................................................................................................1308.1 Objetivos................................................................................................................................1318.2 Dados Necessários.................................................................................................................1318.3 Procedimentos........................................................................................................................131

8.3.1 Uso de rótulos dinâmicos...............................................................................................1318.3.1.1 Uso combinado de mais de um campo...................................................................1328.3.1.2 Uso de comandos condicionais..............................................................................1338.3.1.3 Agrupamento de feições em classes.......................................................................133

8.3.2 Escala de referência........................................................................................................1348.3.3 Uso de anotações armazenadas em arquivos mxd.........................................................1358.3.4 Uso de anotações armazenadas em geodatabases..........................................................138

8.3.4.1 Criação do Personal Geodatabase..........................................................................1388.3.4.2 Importação do plano de informação para o geodatabase........................................1398.3.4.3 Criação do plano de informação do tipo annottation..............................................1398.3.4.4 Conversão dos rótulos para anotações....................................................................141

8.3.5 Importação de textos armazenados em CADs................................................................1429. Aplicações em redes de sistemas viários......................................................................................144

9.1 Objetivos................................................................................................................................1449.2 Dados Necessários.................................................................................................................1459.3 Procedimentos........................................................................................................................145

9.3.1 Otimização de rotas........................................................................................................146

3

Page 4: Apostila ArcGIS Desktop

9.3.2 Acessibilidade a pontos de ônibus.................................................................................1519.3.3 Localização de equipamentos ou serviços mais próximos.............................................154

9.4 Exercícios...............................................................................................................................1569.5 Bibliografia............................................................................................................................156

10. Estruturação de redes no ArcGIS................................................................................................15710.1 Objetivos..............................................................................................................................16010.2 Dados Necessários...............................................................................................................16010.3 Procedimentos......................................................................................................................160

10.3.1 Divisão dos logradouros em trechos............................................................................16010.3.2 Criação dos campos de impedância e de sentidos de tráfego.......................................16010.3.3 Criação do plano de informação para modelar as conversões proibidas......................16110.3.4 Criação do Network Dataset........................................................................................16110.3.5 Criação das conversões proibidas................................................................................162

10.4 Exercícios.............................................................................................................................162About flipping lines.....................................................................................................................162How to flip lines..........................................................................................................................163

11. Projeto e Implementação de um Banco de Dados Geográficos..................................................16411.1 Objetivos..............................................................................................................................16511.2 Dados Necessários...............................................................................................................16511.3 Procedimentos......................................................................................................................165

11.3.1 Modelo Conceitual de Dados (MCD)..........................................................................16511.3.2 Modelo Lógico de Dados (MLD).................................................................................16611.3.3 Implementação no PostgreSQL/PostGIS.....................................................................16611.3.4 Implementação no MSAccess (Personal Geodatabase/ESRI)......................................16611.3.5 Implementação no SQLServer/ArcSDE.......................................................................169

11.4 Exercícios.............................................................................................................................16911.5 Referências...........................................................................................................................173

1. TÍTULO........................................................................................................................................1751.1 Objetivos................................................................................................................................1751.2 Dados Necessários.................................................................................................................1751.3 Procedimentos........................................................................................................................1751.4 Exercícios...............................................................................................................................175

APÊNDICE......................................................................................................................................176GLOSSÁRIO DO ARCGIS.........................................................................................................176ORGANIZAÇÃO DE MODELOS PARA MAPAS...................................................................176MIGRANDO DA VERSÃO 3.X PARA A VERSÃO 9.X.........................................................177

POSSÍVEIS EXERCICIOS/PRÁTICAS..........................................................................................182APRIMORAMENTOS.....................................................................................................................183DÚVIDAS........................................................................................................................................183

4

Page 5: Apostila ArcGIS Desktop

Lista de FigurasFigura 1. Pacote de aplicativos da ESRI.............................................................................................10Figura 2. Pacote de aplicativos da ESRI e sua relação com fontes de dados.....................................11Figura 3. Acesso aos comandos de alteração do modo de visualização da área de trabalho. ...........13Figura 4. Tela inicial do ArcMap.......................................................................................................16Figura 5. Interface principal do ArcMap............................................................................................17Figura 6...............................................................................................................................................18Figura 7. Janelas Magnifier e Overview.............................................................................................21Figura 8. Tabela de atributos associada ao plano de informação sedemunicipal1.............................23Figura 9. Comandos para colunas.......................................................................................................24Figura 10. Resumo estatístico e distribuição de frequência do campo TOTHM69............................24Figura 11. Construção de consultas por atributo................................................................................25Figura 12. Seleção de feições com base em relacionamentos espaciais.............................................28Figura 13. A atribuição dos sistemas de referëncia e de projeção ao Data Frame..............................37Figura 14. Projeção de mapas no ArcToolbox...................................................................................38Figura 15. Configuração para projeção do shapefile municipios.......................................................38Figura 16 Configurações para realizar a união espacial.....................................................................40Figura 17. Seleção das sedes atendidas pela antena mais próxima....................................................41Figura 18. Criação de um novo Shapefile com as feições selecionadas.............................................42Figura 19. Junção das tabelas Sedes_OK e Municipios_UTM..........................................................43Figura 20. Cálculo da população atendida por cada antena................................................................44Figura 21. Conclusão do resumo .......................................................................................................44Figura 22. Junção das tabelas Antenas e Pop_Ant.............................................................................45Figura 23. Criação do campo Pop_2000.............................................................................................46Figura 24. Aviso sobre a edição de tabelas fora de uma sessão de edição.........................................46Figura 25. Atribuição de valores entre campos..................................................................................47Figura 26. Caixa de diálogo padrão para o traçado de Buffers...........................................................48Figura 27. Tela inicial do Assistente para traçado de Buffers............................................................49Figura 28. Especificação dos parâmetros para criação dos buffers....................................................49Figura 29. Parâmetros finais dos buffers............................................................................................50Figura 30. Criação do campo VAL_UNIT.........................................................................................55Figura 31. Cálculo do valor unitário (R$/m2) de cada lote................................................................55Figura 32. Interseção entre os layers Lotes e Inund............................................................................56Figura 33. Sobreposição dos layers Lotes e Inund..............................................................................57Figura 34. Um exemplo de multi-feições...........................................................................................58Figura 35. Lotes que serão "explodidos"............................................................................................59Figura 36. Cálculo da área dos polígonos...........................................................................................60Figura 37. Fragmentos dos lotes atingidos pela inundação................................................................61Figura 38. Totalização dos campos AREA e Perda............................................................................63Figura 39. União da tabela Tot-Lot-Inund à tabela LOTES. .............................................................64Figura 40. Os dois modos de inserção de um arquivo CAD..............................................................69Figura 41. Layer sem referência espacial. Os dados não poderão ser projetados...............................69Figura 42. Controle de visibilidade dos layers do arquivo Talhos.dwg.............................................70Figura 43. Tipos de geometria reconhecidas pelo ArcMap................................................................71Figura 44. Tabela de contéudo (TOC)................................................................................................71Figura 45. Exportação do layer com os eixos de estradas..................................................................72Figura 46. Adição do layer exportado ao Data Frame ativo...............................................................72

5

Page 6: Apostila ArcGIS Desktop

Figura 47. Exportação do layer Represas...........................................................................................73Figura 48. Escolha do local, do nome do arquivo e do formato de exportação..................................74Figura 49. Configurações para exportar a topologia dos talhões........................................................74Figura 50. Incorporação dos ID's aos talhões.....................................................................................75Figura 51. Criação da coluna IDTalhao..............................................................................................76Figura 52. Junção entre as tabelas TalhoesID.dbf e Talhoes.dbf........................................................77Figura 53. Lista de extensões disponíveis..........................................................................................80Figura 54. Configuração do diretório de trabalho, dos limites e da resolução dos grids a seremcriados.................................................................................................................................................81Figura 55. Conversão entre formatos..................................................................................................82Figura 56. Propriedades associadas a um layer no formato matricial.................................................84Figura 57. Criação de superfície de distância.....................................................................................84Figura 58. Superfície de distâncias gerada a partir da sede da fábrica...............................................85Figura 59. Caixa de diálogo Raster Calculator...................................................................................86Figura 60. O grid Area1......................................................................................................................87Figura 61. Exemplo do comando Region Group................................................................................88Figura 62. Comando Region Group....................................................................................................88Figura 63. Conversão do formato matricial para o vetorial................................................................90Figura 64. Representações matricial e vetorial do polígono cujo GRIDCODE é 36.........................90Figura 65. Microbacia do Ribeirão do Firme.....................................................................................96Figura 66. Carregamento das extensões.............................................................................................96Figura 67. Comando para a modelagem de superfícies usando a representação TIN........................97Figura 68. Parâmetros do comando Topo to Raster.........................................................................100Figura 69. Criação das curvas de nível a partir do MDE no formato matricial................................101Figura 70. Criação do mapa com as direções de escoamento...........................................................103Figura 71. Criação do mapa com os azimutes correspondentes aos valores de direções deescoamento.......................................................................................................................................104Figura 72. Criação de pontos para cada centro de pixel...................................................................104Figura 73. Criação da rede de drenagem..........................................................................................106Figura 74. Determinação das áreas de contribuição de pontos de foz..............................................107Figura 75. Delimitação das áreas de contribuição para pontos de foz..............................................107Figura 76. Cálculo dos parâmetros morfométricos...........................................................................108Figura 77. Gabaritos da Pista 05/23..................................................................................................113Figura 78. Alguns dos gabaritos da pista 05/23 e parte dos lotes atingidos.....................................114Figura 79. Caixa de diálogo com as extensões disponíveis..............................................................117Figura 80. Comando para a modelagem de superfícies usando a representação TIN......................118Figura 81. Caixa de diálogo usada para criar MNT's TIN................................................................118Figura 82. TIN criado a partir das curvas de nível e pontos cotados. Detalhe em destaque.............120Figura 83. Valores associados ao MDE TINTerreno........................................................................120Figura 84. Conversão de feições bi para tri-dimensionais................................................................121Figura 85. Criação do layer tri-dimensional VLTerreno3D.............................................................122Figura 86. Exemplo de consulta aos valores de Z............................................................................128Figura 87: Configuração dos rótulos (labels)...................................................................................132Figura 88: Criação das anotações.....................................................................................................136Figura 89: Annotation Goups associados ao data frame..................................................................137Figura 90: As propriedades de um grupo de anotações....................................................................137Figura 91: Barra de ferramentas com diversos comandos para criação e alteração de anotações....138Figura 92: Importação de plano de informação................................................................................139Figura 93: Criação de um plano de informação para armazenar anotações.....................................140

6

Page 7: Apostila ArcGIS Desktop

Figura 94: Classe Anno_2_3............................................................................................................140Figura 95: Relacionamento entre os planos de informação Bairros e Ano_Bairros.........................141Figura 96: Conversão dos rótulos em anotações armazenadas em geodatabases.............................142Figura 97: PI Ano_Bairros................................................................................................................142Figura 98: Convenções gráficas........................................................................................................145Figura 99: Barra de ferramentas do Network Analyst......................................................................146Figura 100: Layers para os pontos de parada, barreiras e rotas calculadas.......................................146Figura 101: Janela Network Analyst window..................................................................................147Figura 102: Indicação dos pontos de partida (1) e de chegada (2)...................................................147Figura 103: Configurações para cálculo da rota...............................................................................148Figura 104: Itinerário da rota............................................................................................................148Figura 105: Resultado do processamento.........................................................................................149Figura 106: Rota. que considera os sentidos de tráfego e as conversões proibidas..........................150Figura 107: Itinerário da segunda rota..............................................................................................150Figura 108: Layers utilizados na criação de áreas de serviço...........................................................151Figura 109: Configurações para o cálculo das áreas de influência...................................................152Figura 110: Resultado do cálculo das áreas de influência................................................................153Figura 111: Parâmetros de configuração utilizados no cálculo dos pontos de ônibus mais próximos...155Figura 112: Itinerário do ponto de partida até os três pontos de ônibus mais próximos..................155Figura 113: As três rotas que foram calculadas................................................................................156Figura 114: Conversões possíveis em uma junção de três arcos (ESRI)..........................................158Figura 115: Exemplo de conversão que envolve mais de dois arcos (ESRI)...................................158Figura 116: Legenda configurada a partir das propriedades de simbologia do network dataset ....162Figura 117: Criação de um personal geodatabase............................................................................167Figura 118: Feature Dataset..............................................................................................................168Figura 119: Importação de planos de informação para o geodatabase.............................................168Figura 120 Modelos disponíveis para construção de um novo mapa...............................................177

7

Page 8: Apostila ArcGIS Desktop

Lista de QuadrosQuadro 1. Ícones representativos das principais fontes de dados e formatos de arquivo utilizados noArcGIS................................................................................................................................................12Quadro 2. Dados a serem utilizados na prática 1................................................................................15Quadro 3. Descrição dos comandos da barra de ferramentas Tools...................................................19Quadro 4. Descrição geral dos planos de informação a serem utilizados nesta prática......................53Quadro 5: Avaliação de acessibilidade. Adaptado de Ferraz e Torres (2004)..................................152Quadro 6: Campos padronizados utilizados no ArcGIS...................................................................161Quadro 7. Resumo dos principais comandos, em ambas as versões do ArcView............................181

8

Page 9: Apostila ArcGIS Desktop

PREFÁCIO

O objetivo desta apostila é o de dar suporte ao conteúdo prático da disciplina de Sistema de

Informações Geográficas, ministrada para os cursos Técnico em Geomática, Técnico em

Transportes e Tecnólogo em Saneamento Ambiental. Embora sejam áreas distintas, sempre haverá

uma convergência para o uso de SIGs quando o problema a ser tratado demandar o uso de mapas.

Ao longo das diversas aulas práticas que compõem esta apostila procurou-se explorar

algumas das aplicações dos SIGs.

A escolha dos softwares de SIG produzidos pela empresa ESRI se deve, entre outros fatores:

liderança de mercado; base instalada, o que facilita a inserção dos alunos no mercado de trabalho;

interface amigável, favorecendo a aprendizagem de alunos iniciantes.

Prof. Wellington D. Guimarães

Coordenadoria de Geomática

9

Page 10: Apostila ArcGIS Desktop

Preparado por: Prof. Wellington D. Guimarães. Versão 1.0

1. Introdução ao ArcGIS Desktop 9.xO software ArcEditor foi desenvolvido pela empresa Environmental Systems Research

Institute (ESRI), e faz parte de um pacote denominado sistema ArcGISTM, que é um SIG formado

por três componentes principais, conforme indicam as figuras1 e 2:

➢ ArcGIS Desktop – conjunto de softwares voltados à produção de mapas e à análise de dados

espaciais. São utilizados como software cliente em sistemas mono ou multi-usuário (num

ambiente de intranet ou internet). Disponível em três versões: ArcView, ArcEditor ou ArcInfo.

O CEFETES possui as versões ArcView e ArcEditor. Importante ressaltar que a interface é a

mesma, independente da versão. O que muda é o incremento de funcionalidade entre a versão

mais simples – ArcView, e a mais completa – ArcInfo.

➢ ArcSDE TM – software que faz a interface entre o ArcGIS Desktop e um SGBD (Sistema

Gerenciador de Banco de Dados), permitindo que dados espaciais sejam armazenados em

SGBDs comerciais (Oracle, Microsoft SQL Server, IBM® DB2®, Informix®). A

funcionalidade do software cliente dependerá da versão: ArcView, ArcEditor ou ArcInfo.

Necessário em sistemas multi-usuário. O CEFETES também possui uma cópia deste software.

➢ ArcIMS R – software que permite distribuir dados espaciais na Internet.

10

Figura 1. Pacote de aplicativos da ESRI.

Page 11: Apostila ArcGIS Desktop

O ArcGIS Desktop compõem-se de cinco softwares principais: ArcMap, ArcCatalog,

ArcGlobe, ArcScene e ArcReader.

ArcMap – ambiente para interação com mapas. Permite produzir e consultar mapas, realizar

sua edição e também análises espaciais.

ArcCatalog - aplicativo utilizado para organizar e gerenciar dados geográficos – por

exemplo, associar um sistema de referência a uma fonte de dados. Possui ferramentas para

manutenção de metadados. Nele também é possível visualizar os documentos Map.

ArcGlobe – aplicativo usado para criar animações que façam uso do globo terrestre.

ArcScene – software usado na criação de animações em geral, como vôos virtuais sobre

modelos digitais de elevação (MDE's).

ArcReader – software gratuito disponibilizado pela ESRI que possui recursos básicos de

visualização e exploração de mapas.

Também merece destaque a barra de ferramentas ArcToolBox, que agrupa um conjunto de

funções para processamento de dados espaciais. Por exemplo: exportação e importação de dados de

outros formatos; gerenciamento de sistemas de projeção; operações de sobreposição de mapas;

traçado de buffers; geocodificação; álgebra de mapas; interpolação de superfícies; modelagem

hidrológica, etc. A funcionalidade disponível estará limitada de acordo com o pacote adquirido

(ArcView, ArcEditor ou ArcInfo).

11

Figura 2. Pacote de aplicativos da ESRI e sua relação com fontes de dados.

Page 12: Apostila ArcGIS Desktop

1.1 Principais Fontes de Dados e Formatos de Arquivo

Uma Fonte de Dados (Data Source) pode ser definida como sendo qualquer formato dearquivo reconhecido pelo ArcGIS Desktop. Ele trabalha com uma diversidade de formatos dearquivo, sendo que, para cada um deles, há um ícone associado, o que facilita sua identificação e,consequentemente, o manuseio dos mesmos.

No quadro abaixo estão listados os principais formatos de arquivo utilizados no ArcGIS eseus ícones correspondentes.

Ícone Tipo de arquivo Geometria Associada

Ícone do arquivo de layer (.lyr)

Shapefile (*.shp) Ponto

Feature class armazenada em Geodatabase Ponto

Shapefile (*.shp) Linha

Feature class armazenada em Geodatabase Linha

Shapefile (*.shp) Polígono

Feature class armazenada em Geodatabase Polígono

Raster (GRID, BIL, ERS, TIF, BMP, JPG,...) Pixel

Rede triangular TIN Triângulo

Geodatabase (*.mdb) Todas

Feature Dataset

Network Dataset Pontos e linhas

CAD (.dwg, .dxf, .dgn) Todas

CAD Ponto

CAD Linha

CAD Polígono

CAD (anotações) Texto

Tabela (.dbf) ––––

Mapa (.mxd) ––––

Quadro 1. Ícones representativos das principais fontes de dados e formatos de arquivo utilizados no ArcGIS.

12

Page 13: Apostila ArcGIS Desktop

1.2 Conceitos Básicos do ArcGIS Desktop 9.x

Map (mapa) – arquivo binário (não pode ser visualizado em um editor de textos) criado no

ArcMap que armazena informações sobre a organização de um conjunto de dados agrupados para

um propósito qualquer. Como exemplo de informações contidas em um arquivo map, temos:

➢ a localização das fontes de dados (nome dos arquivos e os respectivos diretórios) –

espaciais ou não – adicionados à área de trabalho do ArcMap;

➢ a forma de apresentação das fontes de dados espaciais - simbologia, como opções de

legenda e disposição dentro de cada Data Frame;

➢ Data Frames criados, com a correspondente lista de layers adicionados a cada um deles,

o sistema de projeção, seus nomes, escala, etc;

➢ configurações de interface, como posição das barras de ferramentas, barras de

ferramentas e menus personalizados criados pelo usuário, etc;

O arquivo Map possui a extensão .mxd. Pode-se trabalhar com apenas um documento Map

de cada vez em uma sessão do ArcMap. Se você precisar de mais de um documento Map ao mesmo

tempo, inicie outras sessões do ArcMap. O mapa poderá ser visualizado nos modos Data View

(vista dos dados) ou Layout View (vista do esquema).

Data View – modo de visualização indicado quando o foco da sua atenção for os dados

geográficos, uma vez que os dados marginais que compõem o mapa são omitidos (Norte, escala

gráfica, legenda, canevá, etc).

Layout View – usado para compor a página a ser impressa. É nesta página que serão

inseridos os dados marginais da carta – legenda, escala, escala gráfica, orientação, canevá, título,

etc. Provavelmente será mais utilizado na fase final de seu trabalho, quando estiver pensando em

mapas impressos ou relatórios para o seu cliente. Ao contrário do ArcView 3.X, onde um projeto

(.apr) pode conter vários layouts, na versão 9.x cada Mapa (Map document - .mxd) pode ter um e

somente um layout. Para cada Data Frame será criada automaticamente uma moldura no Layout

para exibir os layers contidos neste Data Frame. A eliminação da moldura implica também na

eliminação do Data Frame, e vice-versa.

13

Figura 3. Acesso aos comandos de alteração do modo de visualização da área de trabalho.

Page 14: Apostila ArcGIS Desktop

Vale salientar que a maioria dos comandos está disponível em ambos os modos de

visualização. Para alternar entre eles, selecione os comandos Data View ou Layout View no menu

View (Figura 3) ou clique nos botões (canto inferior esquerdo da área de visualização) e ,

respectivamente.

Data Frame (moldura para dados) – utilizado para agrupar os layers que devem ser

exibidos conjuntamente. As informações sobre os Data Frames são armazenadas no documento

Map. Um documento Map pode gerenciar vários Data Frames, mas apenas um pode estar ativo de

cada vez. O Data Frame ativo fica destacado com seu nome em negrito. Para ativar, posicione o

cursor do mouse sobre ele e clique com o botão direito do mouse. No menu pop-up que aparece,

selecione o comando Activate.

Layer (camada, plano de informação) – forma de se representar os dados geográficos em

um documento Map. Referenciam dados que estão armazenados em uma fonte de dados, tal como

shapefiles, coverages, geodatabases, imagens, grids ou arquivos de CAD. Vale ressaltar que não

armazena os dados, mas apenas uma referência a eles e o modo como eles deverão ser exibidos no

documento Map. São equivalentes aos temas do ArcView 3.X, mas, ao contrário destes, podem ter

existência própria - arquivos com extensão .lyr, fora do documento Map. Deve-se observar que a

ordem dos layers em um Data Frame influencia na visualização dos mesmos. Para definir se um

layer deverá ou não ser desenhado na área de exibição, use a caixa de verificação que fica ao lado

do nome do layer. Vale salientar que uma mesma fonte de dados pode ser referenciada por vários

layers simultaneamente. Um layer pode ser utilizado em vários documentos Map.

Table Of Contents – TOC (tabela de conteúdo) – lista todos os Data Frames, com seus

layers correspondentes. Pode ser visualizada nos modos Display, Source e Selection (guias no

canto inferior esquerdo da TOC). No modo Source pode-se visualizar o nome do arquivo e o

caminho completo da fonte de dados para a qual o layer aponta (referencia). No modo Selection

pode-se controlar os layers passíveis de seleção através do comando Select Features (seleção por

apontamento). Isto não afeta a seleção realizada diretamente na tabela de atributos ou pela caixa de

diálogo Select By Attributes. Este comando também está disponível no menu Selection / Set

Selectable Layers. Para ocultar a TOC desmarque a opção de menu Window/Table Of Contents.

1.3 Objetivos

➢ Servir de introdução aos softwares ArcMap e ArcCatalog do ArcGIS Desktop 9.X, versão

ArcEditor

➢ Apresentar os comandos básicos do software ArcMap para interação com mapas

14

Page 15: Apostila ArcGIS Desktop

➢ Alterar a legenda de mapas

➢ Realizar consultas por atributo

➢ Realizar consultas com base em relacionamentos espaciais entre feições

➢ Manusear sistemas de projeção

➢ Produzir layouts

1.4 Dados Necessários

Os dados necessários à realização deste exercício encontram-se nos diretórios

...\prat1\dados\Amazonas e ...\prat1\dados\Atlantico_Leste.

A Bacia do rio Amazonas possui uma área de drenagem de aproximadamente 6.112.000

km2. Constitui a maior bacia hidrográfica do mundo. Estende-se por oito países (Bolívia, Brasil,

Colômbia, Equador, Guiana, Peru, Suriname e Venezuela), além de um território (Guiana Francesa),

sendo que 68% de toda a bacia se encontra em território brasileiro (aproximadamente 3.900.000

km2). Abrange os Estados do Acre, Amazonas, Roraima, Rondônia e parte do Amapá, Pará e Mato

Grosso. [HID]

A Bacia do Atlântico Leste está localizada integralmente em território nacional.

Compreende uma área de drenagem em torno de 545.000 km2, entre a foz do rio São Francisco (ao

norte) e a divisa entre os Estados do Rio de Janeiro e São Paulo (ao sul), englobando totalmente os

Estados do Rio de Janeiro e Espírito Santo e parte dos Estados de São Paulo, Minas Gerais, Bahia e

Sergipe. [HID]

Os arquivos (mapas e suas tabelas de atributos) a serem utilizados nesta prática estão

descritos no quadro abaixo:

Plano deInformação Formato Tipo de

geometria Significado

Sedemunicipal1 Shapefile Ponto Sedes municipais dos municípios da bacia do rio Amazonas

Municipios1 Shapefile Polígono Divisão política dos municípios da bacia do rio Amazonas

Hidrografia1 Shapefile Linha Rede hidrográfica da bacia do rio Amazonas

Sedemunicipal5 Shapefile Ponto Sedes municipais dos municípios da bacia do Atlântico Leste

Municipios5 Shapefile Polígono Divisão política dos municípios da bacia do Atlântico Leste

ReservasFunai5 Shapefile Polígono Reservas da FUNAI

MalhaViaria5 Shapefile Linha Malha Viária da bacia do Atlântico Leste

Hidrografia5 Shapefile Linha Rede hidrográfica da bacia do Atlântico Leste

Quadro 2. Dados a serem utilizados na prática 1.

15

Page 16: Apostila ArcGIS Desktop

1.5 Procedimentos

Inicie o ArcMap (menu Iniciar/Programas/ArcGIS/ArcMap). Por padrão, será exibida a a

tela inicial do ArcMap, conforme ilustra a Figura 4. Selecione o primeiro botão de rádio (A new

empty map) e clique no botão OK.

Será exibida a janela principal do ArcMap, cujos principais componentes de interface estão

descritos na Figura 5. Obviamente sua janela estará diferente desta, uma vez que ainda não foi feita

nenhuma modificação.

Renomeie o data frame Layers e adicione layers a ele.

1. Posicione o cursor do mouse sobre o data frame Layers e clique com o botão inverso do

mouse. Selecione a opção Properties no menu pop-up.

2. Selecione a guia General e, no campo Name, digite Bacia do rio Amazonas. Clique no

botão OK para fechar a caixa de diálogo.

3. Pressione o botão Add Data. Navegue até o nosso diretório de trabalho, selecione os

shapefiles municipios1.shp, sedemunicipal1.shp e hidrografia1.shp e pressione o botão

Add.

Lembre-se de que, quando existir mais de um data frame na tabela de conteúdo, o mapa será

adicionado àquele que estiver ativo, ou seja, com seu nome destacado em negrito.

16

Figura 4. Tela inicial do ArcMap.

Page 17: Apostila ArcGIS Desktop

Salve o documento Map.

1. Pressione o botão Save . Na caixa de diálogo Save As, navegue até o diretório de

trabalho e salve o arquivo com o nome de pratica1.mxd.

Assim, se você fechar o ArcMap e num outro momento quiser trabalhar com os mesmos

dados, bastará abrir o arquivo pratica1.mxd.

Observe que, para cada layer – que inicialmente possui o mesmo nome do shapefile, duas

outras informações estão associadas: o tipo de geometria (ponto, linha, polígono), representado pela

figura logo abaixo do nome de cada layer (Figura 5); e o controle de visibilidade do layer. Para

tornar um tema visível (ligado), clique na caixa de verificação para marcá-la. Outro aspecto

importante a se observar na tabela de conteúdo é a ordem dos layers, que funciona como se os

mapas estivessem empilhados. Consequentemente, os mapas que estão “por cima” cobrem os que

estão “por baixo”. Para mudar a ordem, posicione o cursor do mouse sobre o layer, clique com o

botão esquerdo e, mantendo-o pressionado, arraste o layer para a nova posição desejada.

Adicione um novo data frame à tabela de conteúdo.

17

Figura 5. Interface principal do ArcMap.

Data Frame

Área de visualização de mapas

Barra de Menus

Layer hidrografia1

Tabela de conteúdo

Barra de Ferramentas

Tipo de Geometria

Page 18: Apostila ArcGIS Desktop

1. Selecione a opção de menu Insert/Data Frame. Será adicionado um data frame chamado

de New Data Frame à TOC.

Mude seu nome para Bacia do Atlântico - Trecho Leste, conforme visto anteriormente.

Adicione os shapefiles municipios5.shp, sedemunicipal5.shp e hidrografia5.shp ao data

frame que você acabou de criar e renomear.

1.5.1 Navegação pelo Mapa

Agora que adicionamos os mapas a nossa sessão de trabalho, vamos aprender os

principais comandos para interagir com eles. Alguns dos comandos possuem ícones

semelhantes àqueles disponíveis no AutoCAD. E o que é melhor – a funcionalidade

também é a mesma. Eles estão agrupados na barra de ferramentas Tools (Figura 6).

Ative o data frame Bacia do Atlântico – Trecho Leste (posicione o cursor do

mouse sobre ele, clique com botão inverso do mouse e selecione a opção Activate no

menu pop-up).

Os recursos de zoom disponíveis no ArcMap são equivalentes àqueles de qualquer

software de CAD. Portanto, é só se acostumar aos novos ícones e a algumas pequenas diferenças.

No entanto, comandos como Identify e Select Features merecem destaque. Os demais serão

vistos no decorrer das aulas práticas.

O comando Identify é a implementação da consulta por localização, ou seja, permite

responder às questões: o que existe neste local? O que é isto? Ele exibe todos os dados que estão

associados a cada feição - estão armazenados na tabela de atributos. Seu uso é simples:

1. Selecione-o na barra de ferramentas Tools. Você verá que o cursor do mouse mudará de

forma.

2. Agora, basta posicionar o cursor sobre a feição sobre a qual se deseja obter informações e

pressionar o botão esquerdo do mouse. Será aberta uma caixa de diálogo chamada Identify

Results, que lista todos os atributos associados à feição em questão.

18

Figura 6

Page 19: Apostila ArcGIS Desktop

Ícone Nome do Comando Significado

Zoom In Equivalente ao zoom window do AutoCAD

Fixed Zoom InAumenta a escala por um fator de 1,333333..., ou ainda,multiplica o denominador da escala por 0,75

Pan Mesmo significado do Pan do AutoCAD

Go Back To Previous Extent Vista anterior

Select FeaturesFerramenta para seleção de feições vetoriais porapontamento.

IdentifyConsulta por localização (O que existe neste local? O queé isto?). Lista os atributos da feição

Measure Equivalente ao comando DIST do AutoCAD

Zoom OutEnquadra o desenho na janela delimitada com o cursor domouse

Fixed Zoom OutAumenta a escala por um fator de 1,333333..., ou ainda,multiplica o denominador da escala por 0,75

Full Extent Equivalente ao Zoom Extent do AutoCAD

Go To Next Extent Próxima vista

Select ElementsFerramenta para seleção de elementos gráficosdesenhados sobre os mapas

FindPermite localizar feições através de seus atributos. Alémde feições pode-se localizar também rotas e endereços

HyperlinkExibe arquivos vinculados a feições do mapa. Estará ativoquando houver arquivos tais como figuras, vídeos e textosassociados a feições do mapa.

Quadro 3. Descrição dos comandos da barra de ferramentas Tools.

Neste diálogo também é possível selecionar sobre quais layers a consulta será realizada, caso

haja mais de um plano de informação.

Já o comando Select Features permite fazer seleção de feições por apontamento para

diversos propósitos como os de edição, exportação de subconjuntos de um layer, restrição das

feições que serão utlizadas em uma operação de análise espacial, etc.

O ArcMap 9.X acrescenta duas novas formas de visualização - Figura 7, além daquelas

presentes também na versão 3.X do ArcView. A janela Lente de Aumento (magnifier) permite que

parte do mapa seja ampliado em uma outra janela, mantendo-se a janela principal de visualização

com a mesma escala. Desta forma, pode-se navegar pelo mapa com uma visualização ampliada de

áreas de interesse. Diversas janelas aumento podem ser abertas. Para abrir uma janela magnifier:

19

Page 20: Apostila ArcGIS Desktop

1. Selecione o comando Window / Magnifier... para abrir a janela de aumento.

2. Arraste-a para a posição desejada e você verá a área ampliada.

3. Posicione o cursor do mouse na barra de título da janela e pressione o botão direito do

mouse. Será exibido um menu pop-up com outras opções para a janela. Experimente!!!

Já a janela de Visão Geral (overview), mostra toda a extensão da sua área de trabalho e

destaca a parte que está sendo visualizada na janela principal de visualização.

1. Selecione o comando Window / Overview... para abrir a janela de visão geral.

2. Na janela principal de visualização, use o comando Zoom in e selecione uma área qualquer

do mapa.

3. Agora, na janela overview, arraste o retângulo de contexto para outra posição e observe o

que acontece na janela principal de visualização. Você também pode redimensionar o

retângulo de contexto. Basta posicionar o cursor do mouse nos cantos do retângulo e

arrastar até o tamanho desejado.

Para mudar o layer de refência (aquele que é exibido na janela overview).

1. Posicione o cursor do mouse na barra de título da janela overview e pressione o botão

direito do mouse.

2. No menu pop-up, selecione Properties. No combo-box Reference Layer, selecione o layer

desejado.

Estas janelas estão disponíveis apenas no modo de visualização Data View.

O Spatial Bookmark, como o próprio nome sugere, tem a mesma finalidade de um marcador

de livro, ou seja, permite voltar de uma maneira rápida a uma determinada parte de um mapa

marcada previamente. Cada Data Frame poderá ter vários marcadores. Para criá-los:

1. Através dos recursos de zoom, coloque a sua área de interesse na posição desejada na

janela de visualização.

2. Selecione a opção de menu View/Bookmarks/Create.

3. Dê um nome ao seu Spatial Bookmark e clique no botão OK.

Este comando está disponível apenas no modo de visualização Data View.

Também podemos criar marcadores para as feições selecionadas no diálogo Identity Results

e Find. Para tal, basta clicar com o botão direito do mouse na feição de interesse e selecionar Set

Bookmark no menu pop-up.

Agora, para utilizar os marcadores que você criou, basta selecioná-los na lista presente no

menu View/Bookmarks.

20

Page 21: Apostila ArcGIS Desktop

1.5.2 Alteração da Legenda

O ArcEditor dispõe de uma grande variedade de opções para apresentação de mapas. Por

padrão, sempre que um layer é adicionado a um data frame ele é exibido com a legenda do tipo

Single Symbol (símbolo único), ou seja, o ArcEditor desenha todas as feições do mapa com o

mesmo símbolo - no caso, a mesma cor.

1. Ative o data frame Bacia do rio Amazonas.

2. Posicione o cursor do mouse sobre o símbolo indicativo da geometria do layer

sedemunicipal1 e clique com botão esquerdo do mouse. No diálogo Symbol Selector,

selecione um dos símbolos disponíveis e pressione o botão OK. Teste também as opções de

mudança de cor, tamanho e rotação de símbolo. O tamanho do símbolo, por padrão, é dado

em pontos. Um ponto corresponde a 1/72 de uma polegada. Para alterar a unidade, clique

no botão Properties e escolha outra unidade no ComboBox Unit. Feche a caixa de diálogo

Symbol Selector.

3. Posicione o cursor do mouse sobre o nome do layer sedemunicipal1 e pressione o botão

direito do mouse. No menu pop-up, selecione Properties.

21

Figura 7. Janelas Magnifier e Overview.

Page 22: Apostila ArcGIS Desktop

4. Na caixa de diálogo Layer Properties, selecione a guia Symbology.

5. No campo Show, selecione Quantities e, em seguida, Graduated symbols. No combo-box

Value, selecione TOTHM96 e clique no botão Aplicar. Utilize os intervalos abaixo - digite

apenas o limite superior de cada classe:

até 5.000 habitantes 5.001 - 20.000 habitantes20.001 - 100.000 habitantes100.001 - 500.000 habitantesmais de 500.000 habitantes

6. Clique com o botão direito do mouse no layer hidrografia1 e selecione Properties no

menu pop-up. Na caixa de diálogo Layer Properties, clique na guia Symbology. No campo

Show, selecione a opção Features e altere a cor do layer.

7. Posicione o cursor do mouse sobre o nome do layer municipios1 e pressione o botão

direito do mouse. No menu pop-up, selecione Properties.

8. Na caixa de diálogo Layer Properties, selecione a guia Symbology.

9. No campo Show, selecione Categories e em seguida Unique Values. No combobox Value

Field, selecione UFNOME. Clique no botão Add All Values. Desmarque a caixa de

verificação para <all other values>. Clique no botão Aplicar.

De acordo com BUSSAB & MORETTIN (1987) “a escolha dos intervalos é arbitrária e a

familiaridade do pesquisador com os dados é que lhe irá indicar quantas e quais classes (ou

intervalos) devem ser usadas. Entretanto, deve-se observar que, com um pequeno número de

classes, perde-se informação, e com um número grande de classes, o objetivo de resumir os dados

fica prejudicado. Normalmente, sugere-se o uso de 5 a 15 classes com a mesma amplitude”.

Você acabou de fazer uma série de alterações na legenda de vários layers. Onde estainformação ficará armazenada?Você configurou a legenda para as sedes municipais do Amazonas. Como proceder sefosse necessário repetir esse mesmo padrão para diversos outros planos de

informação?

22

Page 23: Apostila ArcGIS Desktop

1.5.3 Consultas por Atributo e Manipulação de Tabelas

No formato Shapefile, para cada mapa (arquivo com extensão .shp) há uma tabela de

atributos associada (arquivo com extensão .dbf). São estes atributos que irão caracterizar as feições

presentes no mapa. Afinal, um conjunto de pontos pode representar postes, focos de dengue,

ocorrências de acidentes de trânsito, hidrantes, ocorrências de homicídios, sedes municipais, etc. No

entanto, os atributos a serem armazenados para postes (tipo de material, altura, data de implantação,

presença de transformador, etc) e focos de dengue (tipo de recipiente, data, agente) são bem

distintos. A definição dos atributos depende fundamentalmente do problema em questão. Vamos

explorar os principais comandos associados ao manuseio desta importante fonte de informação.

Para abrir a tabela associada ao layer sedemunicipal1:

1. Posicione o cursor do mouse sobre o nome do layer e clique com botão direito do mouse.

No menu pop-up, selecione o comando Open Attribute Table.

Será aberta uma tabela intitulada Attributes of sedemunicipal1, conforme a Figura 8.

Selecione uma linha qualquer da tabela e observe o que acontece. A linha selecionada fica destacada

na cor azul, bem como sua representação gráfica. Veja que existe uma correspondência biunívoca

entre as linhas da tabela e as feições do mapa. Observe também que há uma indicação do número de

feições selecionadas na barra de status. Por padrão, todas as linhas são exibidas (veja a opção Show

da barra de status). Para deixar visível apenas as linhas selecionadas, pressione o botão Selected.

Há diversos recursos associados a tabelas de atributos. Vejamos alguns deles.

Posicione o cursor do mouse sobre o campo TOTHM96 (população de cada município) e

pressione o botão direito do mouse. Será aberto um menu pop-up com todas as opções disponíveis

para o campo - Figura 9.

23

Figura 8. Tabela de atributos associada ao plano de informação sedemunicipal1.

Nome do campo(atributo)

Page 24: Apostila ArcGIS Desktop

Selecione a opção Sort Ascending para colocar os dados em ordem

crescente. O comando Sort Descending faz a operação inversa.

Abra novamente o menu pop-up da Figura 9 e selecione a opção

Statistics. Será exibida a caixa de diálogo Statistics of Sedemunicipal1,

conforme a Figura 10. Para escolher outro campo, basta fazer a seleção

no combo-box Field.

As demais opções disponíveis na Figura 9 nós veremos no

decorrer das próximas aulas.

A consulta à base de dados é a mais fundamental das operações disponíveis em um SIG. Já

vimos a consulta por localização – tópico Navegação pelo Mapa. Vamos agora realizar a Consulta

por Atributos, que permite localizar quais são as feições que atendem a determinados critérios.

1. Abra a tabela de atributos sedemunicipal1.

2. Posicione o cursor do mouse no botão Options, pressione o botão esquerdo do mouse e

selecione o comando Select By Attributes... Ou então, selecione o comando diretamente na

barra de menus – Selection/Select By Attributes....

3. Será aberta a caixa de diálogo Select By Attributes, conforme a Figura 11. Vamos

selecionar todas as sedes municipais que pertençam ao estado do Mato Grosso.

4. Na lista do campo Fields, dê um clique duplo no item “UFNOME”.

5. Selecione o operador igual ( = ).

6. Dê um clique no botão Get Unique Values. Na lista do campo Unique Values, selecione

'MATO GROSSO'.

24

Figura 9. Comandos paracolunas.

Figura 10. Resumo estatístico e distribuição de frequência do campo TOTHM69.

Page 25: Apostila ArcGIS Desktop

Você deverá ter uma expressão igual àquela exibida na Figura 11. Clique no botão Apply

para fazer a consulta. Para limpar a expressão de consulta criada, pressione o botão Clear.

Agora, selecione as sedes municipais cuja área seja maior do que 5.000 km2.

1. Na lista do campo Fields, dê um clique duplo no campo “AREA97".

2. selecione o operador maior ou igual ( > = ).

3. Na cláusula WHERE, complete a expressão digitando o valor 5000.

Como já vimos, a seleção ocorre tanto na tabela de atributos quanto nas feições do mapa.

Foram selecionadas 163 sedes, de um total de 261. Se você quiser inverter a seleção, ou seja, as

sedes cuja área seja menor do que 5.000 km2, selecione o comando Switch Selection (Figura 8).

Observe que há quatro métodos de criação de seleção:

➢ Create a new selection;

➢ Add to current selection;

➢ Remove from current selection;

➢ Select from current selection.

Qual é a diferença entre eles?

25

Figura 11. Construção de consultas por atributo.

Page 26: Apostila ArcGIS Desktop

Para auxiliá-lo na elaboração de consultas envolvendo operadores lógios utilize a tabela

abaixo:

p q p AND q p OR q

FALSE FALSE FALSE FALSE

FALSE TRUE FALSE TRUE

TRUE FALSE FALSE TRUE

TRUE TRUE TRUE TRUE

1.5.3.1 Exercícios

Como não há outra forma de aprender a usar um software senão praticando, resolva os

exercícios listados abaixo.

Para a tabela de atributos do layer sedemunicipal5, selecione todas as sedes municipais:

1. pertencentes ao Estado do Espírito Santo;

2. pertencentes ao Estado de Minas Gerais;

3. pertencentes ao Estado de Minas Gerais, exceto Belo Oriente;

4. pertencentes às meso-regiões do Jequitinhonha e Vale do Mucuri;

5. que estão sem informação sobre o total de habitantes (campo TOTHM96);

6. cuja população seja superior a 100.000 habitantes;

7. cuja população do sexo feminino seja superior à do sexo masculino;

8. cuja população residente na zona rural seja superior à residente na zona urbana;

9. cuja população do sexo masculino seja superior à do sexo feminino e a população residente

na zona urbana seja superior à residente na zona rural;

Para a tabela de atributos do layer municipios5, selecione todos os municípios que:

1. iniciam com a letra A. Utilize o operador '%';

2. iniciam com a letra C;

3. terminam com a letra A;

4. repita as consultas 1 e 2 utilizando letras minúsculas. Utilize os operadores LOWER e

UPPER;

5. possuam BELO em alguma parte do nome;

6. possuam POLIS em alguma parte do nome;

7. possuam LÂNDIA em alguma parte do nome;

8. tenham a letra E como penúltimo caracter. Utilize o operador '_';

9. tenham a letra A como segundo caracter;

26

Page 27: Apostila ArcGIS Desktop

1.5.4 Relacionamentos Espaciais

De acordo com [LIS 00], “os objetos de um banco de dados espacial representam as

entidades no mundo real através do armazenamento de seus atributos (espaciais e não-espaciais) e

seus relacionamentos. A grande vantagem dos SIG's está em possibilitar operações de análise sobre

os dados armazenados. Para isto, além da manutenção dos dados propriamente dita, é necessário

manter os diferentes tipos de relacionamentos envolvendo esses dados.”

Existe uma enorme variedade de relacionamentos possíveis. Alguns são mantidos através de

estruturas de dados dos SIG, como por exemplo, os relacionamentos de conectividade entre linhas e

de adjacência entre áreas (polígonos), enquanto que outros normalmente são calculados durante a

execução das operações de análise espacial, como por exemplo, o relacionamento de continência

entre um ponto e um polígono. [LIS 00].

[EGFR91], citado por [BOR97], agrupa os relacionamentos espaciais em três categorias:

topológicas, métricas e de ordem.

Relacionamentos topológicos são aqueles que permanecem inalterados ante qualquer tipo de

transformação de natureza geométrica, como escala e mudança de sistema de projeção. Exemplos:

adjacência, conectividade, continência, intercepta.

Relacionamentos métricos são considerados em termos de distâncias e direções. Exemplos:

a menos de um determinada distância, longe, perto, ao norte, ao sul.

Relacionamentos de ordem são descritas por preposições como em frente a, atrás, acima e

abaixo.

O formato Shapefile não suporta a estruturação (armazenamento) de relacionamentos

espaciais. Portanto, todos os relacionamentos deverão ser calculados. Vamos testar alguns deles.

Antes porém, deixe visível os layers sedemunicipal1 e hidrografia1, e certifique-se de que não há

feições selecionadas (Selection / Clear Selected Features).

1. Selecione o comando Selection / Select By Locations...Será aberta uma caixa de diálogo

com o mesmo nome do comando – Figura 12.

2. No combo-box I want to, selecione a opção select features from.

3. No campo the following layer(s), selecione sedemunicipal1.

4. No combo-box that, selecione are within a distance of como método de seleção.

5. No combo-box the features in this layer, selecione hidrografia1.

6. No campo Apply a buffer to the features in hidrografia1, digite 500 para of e selecione

Meter no combo-box.

27

Page 28: Apostila ArcGIS Desktop

7. Pressione o botão Apply e após o processamento da consulta o botão Close.

Abra a tabela de atributos do layer sedemunicipal1 e veja que 21 sedes municipais foram

selecionadas, ou seja, estão a menos de 500 metros de algum curso d'água.

Mas o que significa o termo buffer? Um buffer nada mais é do que o lugar geométrico dos

pontos que estão a menos de uma determinada distância do limite de uma feição ou conjunto de

feições.

Você deve ter observado que as coordenadas em nosso mapa são geográficas. Assim, como

o software pôde fazer os cálculos em metros?

O ArcMap usa o sistema de projeção cilíndrico oblíquo Hotine. A definição dos parâmetros

para este sistema de projeção baseia-se na distribuição espacial das feições. Uma linha que melhor

se ajusta às feições é calculada para servir como linha central do referido sistema de projeção.

Todas as feições de entrada são projetadas para este sistema de projeção temporariamente antes de

aplicar o comando propriamente dito. Depois de aplicado o comando, o resultado é convertido para

o sistema de projeção do data frame – quando for o caso. A linha central calculada para um

subconjunto de feições é diferente daquela calculada para todas as feições.

28

Figura 12. Seleção de feições com base em relacionamentos espaciais.

Page 29: Apostila ArcGIS Desktop

1.5.4.1 Exercícios

Utilize os layers da Bacia do Atlântico - Trecho Leste para resolver os exercícios abaixo.

1. Selecione todas as sedes municipais que estejam a menos de 500m de algum curso d'água.

2. selecione todas as sedes municipais que estejam a menos de um quilômetro de alguma

estrada de ferro – use o layer malhaviaria5.

3. selecione todos os municípios que fazem divisa com o município de Venda Nova do

Imigrante.

4. selecione todos os afluentes do Rio Doce.

5. selecione todos os rios cortados por alguma estrada de ferro.

6. selecione todos os rios cortados por alguma rodovia pavimentada.

7. selecione todos os rios que não são cortados por estradas.

8. para cada usina, encontre a sede municipal mais próxima.

1.5.5 Sistemas de Projeção

Um plano de informação no formato shapefile é armazenado em três arquivos de mesmo

nome e com as extensões .shp, .dbf e .shx. Eles armazenam a geometria, os atributos e a

interligação entre geometria e atributos, respectivamente. Portanto, se você pretende manusear

planos de informação neste formato, deverá estar de posse de, no mínimo, estes três arquivos. No

entanto, outra informação de extrema importância se refere aos sistemas de referência e de projeção

utilizados para definir a geometria. Por padrão, se os valores para abscissas e ordenadas estiverem

no intervalo de -180 a 180 e -90 a 90, respectivamente, o ArcGIS assume que a geometria está em

coordenadas geográficas, na forma de graus decimais, Datum D_North_American_1927 (Elipsóide

Clarke 1866: a=6.378.206,40000m; b=6.356.583,80000m; achatamento=294,9786982). Aliás,

sempre que se for trabalhar com coordenadas geográficas, estas deverão estar decimalizadas. O

sistema será armazenado em um arquivo com o mesmo nome do plano de informação e com a

extensão .prj.

Mas, e se tivermos vários planos de informação em sistemas diferentes? Na versão 3.x a

solução seria convertê-los para um único sistema. Felizmente, nesta versão nova isto não é

necessário. Basta criar os arquivos .prj para cada um dos PI's e configurar os sistemas de referência

e de projeção para o data frame. Assim, ao adicionarmos um PI ao data frame, ele será

automaticamente mapeado para o novo sistema. Mas observe que apenas para fins de visualização,

sendo que as coordenadas da fonte de dados são preservadas.

29

Page 30: Apostila ArcGIS Desktop

Para associar os sistemas de referência e de projeção a um Shapefile (criação de arquivos

.prj) no ArcCatalog, siga os passos abaixo:

1. Abra o aplicativo ArcCatalog: Menu Iniciar/Programas/ArcGIS/ArcCatalog; ou, se estiver

com o ArcMap aberto, selecione o comando na barra de ferramentas.

2. Navegue até o diretório ...SIG\prat1\dados\Atlantico_Leste. Posicione o cursor do mouse

sobre o shapefile hidrografia5, pressione o botão direito do mouse e selecione a opção

Proprerties no menu de contexto.

3. Na caixa de diálogo Shapefile Properties, selecione a guia Fields.

4. Na lista com o nome dos campos (Field Name), selecione o campo Shape. Observe que na

parte inferior da caixa de diálogo serão exibidas as propriedades do campo selecionado –

Field Properties.

5. Na lista de propriedades do campo Shapefile, clique no botão que está ao lado da

propriedade Spatial Reference

6. Na caixa de diálogo Spatial Reference, clique no botão Select para selecionar um sistema

pré-definido. Este diálogo agrupa diversas funcionalidades relacionadas a sistemas de

referência e de projeção. Nele você poderá selecionar um sistema pré-definido, criar um

novo ou modificar os parâmetros de um sistema existente, entre outras coisas.

7. Na caixa de diálogo Browse for Coordinate System, selecione o arquivo South American

Datum 1969.prj disponível na pasta Geographic Coordinate Systems/South America. Após

selecionar o arquivo, você voltará para a caixa de diálogo Spatial Reference. Observe que

os parâmetros do Datum estão listados no campo Details.

O ArcGIS agrupa os sistemas de coordenadas em dois grandes grupos: coordenadas

geográficas e projetadas. Se o seu mapa está em coordenadas geográficas, abra a pasta

Geographic Coordinate Systems para encontrar o arquivo correspondente ao seu sistema de

referência – o sistema atual para o Brasil é South American Datum 1969.prj. No caso do

seu mapa estar projetado no sistema UTM – é o mais usual, selecione o arquivo South

American 1969 UTM Zone 24S.prj, disponível na pasta Projected Coordinate Systems /

UTM /Other GCS. A zona 24S corresponde ao meridiano central de 39° W.

8. Será criado um arquivo com o mesmo nome do shapefile e com a extensão .prj. Repita o

procedimento para os demais PI's deste diretório.

Agora que associamos o sistema de referência aos nossos planos de informação, vamos

configurar o data frame Bacia do Atlântico Leste. Feche o ArcCatalog e volte para ArcMap.

30

Page 31: Apostila ArcGIS Desktop

1. Posicione o cursor do mouse sobre o data frame Bacia do Atlântico Leste, pressione o

botão direito do mouse e selecione a opção Activate no menu de contexto, caso ele não seja

o data frame ativo.

2. Posicione novamente o cursor do mouse sobre o data frame Bacia do Atlântico Leste,

pressione o botão direito do mouse e selecione a opção Properties no menu de contexto.

3. Na caixa de diálogo data frame Properties, selecione a guia Coordinate System.

4. No campo Select a coordinate system, selecione South American 1969 UTM Zone 24S,

disponível na pasta Predefined / Projected Coordinate Systems / UTM /Other GCS. Clique

no botão OK para fechar a caixa de diálogo.

Observe que as coordenadas exibidas na barra de status mudaram para o sistema UTM.

Analise a afirmação “A maioria dos programas de geoprocessamento possui

funções de transformação entre diferentes sistemas de projeção. Dependendo do programa

de geoprocessamento utilizado, pode ser necessário transformar todos os mapas para o

mesmo sistema de projeção e, só então será possível efetuar operações de manipulação de bases de

dados diferentes. Outros programas não exigem essa prévia transformação, permitindo o

armazenamento de mapas no seu sistema de projeção original, desde que os dados referentes à

projeção estejam associados a eles. Quando se efetuam as análises de superposição de mapas, o

sistema, automaticamente procede à compatibilização entre os diferentes sistemas, apenas para a

visualização dos dados. Para o usuário, essa transformação é “transparente”, ou seja, ele não

percebe que está ocorrendo. Acaba a operação, os mapas continuam armazenados no sistema de

projeção original”.[MAR 00]

No texto acima citam-se duas formas distintas de um software gerenciar sistemas de

projeção. Em que contexto o ArcEditor se insere?

Arquivos .prj também podem ser criados para o formato .dwg (AutoCAD).

1.5.6 Confecção de um Layout

E finalmente, vamos compor um mapa para impressão. Primeiramente, altere para o modo

de visualização Layout View, clicando no ícone .

Veja que, para cada data frame da Tabela de conteúdo (TOC), exite uma moldura no modo

layout View. Como nos interessa criar um mapa apenas para o data frame Bacia do Atlântico

Leste, desligue todos os layers do outro data frame.

Inicialmente, configuraremos a página a ser utilizada para imprimir nosso mapa.

1. Posicione o cursor do mouse fora dos limites dos data frames, pressione o botão direito do

31

Page 32: Apostila ArcGIS Desktop

mouse e selecione o comando Page Setup no menu de contexto.

2. Na caixa de diálogo Page Setup selecione o papel A1, mantenha a orientação Retrato e

clique no botão OK para fechar o diálogo.

Ao posicionar o cursor do mouse nos cantos inferior esquerdo e superior direito da folha

pode-se averiguar as dimensões do papel.

Para inserir o título de nosso mapa:

1. Selecione o comando Insert / Title, no menu principal do ArcEditor. Será colocada uma

caixa de texto em modo de edição na folha de impressão.

2. Digite Bacia do Atlântico Leste e pressione a tecla Enter para sair do modo de edição.

3. Posicione a caixa de texto no lugar adequado.

Inserção da Orientação do mapa:

1. Selecione o comando Insert / North Arrow, no menu principal do ArcEditor.

2. Na caixa de diálogo North Arrow Selector, escolha aquele que mais lhe agradar e pressione

o botão OK para fechar o diálogo.

3. Posicione o ícone indicativo do norte no lugar adequado.

Inserção da Escala Gráfica:

1. Selecione a moldura correspondente ao data frame Bacia do Atlântico Leste e a seguir o

comando Insert / Scale Bar.

2. Na caixa de diálogo Scale Bar Selector, escolha a escala gráfica que mais lhe agradar e

pressione o botão OK para fechar o diálogo.

3. Posicione-a no lugar adequado.

Inserção da Escala Numérica:

1. Selecione o comando Insert / Scale Text (não se esqueça de selecionar o data frame

correto).

2. Na caixa de diálogo Scale Text Selector, escolha a escala numérica que mais lhe agradar e

pressione o botão OK para fechar o diálogo.

3. Posicione-a no lugar adequado.

Vamos agora inserir o canevá ao nosso mapa.

1. Posicione o cursor do mouse dentro dos limites do data frame Bacia do Atlântico Leste,

pressione o botão direito do mouse e selecione o comando Properties.

2. Na caixa de diálogo data frame Properties, selecione a guia Grids.

32

Page 33: Apostila ArcGIS Desktop

3. Pressione o botão New Grid. Na caixa de diálogo Grids and Graticules Wizard, selecione o

botão de rádio Graticule: divides map by meridians and parallels e clique no botão

Avançar.

4. Na caixa de diálogo Create a graticule, configure o intervalo para exibir paralelos e

meridianos de 2 em 2 graus. Clique no botão Avançar.

5. Na caixa de diálogo Axes and labels, mantenha os valores padrão e clique no botão

Avançar.

6. Na caixa de diálogo Create a graticule, mantenha os valores padrão e clique no botão

Concluir.

7. Na caixa de diálogo data frame Properties, clique no botão OK.

1.6 Exercícios

1. Conceitue os termos documento Map, data frame, layer, layout, Data View, Layout View e TOC

(tabela de conteúdo).

2. Qual é o conteúdo dos arquivos cujas extensões são .mxd, .lyr, .shp, .dbf e .shx?

3. Qual é a relação entre layers e fontes de dados?

4. Como se associa sistemas de referência e de projeção a layers (fonte de dados) e data frames?

5. Qual é o comando utilizado para realizar consultas por atributo?

6. Como selecionar feições de um layer com base em seus relacionamentos espaciais com outros

layers?

7. Quantos layouts um arquivo .mxd pode ter?

1.7 Referências

BORGES, K. A. V. Modelagem de Dados Geográficos: uma extensão do modelo OMT paraaplicações geográficas. Belo Horizonte: Fundação João Pinheiro, 1997. Dissertação de Mestrado.

BUSSAB, W. O. ; Morettin, P. A. Estatística básica. 4. ed. São Paulo: Atual, 1987.EGENHOFER, M. J., FRANZOSA, R. D. Point-set topological spatial relations. InternationalJournal of Geographical Information Systems, London, v.5, n.2, p.161-174, 1991. http://hidroweb.ana.gov.br/

LISBOA FILHO, J. Projeto de Banco de Dados para Sistemas de Informação Geográfica. In:Nunes, R. C. VIII Escola de Informática da SBC Sul. Santa Maria-RS: Editora da UFSM, 2000.pp.115-146. ISBN: 85-7025-556-X.DE PINA, M. DE F.; SANTOS, S. M. Conceitos Básicos de Sistemas de Informação Geográfica eCartografia aplicados à Saúde. Brasília: OPAS, 2000. 122p.

33

Page 34: Apostila ArcGIS Desktop

Preparado por Og Arão Vieira Rubert e Rogério Ferreira Ribas – DEA - UFV

Atualizado por Carlos Antonio Alvares Soares Ribeiro – DEF – UFV

Atualizado para a versão 9.X do ArcEditor e modificado por Porf. Wellington D. Guimarães – CEFETES. Versão 1.0

2. Análise de Proximidade Vetorial

Existem situações onde é de interesse transferir os atributos de um plano de informação (PI)

para outro PI, tendo-se por base a localização relativa de suas feições. No ArcGIS, essa operação é

denominada de união espacial e pode ser executada manipulando-se as respectivas tabelas de

atributos.

2.1 Objetivo

Nesse exercício explora-se o conceito de união espacial para identificar quais sedes

municipais da região da Zona da Mata mineira estão dentro do alcance da torre de telefonia celular

mais próxima. Em seguida, calcula-se a população atendida por cada torre de telefonia celular.

2.2 Dados Necessários

Os seguintes planos de informação, necessários à execução desse exercício, encontram-se no

diretório ...\prat2\dados. Os mapas estão em coordanadas geográficas, datum WGS 84.

Plano deInformação Formato Tipo de

geometria Significado

Municipios Shapefile Polígono limites municipais

Sedes Shapefile pontos localização das sedes dos municípios

Antenas Shapefile pontos localização das antenas de telefonia celular

2.3 O Problema

O alcance do sinal celular é o que se chama de cobertura. A área de cobertura é o conjunto

de áreas onde as antenas do sistema de telefonia celular transmitem e recebem sinais, permitindo o

uso do aparelho. As comunicações por telefonia celular são feitas através de sinais de rádio. Este

meio de transmissão do Serviço Móvel Celular garante conforto e mobilidade, mas possui algumas

restrições comuns a todas operadoras no mundo, as chamadas áreas de sombra e as áreas de

interferência, causadas por fatores como:

• interferências eletromagnéticas, principalmente em locais elevados;

• defeito na antena de recepção do aparelho;

• obstáculos (como prédios, montanhas);

• áreas fechadas (como garagens e elevadores).

34

Page 35: Apostila ArcGIS Desktop

O constante monitoramento dos sinais e os altos investimentos em equipamentos e

tecnologia garantem uma transmissão celular de qualidade que hoje se estende à maioria das cidades

no Estado de Minas Gerais. A operadora de telefonia celular TELECEL acaba de conquistar a

concessão de exploração para algumas regiões no Estado de Minas Gerais.

Constatou-se um elevado número de reclamações referindo-se à área de cobertura na região

da Zona da Mata mineira. Para resolver o problema, a TELECEL contratou a empresa

GEOMÁTICA para avaliar o alcance das antenas de transmissão instaladas nesta região,

quantificando a população atendida.

2.4 Procedimentos

2.4.1 Carregando a base de dados necessária

Carregue os planos de informação antenas.shp, municipios.shp e sedes.shp, disponíveis no

diretório ...\prat2\dados.

Recordando...

a) Para iniciar o ArcMap, clique no botão Iniciar da barra de tarefas do Windows™. Escolha

Programas/ArcGIS/ArcMap.

b) Na janela de apresentação, escolha a opção A new empty map.

c) Clique no botão Add Data para abrir a caixa de diálogo Add Data. Agora, navegue até

o diretório ...\prat2\dados, selecione os layers antenas.shp, municipios.shp e sedes.shp e

pressione o botão Add.

Renomeie o data frame Layers para Zona da Mata Mineira.

Mova o cursor ao longo da janela de visualização e observe na barra de status que as

coordenadas são geográficas - latitude e longitude. Convém lembrar que não há um sistema de

referência associado aos layers (arquivos .prj). No entanto, como o intervalo de variação das

abscissas e ordenadas é compatível com o intervalo das coordenadas geográficas, o ArcMap as

exibe como tal. Para associar o sistema de referência aos layers, clique no botão ArcCatalog

para abrir este software. Como nossos planos de informação estão sendo utilizados pelo ArcMap,

feche-o antes de prosseguir, mas não se esqueça de salvar o documento de mapa – salve-o com o

nome de prat2.mxd.

A interface do ArcCatalog é semelhante a do Windows Explorer, possuindo uma estrutura

em árvore para navegação através de diretórios. Navegue até a pasta ...\prat2\dados e, para cada um

dos shapefiles:

35

Page 36: Apostila ArcGIS Desktop

1. Posicione o cursor do mouse sobre o shapefile, pressione o botão direito do mouse e

selecione a opção Properties no menu pop-up;

2. Na caixa de diálogo Shapefile Properties, clique na guia Fields;

3. Na lista com o nome dos campos (Field Names), selecione Shape. Observe que na parte

inferior da caixa de diálogo serão exibidas as propriedades do campo selecionado;

4. Clique no botão com um ícone de reticências , ao lado de Spatial Reference. Ele abrirá

a caixa de diálogo Propriedades de Spatial Reference, que agrupa diversas funcionalidades

relacionadas a sistemas de referência. Nele você poderá selecionar um sistema de

referência pré-definido, criar um novo ou modificar os parâmetros de um sistema existente;

5. Na caixa de diálogo Propriedades de Spatial Reference, clique no botão Select....

6. Na caixa de diálogo Browse for Coordinate System observe que o ArcCatalog agrupa os

sistemas de referência em dois grandes grupos: coordenadas geográficas (Geographic

Coordinate Systems) e coordenadas projetadas (Projected Coordinate Systems). Dê um

clique duplo na pasta Geographic Coordinate Systems e depois na pasta World. Selecione

o arquivo WGS 1984.prj (sistema de referência utilizado pelo GPS) e clique no botão Add.

Clique no botão OK nas demais caixas de diálogo para voltar à janela principal do

ArcCatalog.

Este procedimento criará um arquivo com extensão .prj e com o mesmo nome do shapefile.

Agora que configuramos os arquivos .prj para os PI's, feche o ArcCatalog. Abra o ArcMap, e

em seguida o arquivo prat2.mxd. Vamos alterar a simbologia de nossos PI's.

1. Dê um clique no símbolo logo abaixo do nome do layer Antenas.shp para abrir a caixa de

diálogo Symbol Selector. Altere o símbolo para uma torre, na cor azul, 18 pontos de

tamanho. Se você não encontrar o símbolo apropriado, carregue o arquivo de estilos

chamado Utilities (botão More Symbols). No combo-box Category, selecione Telecom para

facilitar sua busca.

2. Similarmente, altere o símbolo do layer Sedes.shp para um círculo com um ponto interno,

dando-lhe a cor vermelha (foreground) e 10 pontos de tamanho.

3. Finalmente, reposicione o layer Municipios.shp de modo que ele ocupe a última posição na

lista de layers. Abra o Symbol Selector, clique no botão ao lado de Fill Color e selecione No

color na paleta de cores.

2.4.2 Definindo um sistema de projeção para o Data Frame

Clique com botão direito do mouse no data frame Zona da Mata Mineira e selecione

36

Page 37: Apostila ArcGIS Desktop

Properties no menu pop-up para abrir a caixa de diálogo Data Frame Properties. Clique na guia

Coordinate System. No campo Select a coordinate system, selecione o arquivo

WGS_1984_UTM_Zone_23S, presente na pasta Predefined/Projected Coordinate System/Utm/Wgs

1984. Observe que ao selecionar o arquivo de projeção seus parâmetros serão listados no campo

Current coordinate system, conforme ilustra a Figura 13. Pressione OK para fechar a caixa de

diálogo e voltar para a janela principal do ArcMap. As feições dos temas presentes na vista serão

projetadas para o sistema de projeção definido.

Aqui surge um problema. Ao realizarmos a união espacial, o comando considera as

coordenadas da fonte de dados do layer destino – neste caso, geográfica - e não as coordenadas

definidas no data frame. Conseqüentemente, teremos que projetar os layers para o sistema UTM,

uma vez que necessitaremos calcular a distância entre a sede municipal e a torre mais próxima.

2.4.3 Transformação de coordenadas geográficas em coordenadas UTM

Selecione o comando Show/Hide ArcToolbox Window na barra de ferramentas.

Na caixa de diálogo ArcToolbox, dê um clique duplo no comando Project, disponível em

Data Management Tools / Projections and Transformations / Feature/( Figura 14).

Será aberta a caixa de diálogo Project. Complete-a conforme a Figura 15 e clique no botão

OK. Observe que você deverá selecionar o shapefile a ser projetado, especificar o diretório e o

nome do shapefile a ser criado (não se esqueça do sufixo) e selecionar o sistema de projeção.

37

Figura 13. A atribuição dos sistemas de referëncia e de projeção ao Data Frame.

Page 38: Apostila ArcGIS Desktop

Repita este procedimento para os shapefiles antenas.shp e sedes.shp. Feche o ArcToolbox.

Observe que os novos shapefiles criados foram inseridos ao data frame ativo.

Se os novos layers criados estão em coordenadas UTM, porque estão se

sobrepondo àqueles que estão em coordenadas geográficas sem apresentar distorções?

Outra forma de fazer a conversão seria através

do comando Export Data (clique com o botão direito

do mouse sobre o nome layer, no pop-up selecione

Data).

Remova os layers criados do data frame Zona

da Mata Mineira. Para fazer isto, selecione-os com a

tecla Ctrl pressionada. Posicione o cursor do mouse

sobre um dos layers selecionados, pressione o botão

direito do mouse e selecione a opção Remove no menu

pop-up.

Selecione a opção de menu Insert/Data Frame

para criar um novo data frame.

38

Figura 14. Projeção de mapas no ArcToolbox.

Figura 15. Configuração para projeção do shapefile municipios.

Page 39: Apostila ArcGIS Desktop

Adicione os três shapefiles criados anteriormente ao novo data frame.

Altere os símbolos dos layers.

Altere o nome do data frame para Zona da Mata Mineira – UTM.

2.4.4 Executando a união espacial

No presente estudo deseja-se identificar, para a sede de cada município, qual é a antena de

telefonia celular mais próxima, bem como a distância entre elas. Esta distância será comparada ao

alcance da antena para então determinar se a sede é atendida ou não por esta antena. Cada registro

da tabela de atributos do plano de informação Sedes_Join_Antenas.shp possuirá informações da

sede e da antena que estiver mais próxima a ela. Uma nova coluna será criada, chamada Distance, e

conterá a distância entre a sede e a antena mais próxima.

1. Na tabela de conteúdo, clique com o botão direito do mouse no layer sedes_UTM e

selecione a opção de menu Joins and Relates/Join. Configue a caixa de diálogo Join Data de

acordo com a Figura 16 e pressione o botão OK. Lembre-se de que estamos manipulando os

layers do Data Frame Zona da Mata Mineira – UTM.

O plano de informação Sedes_Join_Antenas_UTM.shp será adicionado ao Data Frame

ativo. Abra a tabela de atributos deste shapefile e observe seus atributos.

39

Page 40: Apostila ArcGIS Desktop

➢ no campo Distance da tabela de atributosdo layer Sedes_Join_Antenas_UTM hávalores iguais a zero. Por que istoacontece?

➢ qual é a unidade dos valores encontradosno campo Distance?

40

Figura 16 Configurações para realizar a união espacial.

Page 41: Apostila ArcGIS Desktop

2.4.5 Identificando as sedes municipais atendidas

No menu principal, selecione o comando Selection / Select by Attributes.

Na caixa de diálogo Select by Attributes – Figura 17, selecione o layer

Sedes_Join_Antenas_UTM e construa a expressão abaixo na cláusula WHERE:

(“Distance” <= “Alcance(m)”)

Pressione o botão Apply e logo em seguida Close.

Esta expressão selecionará todas as sedes municipais que estão dentro do alcance da antena

de telefonia celular mais próxima.

➢ quantas sedes foram selecionadas?

➢ a metodologia empregada utilizando a união espacial atende ao objetivo proposto?

➢ a metodologia empregada utilizando a união espacial seleciona todas as sedes

municipais atendidas por torres de telefonia celular?

2.4.6 Criando um novo PI com as feições selecionadas

Para armazenar as feições selecionadas em um novo shapefile, clique com o botão direito do

mouse no layer Sedes_Join_Antenas_UTM e selecione o comando Data/Export Data no menu pop-

up. Configue a caixa de diálogo Export Data conforme a Figura 18 e pressione o botão OK.

41

Figura 17. Seleção das sedes atendidas pela antena mais próxima.

Page 42: Apostila ArcGIS Desktop

Responda Sim a caixa de mensagem que pergunta se você quer adicionar os dados exportados como

um layer ao data frame.

Assim, atingimos o primeiro objetivo desta aula prática.

2.4.7 Calculando a população dos municípios na área de cobertura

Vamos agora ao segundo objetivo desta prática.

Deseja-se obter, para cada antena de telefonia celular, a população total dos municípios

dentro da sua área de cobertura. A tabela de atributos do layer Sedes_OK.shp não contém

informações sobre a população dos municípios. Essa informação está presente na tabela de atributos

do layer Municipios.shp. A condição para juntar duas tabelas é a de que exista um campo em

comum em ambas. Os passos a seguir permitirão associar os registros das tabelas Sedes_OK.shp e

Municipios.shp. Antes de prosseguir, verifique o número de registros de cada uma destas tabelas.

Observe também que dois campos podem ser utilizados para fazer a junção das tabelas –

CODMUNI e NOMMUNI. Eles são do tipo short (inteiro) e string (alfanumérico),

respectivamente. Sempre que possível, utilize campos numéricos.

1. Na tabela de conteúdo, clique com o botão direito do mouse no layer sedes_OK e

selecione a opção de menu Joins and Relates / Join. Configue a caixa de diálogo Join Data

de acordo com a Figura 19 e pressione o botão OK.

Responda Sim à pergunta sobre a criação de índice (caixa de mensagem Create Index).

Abra a tabela de atributos do layer Sedes_OK e veja que os nomes dos campos agora

possuem um prefixo para identificar a qual tabela eles pertencem, uma vez que esta união é

temporária.

Para se obter a população total dos municípios dentro da área de cobertura de cada antena de

42

Figura 18. Criação de um novo Shapefile com as feiçõesselecionadas.

Page 43: Apostila ArcGIS Desktop

telefonia celular, há que se proceder a operações sobre os registros da tabela de atributos. Essas

operações são de natureza não-espacial, utilizando recursos comuns aos gerenciadores de banco de

dados. No ArcEditor, essa operação implica resumir os valores de um campo tendo por base os

valores de outro campo. Especificamente, os valores do campo municipios_UTM.POP_2000 serão

totalizados para o campo Sedes_OK.Antena, que é o atributo que identifica, de maneira única, a

antena à qual a sede municipal está associada. Ao se resumir uma tabela, o ArcEditor

automaticamente cria uma nova tabela contendo as estatísticas especificadas pelo usuário.

1. Abra a tabela de atributos do layer Sedes_OK.shp e clique com botão direito do mouse no

nome do campo Sedes_OK.Antena. No menu pop-up, selecione a opção Summarize.

2. Na caixa de diálogo Summarize (Figura 20), item número 2, especifica-se como cada um dos

campos será totalizado – se for de interesse. Marque Sum e Minimun para os campos

municipios_UTM.POP_2000 e Sedes_OK.CODMUNI_1 (código identificador da

Antena), respectivamente. Dê o nome de Pop_Ant.dbf à tabela que será criada (item 3).

43

Figura 19. Junção das tabelas Sedes_OK e Municipios_UTM.

Page 44: Apostila ArcGIS Desktop

3. Após o processamento será exibida uma caixa de mensagem - Figura 21 - perguntando se

você quer adicionar a tabela Pop_ant.dbf ao mapa. Responda Sim. A tabela estará visível na

tabela de conteúdo apenas no modo de visualização Source.

4. Feche a tabela Sedes_OK.

5. Na tabela de conteúdo, clique com o botão direito do mouse no layer Sedes_OK e selecione

a opção de menu Joins and Relates / Remove Join(s) / municipios_UTM.

Com os dados desejados resumidos na tabela Pop_ant.dbf, atingimos o segundo objetivo

desta prática.

No entanto, para exercitar um pouco mais a junção de tabelas, vamos assinalar essas novas

informações às respectivas feições do layer Antenas. Isso é feito unindo-se a tabela Pop_ant.dbf à

tabela de atributos do layer Antenas, tendo-se por base o campo Antena, que é comum a ambas as

tabelas. Dessa forma será possível, por exemplo, representar as feições do layer Antenas utilizando-

44

Figura 21. Conclusão do resumo .

Figura 20. Cálculo da população atendida por cada antena.

Page 45: Apostila ArcGIS Desktop

se o campo Sum_Pop_2000, com o tamanho do símbolo proporcional à população atendida por

cada antena (tópico 2.5, exercício 1).

1. Na tabela de conteúdo, clique com o botão direito do mouse no layer antenas e selecione a

opção de menu Joins and Relates/Join. Configue a caixa de diálogo Join Data de acordo

com a Figura 22 e pressione o botão OK.

Conforme visto anteriormente, a ligação entre as duas tabelas é temporária. Para ver a

relação de tabelas que estão ligadas a tabela antenas, clique com o botão direito do mouse no layer

antenas e selecione a opção Joins and Relates/Remove Join(s)

Para armazenar definitivamente na tabela de atributos do layer Antenas os valores da

população total dos municípios dentro da área de cobertura de cada antena, deve-se criar um novo

campo nessa tabela e copiar para ele o conteúdo do campo Sum_Pop_2000.

2. Abra a tabela de atributos do layer Antenas. Na barra de status da tabela, clique no botão

Options e selecione a opção Add Field.

3. Configure a caixa de diálogo Add Field conforme a Figura 23 e pressione o botão OK.

O campo Pop_2000 será acrescido à tabela Antenas e receberá o valor zero para todos os

seus registros.

45

Figura 22. Junção das tabelas Antenas e Pop_Ant.

Page 46: Apostila ArcGIS Desktop

4. Clique com o botão direito do mouse no nome do campo Antenas_UTM.Pop_2000 e

selecione a opção Calculate Values. Como não abrimos uma sessão de edição, não será

possível desfazer os procedimentos executados. Mas como nosso cálculo é simples,

responda Sim à caixa de mensagem que aparece na Figura 24.

5. Para “popular” esse campo com os valores da coluna Pop_Ant.Sum_POP_2000, percorra a

lista Fields e clique duas vezes sobre o nome do campo Pop_Ant.Sum_POP_2000. A

expressão [Pop_Ant.Sum_Pop_2000] aparecerá na janela inferior, indicando que o campo

Antenas_UTM.Pop_2000 receberá, registro por registro, os valores correspondentes

contidos no campo Pop_Ant.Sum_POP_2000 , conforme ilustra a Figura 25. Pressione o

botão OK.

6. Agora podemos desfazer a união (Join) entre as tabelas Antenas_UTM e Pop_ant.dbf.

Clique com o botão direito do mouse no layer Antenas_UTM e selecione a opção Joins and

Relates / Remove Join(s) / Pop_ant.

ATENÇÃO: Se ao tentar abrir a tabela de atributos aparecer uma caixa de mensagem com a

informação “Error: Loading Table Data. Could not load data from the data source. If you can

correct the problem, press refresh button to reload data”, e as linhas da tabela não aparecerem, as

causas são:

46

Figura 23. Criação do campo Pop_2000.

Figura 24. Aviso sobre a edição de tabelas fora de uma sessão de edição.

Page 47: Apostila ArcGIS Desktop

➢ O nome do shapefile começa com um número, contem um espaço ou um caracter

especial.

➢ O nome da tabela começa com um número, contem um espaço ou um caráter especial.

➢ Um nome de campo na tabela começa com um número, contem um espaço ou um caráter

especial.

2.4.8 Traçando buffers para as torres de telefonia celular

Para ajudar a responder as questões propostas no tópico número 2.4.5, vamos utilizar um

recurso comum aos SIG's chamado de buffer.

Há dois modos de acessar este comando. O primeiro é através do ArcToolbox, conforme

descrito a seguir.

1. Selecione o comando Show/Hide ArcToolbox Window na barra de ferramentas.

2. Selecione o comando Buffer no menu ArcToolbox/Analysis Tools/Proximity/. Será aberta

a caixa de diálogo Buffer – Figura 26. Por não ser intuitivo para usuários iniciantes,

vamos utilizar o Assistente de Buffer – o segundo modo.

Por padrão, o Assistente não é carregado. Para disponibilizá-lo proceda da seguinte forma:

1. Selecione o comando Customize, disponível no menu principal Tools. Será aberta a caixa

de diálogo Customize.

2. Clique na guia Commands.

3. Selecione Tools na lista de categorias.

47

Figura 25. Atribuição de valores entre campos.

Page 48: Apostila ArcGIS Desktop

4. Selecione Buffer Wizard na lista de comandos, arraste e solte o ícone na barra de

ferramentas Standard – semelhante ao que se pode fazer no Word, Excel, etc. Você

também pode colocar o comando como um item de algum dos itens do menu principal - o

Tools por exemplo. Basta clicar no menu para abrir a lista e em seguir arrastar e soltar o

ícone correspondente ao Buffer Wizard no lugar desejado.

Agora que carregamos o comando para a interface do ArcEditor, vamos efetivamente criar

os Buffers.

1. Selecione o comando Buffer Wizard na barra de ferramentas Standard. Será aberta a

caixa de diálogo Buffer Wizard - Figura 27. Selecione o layer antenas_UTM e clique no

botão Avançar >.

48

Figura 26. Caixa de diálogo padrão para o traçado de Buffers.

Page 49: Apostila ArcGIS Desktop

2. Na segunda janela do assitente – Figura 28, será especificado a forma de criação do

buffer. No nosso caso, vamos assinalar a segunda opção, uma vez que o alcance de cada

uma das antenas está armazenado no campo ALCANCE_M_ da tabela de atributos do

layer antenas_UTM. Portanto, configure a sua caixa de diálogo de acordo com a figura

abaixo e clique no botão Avançar >.

3. Na terceira janela do assistente – Figura 29, escolha a opção de preservar os limites de

cada um dos buffers e de criá-los como gráficos. Pressione o botão Concluir.

Como as feições são pontuais, os buffers tomam a forma de circunferências. Por padrão, os

gráficos possuem preenchimento, o que dificulta a análise. Para retirar o preenchimento, siga os

passos a seguir.

49

Figura 27. Tela inicial do Assistente para traçado de Buffers.

Figura 28. Especificação dos parâmetros para criação dos buffers.

Page 50: Apostila ArcGIS Desktop

1. Selecione todos os círculos utilizando o comando Select Elements da barra de ferramentas

Tools.

2. Pressione o botão direito do mouse e selecione a opção Properties.

3. Na caixa de diálogo Common Properties for Selected Elements, clique em Fill Color e

escoha No color.

Analise e tire suas conclusões! Veja os casos das sedes Jequeri e Santo Antônio do

Grama.

2.5 Exercícios

1. Altere a legenda do layer Antenas_UTM para exibir os símbolos com tamanho proporcional a

população atendida por cada antena.

2. Cite exemplos de aplicação dos Buffers.

3. Complete a tabela abaixo com exemplos de aplicação da união espacial, para cada tipo de

geometria.

Destino\Origem Ponto Linha Polígono

Ponto

Linha

Polígono

Destino – tabela que receberá os atributos da feição mais próxima a ela. Origem – tabela que vai

ceder os atributos.

4. Você Criará um PI chamado Cobertura contendo o limite da área de cobertura de cada antena,

tendo por base a fusão dos limites dos municípios que a integram (Fusão de Polígonos

50

Figura 29. Parâmetros finais dos buffers.

Page 51: Apostila ArcGIS Desktop

Adjacentes com base em atributo – no caso a antena que atenda ao município). Use o comando

Dissolve, disponível em ArcToolbox / Data Management Tools / Generalization.

➢ A tabela de atributos desse novo tema deverá conter, para cada antena, a população total

em 2000 na área de cobertura.

➢ Produza um mapa (layout) contendo os limites de cada antena, identificando a localização

da antena, o nome da antena e a população total na área de cobertura. O tamanho do

símbolo associado à antena deverá refletir a população na respectiva área de cobertura.

Use o tema Municipios como fundo, mostrando os limites dos municípios não cobertos

por telefonia celular na Zona da Mata mineira.

5. Cite exemplos de aplicação do comando Dissolve.

6. Como vimos, existem situações em que pode existir uma antena com raio de alcance maior do

que a antena mais próxima da sede, sendo que a sede está dentro deste raio. Com o intuito de

atender aos objetivos abaixo:

➢ determinar quais são as sedes municipais que estão dentro do raio de alcance de ALGUMA

antena (você encontrará 94 sedes). Dica: crie um buffer com o alcance das Antenas (como um

shapefile) e utilize o comando Select By Location;

➢ determinar a população atendida por cada antena, sendo que para as sedes que estiverem

dentro do raio de alcance de mais de uma antena, a população deverá ser assinalada a todas as

antenas, e não a apenas uma. Dica: utilize o comando Join.

Estabeleça uma metodologia para atingir os objetivos propostos.

51

Page 52: Apostila ArcGIS Desktop

Preparado por: Carlos Antonio Alvares Soares Ribeiro – DEF-UFVAtualizada para a versão 9.X e modificada por Wellington D. Guimarães – CEFETES. Versão 1.0

3. Sobreposição de Mapas Vetoriais

A área de estudos é uma parte de uma cidade fictícia denominada Paraíso. Essa porção da

cidade é cortada pelo Ribeirão Marmelada. Ao norte do ribeirão predominam áreas industriais e

comerciais, enquanto no lado sul estão as áreas residenciais. Paraíso está experimentando uma

dificuldade crescente no controle das inundações. As estações fluviométricas têm registrado uma

elevação do nível das águas do Ribeirão Marmelada durante os últimos cinco anos. O excesso de

água tem alterado substancialmente a extensão da planície normal de inundação. Esse problema

decorre do recente processo de urbanização ao longo desse rio, onde os novos projetos de

desenvolvimento vêm ocasionando a impermeabilização do solo, reduzindo a superfície de absorção

das águas e aumentando significativamente o escomento superficial.

Residências que até então encontravam-se a uma distância segura do nível normal das cheias

daquele ribeirão passaram a ser afetadas pelo novo regime de inundações, principalmente após

chuvas mais fortes. É óbvio que, se tais projetos devem prosseguir, alguma intervenção deverá ser

feita no que concerne ao controle efetivo do nível crescente das inundações naquela região.

Entretanto, deve-se avaliar as perdas econômicas de cada propriedade afetada confrontando-as com

o custo da implantação das novas medidas mitigatórias para que o processo seja economicamente

justificável.

3.1 Objetivos

A intenção desse exercício é proporcionar-lhe a experiência de solucionar problemas de

modelagem espacial utilizando modelo de dados vetorial. Especificamente, estudar-se-á o impacto

financeiro em zonas residenciais ocasionado por inundações. Portanto, deseja-se:

➢ Determinar quantas propriedades residenciais serão afetadas pela expansão da planície de

inundação.

➢ Estimar a perda financeira associada a cada propriedade, levando em consideração o

respectivo valor de mercado.

➢ Compor uma mapa (layout) contendo os lotes residenciais, com a legenda agrupando as

perdas em três classes:

< R$ 5.000,00

R$ 5.000,01 – R$ 15.000,00

> R$ 15.000,01

52

Page 53: Apostila ArcGIS Desktop

➢ Insira também neste mesmo layout uma tabela contendo as colunas:

Identificação do Lote Área Inundável Perda Estimada

3.2 Dados Necessários

Os dados necessários para esse exercício encontram-se em ..\prat3\dados e foram extraídos

de uma base digital da ESRI, tendo sido convertidos para o formato Shapefile. Os arquivos (mapas e

suas tabelas de atributos) a serem utilizados estão descritos no Quadro 4. Os mapas estão

coordanadas UTM, datum SAD 69, meridiano central de 39° W.

Plano deInformação Formato Tipo de

geometria Significado

Inund Shapefile Polígono Áreas sujeitas a inundações

Rios Shapefile Linha Hidrografia

Lotes Shapefile PolígonoCadastro de todas as propriedades com informaçõesde proprietário, endereço e valor de mercado

Quadro 4. Descrição geral dos planos de informação a serem utilizados nesta prática.

Tabelas de Atributos

INUND.DBFOs valores do campo Classe possuem o seguinte significado:

A planície de inundaçãoB região alagadiça (brejo)C região sem risco de inundação

RIOS.DBFOs valores do campo Codigo significam:

1 curso d’água primário2 curso d’água secundário

LOTES.DBFOs valores do campo Uso significam:

AG agriculturaCM comércioCR condomínio residencialIP indústrias pesadas

53

Page 54: Apostila ArcGIS Desktop

MX área de uso misto

3.3 Procedimentos

Inicie o ArcMap e adicione os layers do Quadro 4.

Altere a legenda do layer Inund.

Categories: Unique Values

Value Field: Classe

No campo Label, substitua as letras A, B e C por Planície de Inundação, Brejo e Sem risco

de Inundação, respectivamente.

Altere a legenda do layer Lotes.

Features: Single symbol

Symbol: No collor

No caso desta prática interessam-nos apenas os lotes de uso residencial. Para não ter que

gerar outro shapefile apenas com os lotes de uso residencial, vamos ocultar os lotes que não

pertençam a esta categoria, evitando assim o processamento desnecessário de dados.

1. Posicione o cursor do mouse sobre o layer Lotes e pressione o botão direito do mouse.

Selecione Properties no menu pop-up.

2. Na caixa de diálogo Layer Properties, selecione a guia Definition Query e em seguida o

botão Query Builder.

3. Na caixa de diálogo Query Builder, construa a expressão "USO" = 'CR'

4. Clique no botão OK das caixas de diálogo Query Builder e Layer Properties.

Certifique-se – através da tabela de atributos – de que ficaram visíveis apenas os lotes de uso

residencial.

A estimativa da perda de cada propriedade é dada pela seguinte equação:

Perda (R$) = Área inundável [m2] x Valor unitário [R$.m-2] (Equação 1)

Conseqüentemente, deveremos determinar para cada lote residencial:

➢ A área atingida pela inundação

➢ O valor unitário do metro quadrado

3.3.1 Cálculo do valor unitário (R$/m2) de cada lote

Abra a tabela de atributos LOTES (attributes of Lotes). Veja que há um campo com o nome

de VALOR_MERC. Ele armazena o valor de mercado de cada um dos lotes. Como nos interessa o

valor unitário, será necessário adicionar um campo para armazenar esta informação.

54

Page 55: Apostila ArcGIS Desktop

Na tabela de atributos, selecione o comando Options/Add Field. Será aberta a caixa de

diálogo Add Field.

Dê o nome ao campo de VAL_UNIT, que deverá ser

do tipo Float, com precisão de 7 dígitos e escala 2 (Figura

30). Precisão e escala referem-se ao número total de dígitos e

à quantidade de casas decimais, respectivamente. Por

exemplo, o número 25.457,12 tem precisão 7 e escala 2.

Selecione o comando Editor Toolbar , disponível

na barra de ferramentas Standard.

Na barra de ferramentas Editor selecione o comando

Editor/Start Editing.

Observe que o plano de fundo de alguns campos muda de cor – de cinza para branco,

indicando que eles podem ser editados. Antes de prosseguir, certifique-se de que nenhum registro

dessa tabela esteja selecionado. Se houver algum registro, selecione o comando Options/Clear

Selection.

Posicione o cursor do mouse sobre o campo VAL_UNIT, pressione o botão direito do mouse

e selecione o comando Calculate Values .

Na caixa de diálogo Field Calculator, monte a expressão [VALOR_MERC] / [AREA]

(Figura 31) e clique no botão OK.

Na barra de ferramentas Editor, selecione

o comando Editor/Stop Editing e responda sim à

caixa de mensagem Do you want to save your

edits?

Feche a tabela de atributos e a barra de

ferramentas Editor.

OBS.: Para adicionar campos a uma

tabela três condições devem ser atendidas:

direito de escrita nos arquivos; o layer não pode

estar sendo editado e nenhum outro usuário ou

aplicativo poderá estar acessando estes dados.

A próxima etapa será o desenvolvimento das operações espaciais necessárias à identificação

da fração de cada propriedade que situa-se dentro das áreas de inundação (classes A e B).

55

Figura 30. Criação do campo VAL_UNIT.

Figura 31. Cálculo do valor unitário (R$/m2) de cada lote.

Page 56: Apostila ArcGIS Desktop

3.3.2 Sobreposição vetorial dos mapas

Selecione o comando Show/Hide ArcToolbox Window na barra de ferramentas.

Na caixa de diálogo ArcToolbox, dê um clique duplo no comando Intersect, disponível em

Analysis Tools / Overlay.

Será aberta a caixa de diálogo Intersect. Complete-a conforme a Figura 32 e clique no botão

OK. Observe que o layer de saída se chamará lotes_Inund.shp.

O layer lotes_Inund será automaticamente incluído na TOC do data frame ativo.

Feche o ArcToolbox e abra a tabela de atributos do layer lotes_Inund. Observe que há 52

registros. Como você também deve ter notado, cada registro desta tabela possui informações

provenientes dos dois layers que deram origem a ela, ou seja, esta tabela possui todas as colunas

encontradas nas tabelas de atributos dos layers lotes e Inund. Veja que no nosso mapa os polígonos

representando os lotes foram fragmentados. Há 52 feições (polígonos), provenientes da interseção

dos layers lotes e Inund, que possuíam 36 e 15 feições, respectivamente.

Selecione, alternadamente, os registros correspondentes ao valor 97 para o campo

LOTES_ID e veja o que acontece no mapa. Até agora, para todos os layers manipulados, a

correspondência entre tabela e mapa era biunívoca, ou seja, um registro para cada feição do mapa. O

56

Figura 32. Interseção entre os layers Lotes e Inund.

Page 57: Apostila ArcGIS Desktop

processo de superposição de layers geralmente produz multi-feições. Multi-feições, também

denominadas de feições multipartes (multipart features), são feições constituídas por duas ou mais

feições espacialmente disjuntas, havendo um único registro na respectiva tabela de atributos. Uma

multi-feição tem o mesmo comportamento de uma feição simples. Ao se selecionar qualquer uma

de suas partes, todas as demais partes que a constituem serão automaticamente selecionadas. Em

algumas situações isso poderá ser uma propriedade útil, como no caso de um mapa de países onde

algum deles seja composto por um conjunto de ilhas.

Para criar multi-feições use o comando DISSOLVE, disponível em Data Management

Tools / Generalization do ArcToolbox.

Para entender a origem das multi-feições, observe a Figura 33. Veja que o lote 97 será

fragmentado em quatro partes. No entanto, para duas destas partes, a classe é a mesma – C.

Conseqüentemente, como duas das quatro linhas da tabela seriam iguas, o software as funde em

apenas uma. Portanto, haverá apenas três registros na tabela de atributos do layer lotes_Inund,

sendo que um deles estará associado a dois polígonos, conforme ilustra a Figura 34.

Feche a tabela de atributos. Há mais de um caminho para desmembrar um layer com multi-

57

Figura 33. Sobreposição dos layers Lotes e Inund.

Page 58: Apostila ArcGIS Desktop

feições. O mais rápido é através da linha de comando.

Selecione o comando Show/Hide Command Line Window na barra de ferramentas

Standard e digite o comando abaixo, onde as reticências indicam o caminho intermediário até a

pasta onde estão os dados:

MultipartToSinglepart c:/.../prat3/dados/lotes_inund.shp c:/ .../prat3/dados/lotes_inund_exp.shp

O inconveniente deste comando é que, obrigatoriamente, será criado outro plano de

informação no formato shapefile.

Para não termos de criar outro plano de informação, selecione o comando Editor

Toolbar na barra de ferramentas Standard.

Na barra de ferramentas Editor, selecione o comando Advanced Editing, disponível em

Editor / More Editing Tools. Será aberta uma barra de ferramentas com o nome de Advanced

Editing.

Na barra de ferramentas Editor, selecione o comando Start Editing no menu Editor.

Na barra de ferramentas Editor, selecione o comando Edit Tool e em seguida selecione

todos os polígonos do layer lotes_Inund. Os lotes selecionados ficarão com as bordas destacadas

58

Figura 34. Um exemplo de multi-feições.

Page 59: Apostila ArcGIS Desktop

em azul, conforme ilustra a Figura 35.

Como há feições selecionadas, o comando Explode Multi-part feature ficará habilitado.

Dê um clique neste botão.

Vá até a barra de ferramentas Editor, selecione o comando Stop Editing no menu Editor e

responda Sim à caixa de mensagem que pergunta se você deseja salvar a edição realizada.

Feche as barras de ferramentas Editor e Advanced Editing.

Quais são as vantagens e as desvantagens de se utilizar multi-feições?

Abra a tabela de atributos do layer lotes_Inund novamente. Os campos Area e Perimeter

estão duplicados e seus valores deverão ser desconsiderados, uma vez que referem-se aos layers que

deram origem a tabela de atributos do layer lotes_Inund. Vamos excluir uma ocorrência de cada

um deles (AREA_1 e PERIMETE_1) e em seguida atualizar os valores de área e perímetro (AREA

e PERIMETER) para os polígonos deste layer.

Na tabela de atributos, posicione o cursor do mouse sobre o nome da coluna AREA_1 e

pressione o botão direito do mouse. No menu pop-up, selecione o comando Delet Field e responda

Sim à caixa de mensagem que pergunta se você quer apagar a coluna selecionada. Repita o mesmo

procedimento para a coluna PERIMETE_1.

Posicione o cursor do mouse sobre o nome da coluna AREA e pressione o botão direito do

mouse. No menu pop-up, selecione o comando Calculate Values e responda Sim à caixa de

mensagem Field Calculate. Na caixa de diálogo Field Calculate - Figura 36, marque a caixa de

verificação Advanced. No campo Pre-Logic VBA Script Codes, digite a expressão abaixo:

59

Figura 35. Lotes que serão "explodidos".

Page 60: Apostila ArcGIS Desktop

Dim Output as double

Dim pArea as IArea

Set pArea = [shape]

Output = pArea.area

No campo AREA = digite Output e pressione o botão OK.

A caixa de diálogo será fechada e os valores de área serão atualizados. Agora vamos

atualizar os valores de perímetro.

Posicione o cursor do mouse sobre o nome da coluna PERIMETER e pressione o botão

direito do mouse. No menu pop-up, selecione o comando Calculate Values e responda Sim à

caixa de mensagem Field Calculate. Na caixa de diálogo Field Calculate, marque a caixa de

verificação Advanced. No campo Pre-Logic VBA Script Codes, digite a expressão abaixo:

Dim Output as double

Dim pCurve as ICurve

Set pCurve = [shape]

Output = pCurve.Length

No campo PERIMETER = digite Output e pressione o botão OK.

A caixa de diálogo será fechada e os valores de perímetro serão atualizados.

Já temos todos os elementos necessários para calcularmos a perda econômica de cada lote de

acordo com a Equação 1.

Vamos agora criar um campo para armazenar a perda econômica de cada lote. Ainda na

60

Figura 36. Cálculo da área dos polígonos.

Page 61: Apostila ArcGIS Desktop

tabela de atributos, clique no botão Options e selecione o comando Add Field. Preencha a caixa de

diálogo Add Field com os valores abaixo e pressione o botão OK.

Name: PerdaType: FloatPrecision: 7Scale: 2

Somente os polígonos classificados como A ou B (campo CLASSE) serão afetados pelas

inundações. Vamos selecionar os registros correspondentes a esses polígonos antes de efetuarmos o

cálculo da perda.

Na tabela de atributos, clique no botão Options e selecione o comando Select by Attributes.

Na caixa de diálogo, construa a expressão abaixo, pressione o botão Apply e em seguida o botão

Close.

"CLASSE" = 'A' OR "CLASSE" = 'B'

Minimize a tabela de atributos e verifique na área de desenho se a seleção obtida é ou não

compatível. Volte com a tabela para o seu tamanho anterior. Veja que dos 54 polígonos, 17 foram

selecionados, conforme indica a Figura 37.

Posicione o cursor do mouse sobre o nome da coluna PERDA e pressione o botão direito do

mouse. No menu pop-up, selecione o comando Calculate Values e responda Sim à caixa de

mensagem Field Calculate. Na caixa de diálogo Field Calculate, desmarque a opção Advanced,

construa a expressão abaixo e pressione o botão OK.

[AREA] * [VAL_UNIT]

61

Figura 37. Fragmentos dos lotes atingidospela inundação.

Page 62: Apostila ArcGIS Desktop

Veja que o cálculo foi realizado apenas para os registros que estavam selecionados.

Observe que os valores de perda calculados para o layer lotes_Inund referem-se aos

polígonos individuais, não estando totalizados por propriedade. Assim, há que se proceder à

totalização dos mesmos por propriedade, para se gerar o relatório final de acordo com as

especificações do problema.

Um dos campos que nos permite identificar a qual lote pertence cada polígono é

LOTES_ID - poderíamos utilizar também o campo FID_lotes. Vamos utilizá-lo para totalizar a

perda para cada lote, ou seja, todos os registros possuindo o mesmo valor de LOTES_ID serão

agrupados em um único registro na tabela de saída (Tot-Lot-Inund.dbf).

Posicione o cursor do mouse sobre o nome da coluna LOTES_ID e pressione o botão

direito do mouse. No menu pop-up, selecione o comando Summarize Na caixa de diálogo

Summarize - Figura 38, preencha-a de acordo com os valores abaixo, pressione o botão OK e

responda Sim a caixa de mensagem Summarize completed, que pergunta se você deseja inserir a

tabela criada ao documento de mapa.:

1. Select a field to summarize: LOTES_ID

2. Choose one or more summary statistics to be included in the output table:

AREA: Sum

Perda: Sum

3. Specify output table: Tot-Lot-Inund.dbf

Summarize on the selected records only: marcar

Quantas propriedades residenciais

foram atingidas?

62

Page 63: Apostila ArcGIS Desktop

Feche a tabela de atributos do layer lotes_Inund e abra a tabela Tot-Lot-Inund.dbf, que

estará disponível no final da lista de fontes de dados da TOC.

A tabela Tot-Lot-Inund.dbf não está vinculada a layer algum e, por isso mesmo, não possui

o campo Shape. Observe também que a identificação dos registros é feita através de um campo com

nome OID (identificador de objeto). No caso das fontes de dados no formato shapefile a

identificação se dá através do campo FID (identificador de feição). Entretanto, é possível associar,

temporariamente, seus registros aos da tabela LOTES.DBF por intermédio do campo LOTES_ID,

que é comum a ambas as tabelas. Não é necessário que o campo em comum tenha o mesmo nome.

A única exigência é que eles possuam o mesmo tipo de dado. Interessa-nos fazer esta união entre as

tabelas para que possamos criar um mapa temático onde a cor indicará, para cada lote, sua perda

econômica, de acordo com as classe estabelecidas nos objetivos do exercício.

Feche a tabela Tot-Lot-Inund.dbf. Na tabela de conteúdo, clique com o botão direito do

mouse no layer Lotes e selecione a opção de menu Joins and Relates / Join. Configue a caixa de

diálogo Join Data de acordo com a Figura 39 e pressione o botão OK.

Abra a tabela de atributos do layer Lotes. Vamos criar um campo para armazenar a perda

econômica de cada lote. Clique no botão Options e selecione o comando Add Field. Preencha a

caixa de diálogo Add Field com os valores abaixo e pressione o botão OK.

63

Figura 38. Totalização dos campos AREA e Perda.

Page 64: Apostila ArcGIS Desktop

Name: Perda

Type: Float

Precision: 7

Scale: 2

Posicione o cursor do mouse sobre o nome da coluna lotes.Perda e pressione o botão direito

do mouse. No menu pop-up, selecione o comando Calculate Values e responda Sim à caixa de

mensagem Field Calculate. Na caixa de diálogo Field Calculate, desmarque a opção Advanced –

caso ainda esteja marcada, construa a expressão abaixo e pressione o botão OK.

[Tot-Lot-Inund.Sum_Perda]

Uma vez que os valores foram transferidos de forma definitiva para a tabela Lotes,

poderemos desfazer a junção entre as tabelas Lotes e Tot-Lot-Inund. Na tabela de conteúdo,

clique com o botão direito do mouse no layer Lotes. No menu pop-up, selecione o comando Joins

and Relates / Remove Join(s) / Tot-Lot-Inund. Feche a tabela de atributos Lotes.

Altere a legenda do layer Lotes.

Quantities: Graduated colors

Value: Perda

Classes: 3

64

Figura 39. União da tabela Tot-Lot-Inund à tabela LOTES.

Page 65: Apostila ArcGIS Desktop

Observar os intervalos e a legenda definidos nos objetivos. Para excluir os lotes que não

foram atingidos, clique no botão Classify. Na caixa de diálogo Classification clique no botão

Exclusion. Na caixa de diálogo Data Exclusion Properties, guia Query, construa a expressão

"Perda" = 0. Na guia Legend, marque a caixa de verificação Show symbol for excluded

data. No campo Label digite Não Atingidos e retire o preenchimento do símbolo.

E finalmente, prepare uma mapa de acordo com as especificações dos objetivos.

3.4 Exercício

3.4.1 Objetivo

Elaborar um estudo para identificação de áreas potenciais para que uma fábrica de produtos

químicos instale um aterro industrial para os rejeitos gerados durante seu processo de produção.

3.4.2 Fatores a serem considerados

Para a seleção das áreas potenciais, considere as restrições abaixo:

➢ Deverão estar a no máximo 10km da sede da fábrica, mas dentro dos limites do município

de Castelo.

➢ Os locais deverão situar-se a no máximo 500m de uma estrada de acesso – considere apenas

Rodovia (Auto Estrada) e Rodovias não pavimentadas.

➢ Não poderão ser vizinhas de áreas urbanas ou habitadas - povoados, devendo estar a pelo

menos 6Km destas.

➢ Deverão estar a mais de um quilômetro do Rio Castelo (Rio principal).

➢ O local deverá estar a mais de 200m dos demais cursos d'água.

➢ Os locais potenciais deverão possuir, no mínimo, 15 hectares.

3.4.3 Material

Mapas contendo a localização da fábrica (hipotética), malha viária, áreas urbanas e

hidrografia do município de Castelo-ES, conforme a tabela abaixo. Os mapas foram obtidos junto

ao IBGE, através de download (http://www.ibge.gov.br). A escala original é de 1:50.000. O formato

original é .dgn – do software de CAD MicroStation. Todos os mapas estão no formato Shapefile. Os

mapas estão disponíveis no FTP do CEFETES, na pasta ...\TP1\Dados.

Os mapas estão em coordenadas UTM, datum SAD 69, meridiano central de 39° W. Todas

as análises deverão ser feitas considerando-se os mapas no formato vetorial. Os trabalhos poderão

ser entregues em grupos de até três alunos. Você utilizará, basicamente, os comandos Buffer, Clip,

Intersect e Union.

65

Page 66: Apostila ArcGIS Desktop

Plano de informação Tipo de Geometria ArquivoSede da fábrica Ponto Sede.*Malha Viária Linha Mviaria.*Áreas Urbanas Polígono Aurbanas.*Limite municipal Polígono Lmunicipal.*Nomes dos cursos d´água Ponto Hidrotexto.*Rio Principal Polígono Rprincipal.*Hidrografia Linha Hidrografia.*

3.4.4 Resultados esperados

Você deverá entregar um CD com os planos de informação gerados durante a análise, bem

como o documento de mapa (arquivo .mxd) – lembre-se de configurá-lo para armazenar o caminho

relativo das fontes de dados. Os nomes dos planos de informação devem ser os mesmos, tanto no

relatório quanto em disco e no arquivo .mxd. Um relatório (impresso) com a descrição do trabalho

realizado, composto de Introdução, Metodologia e Conclusão. Inclua neste relatório um fluxograma

contendo todas as operações realizadas. Na conclusão, faça comentários sobre possíveis limitações

da metodologia utilizada. Se você fosse o tomador de decisão da indústria, e tivesse que escolher

apenas um entre os vários locais potenciais identificados com base nas restrições acima, quais

seriam os outros fatores que você consideraria? E finalmente, haverá uma entrevista individual

acerca do trabalho.

3.4.5 Bibliografia

CARVALHO, M. S.; DE PINA, M. F; DOS SANTOS, S. M. Conceitos Básicos de Sistemas deInformação Geográfica e Cartografia Aplicados à Saúde. Brasília: Organização Panamericana deSaúde., 2000. 124p.

INTERGRAPH, 1995. GIS executive overview, versão 2, CD-ROM multimídia.

66

Page 67: Apostila ArcGIS Desktop

Preparado por: Prof. Wellington D. Guimarães – CEFETES. Versão 1.0

4. Intercâmbio de dados entre o AutoCAD Map e o ArcGISDificilmente um único software atende a todas as necessidades de empresas que trabalham

com Geoprocessamento – sejam elas públicas ou privadas, sendo comum o uso de mais de um

software em suas atividades. Normalmente se usam softwares distintos para restituição, edição,

criação de ortofotos, processamento de imagens, integração de bases cartográficas e assim por

diante. Isso se deve principalmente ao fato dos softwares apresentarem pontos fortes e pontos

fracos. Outro fator é a demanda de clientes, que podem fazer uso de outros softwares.

Conseqüentemente, será necessário realizar a conversão entre formatos. Abordaremos nesta prática

apenas formatos vetoriais.

Cada formato possui características próprias no que se refere ao modo de estruturar os dados

(modelo de dados). A conversão entre formatos distintos em geral não se dá de forma direta, mesmo

que o software tenha filtros de importação e exportação para o formato desejado. Portanto, é comum

um pré-processamento dos dados a serem exportados para adequação dos mesmos ao formato para o

qual se deseja exportar.

Vamos abordar nesta prática os cuidados que devem ser tomados no intercâmbio de dados

entre os softwares AutoCAD e ArcEditor, no que se refere aos formatos dwg e shapefile,

respectivamente. Vale lembrar que o ArcGIS também reconhece os formatos dgn (MicroStation) e

dxf – também do AutoCAD.

O AutoCAD Map é um excelente software no que se refere a edição de mapas, sendo por

isso utilizado por muitas empresas para tal finalidade. Uma vez editados, é comum disponibilizá-los

em um formato mais adequado para uso em SIG's. Neste caso se destaca o formato Shapefile da

ESRI que, embora proprietário, tem seu esquema de criação disponibilizado pela empresa

mencionada – e está disponível no FTP do CEFETES, junto com os dados desta prática.

Há várias diferenças entre os dois formatos. Estas se devem principalmente a formas

distintas de implementação do conceito de plano de informação. Vamos a algumas delas. Cada

plano de informação no formato shapefile possui, no mínimo, três arquivos de mesmo nome e com

a extensões .shp, .dbf e .shx, que armazenam o mapa, a tabela de atributos e índices para

interligação das feições do mapa com as correspondentes linhas da tabela, respectivamente. Todo

plano de informação possui um, e apenas um, tipo de geometria (ponto, linha, polígono). No caso

do formato dwg, um único arquivo pode conter vários planos de informação (denominados de

layer). Cada um destes layers pode conter, simultaneamente, os três tipo de geometria.

67

Page 68: Apostila ArcGIS Desktop

Suponha que você tenha produzido um mapa no AutoCAD e seu cliente lhe solicitasse este

mapa também no formato shapefile, inclusive com os atributos contidos em uma tabela avulsa.

Como gerar estes arquivos?

Você pode visualizar arquivos CAD nos formatos .dwg, .dxf ou .dgn no ArcMap sem a

necessidade de convertê-los para o formato shapefile. Há dois modos de inserí-los:

➢ como um desenho CAD (CAD Drawing);

➢ ou como um conjunto de feições (CAD Feature Dataset).

Quando inserimos o arquivo como um desenho (drawing), os elementos gráficos serão

exibidos do mesmo modo que aparecem no CAD. Não será possível alterar sua aparência - trocar a

cor, por exemplo. Também não poderemos utilizá-lo para operações de análise espacial - como

sobreposição de mapas. Neste modo de visualização o ArcMap não associa uma tabela de atributos

aos elementos gráficos. Estaremos restritos basicamente ao controle da visibilidade dos layers que

compõem o arquivo CAD, como veremos adiante.

Se sua intenção é a de utilizar um arquivo CAD com a prerrogativa de alterar a forma como

os elementos gráficos deverão ser exibidos e também utilizá-lo para operações de análise espacial,

você deverá adicioná-lo como um CAD Feature Dataset. Neste modo de visualização os elementos

gráficos serão agrupados segundo o tipo de geometria definido no formato shapefile. Ou seja, todos

os elementos com representação do tipo ponto serão exibidos conjuntamente. O mesmo vale para

polilinhas, polígonos e textos. Lembre-se de que no formato shapefile cada plano de informação

possui um, e apenas um, tipo de geometria. Neste caso o ArcMap associará uma tabela de atributos

aos elementos gráficos, cujos atributos referem-se as propriedades de desenho do CAD, como layer,

entidade, cor, tipo de linha, etc.

4.1 Objetivos

➢ Compreender as diferenças básicas de implementação do conceito de plano de

informação nos formatos dwg e shapefile.

➢ Converter dados armazenados no formato .dwg para o formato shapefile.

➢ Codificar feições a partir de layer de texto e integrar com tabela dbase externa.

4.2 Dados Necessários

Os dados necessários para esse exercício encontram-se em ...\prat4\dados. Os arquivos

(mapas e suas tabelas de atributos) a serem utilizados estão descritos no quadro abaixo. O datum

horizontal é o SAD69. O sistema de projeção é UTM, com meridiano central de 45°W.

68

Page 69: Apostila ArcGIS Desktop

Plano de Informação Formato Significado

Talhoes dwg Talhões de eucaliptais de uma empresa madeireira.

TextoCentroides dwg Identificadores dos talhões.

Talhoes dbf Tabela de atributos dos talhões.

O arquivo Talhoes.dwg possui os layers Talhoes, Eixo-Estradas e Represas.

4.3 Procedimentos

Inicie o ArcMap com um mapa vazio. Mude o nome do data frame Layers para CAD

Drawing.

Clique no botão Add Data e navegue até o diretório ...\prat4\dados. Conforme ilustra

a Figura 40, veja que existem duas representações para o arquivo Talhoes.dwg.

Vamos avaliar inicialmente o comportamento de um arquivo CAD inserido no modo CAD

Drawing.

Selecione o arquivo Talhoes.dwg (do tipo CAD Drawing) e pressione o botão Add. Ou

então dê um clique duplo no nome do arquivo. Como o ArcMap não reconhece o sistema de

referência associado ao desenho, ele exibirá uma caixa de mensagem, conforme ilustra a Figura 120.

Clique no botão OK.

69

Figura 40. Os dois modos de inserção de um arquivo CAD.

Figura 41. Layer sem referência espacial. Os dados não poderão ser projetados.

Page 70: Apostila ArcGIS Desktop

Será adicionado à área de desenho um mapa contendo talhões de eucaliptais e os eixos das

estradas que os circundam. As ferramentas de visualização de mapa funcionam da mesma forma que

para arquivos shape. Utilize-as para explorar o mapa.

Veja que você não pode alterar a legenda do desenho, e que polilinhas e polígonos são

exibidos juntos. Basicamente o que se pode controlar é a visibilidade do layer.

Posicione o cursor do mouse sobre o layer Talhoes.dwg e pressione o botão direito do

mouse. No menu pop-up, selecione Properties.

Na caixa de diálogo Layer Properties - Figura 42, selecione a guia Drawing Layers. A caixa

de verificação ao lado do nome de cada layer controla a visibilidade de cada um dos layers. Deixe

visível apenas o layer Talhoes e pressione o botão OK.

Em razão das limitações observadas, este modo de inserção de arquivos CAD é útil apenas

em situações em que se deseja utilizá-los como “pano de fundo”. Vamos para o próximo modo de

inserção.

Insira um novo data frame à TOC. Mude seu nome para CAD Feature Dataset.

Posicione o cursor do mouse sobre este data frame e pressione o botão direito do mouse. No

menu pop-up selecione Properties.

Na caixa de diálogo Data Frame Properties, selecione a guia Coordinate System. No campo

Select a coordinate system, selecione o arquivo South American 1969 UTM Zone 23S, disponível

70

Figura 42. Controle de visibilidade dos layers do arquivo Talhos.dwg.

Page 71: Apostila ArcGIS Desktop

na pasta Predefined/Projected Coordinate System/Utm/Other GCS/.

A razão de definirmos um sistema de refência para o data frame é que ao convertermos os

dados do formato dwg para o shapefile poderemos criar também o arquivo .prj, cuja finalidade é a

de armazenar os sistemas de referência e de projeção, conforme visto em práticas anteriores.

Clique no botão Add Data e navegue até o diretório ...\prat4\dados. Vamos adicionar

novamente o arquivo Talhoes.dwg, mas agora como CAD Feature Dataset. Dê um clique duplo no

arquivo. Ao invés de adicionar o arquivo à área de desenho do ArcMap, será mostrado agora – ainda

na caixa de diálogo Add Data – uma lista de todos os tipos de geometria suportados pelo ArcMap,

conforme ilustra a Figura 43.

Pressione a tecla Ctrl, selecione Polygon e Polyline e em seguida o botão Add. Serão

adicionados ao data frame CAD Feature Dataset dois layers - Talhoes.dwg Polyline e

Talhoes.dwg Polygon, conforme ilustra a Figura 44.

Deixe visível apenas o layer de polilinhas e navegue pelo

mapa. Abra a tabela de atributos deste layer e observe os valores

do campo Layer. Todas as polilinhas estão representadas nesta

camada – estando elas fechadas ou não (o comando LIST no

AutoCAD fornece esta informação). Como nos interessa gerar

um plano de informação apenas para os eixos de estradas,

vamos selecioná-los e em seguida criar um arquivo shapefile.

71

Figura 43. Tipos de geometria reconhecidas pelo ArcMap.

Figura 44. Tabela de contéudo(TOC).

Page 72: Apostila ArcGIS Desktop

Ainda na tabela de atributos, clique no botão Options e em seguida no comando Select by

Attributes.

Na caixa de diálogo Select by Attributes, construa a expressão abaixo e pressione os botões

Apply e Close, nesta ordem.

"Layer" = 'Eixo-Estrada'

Feche a tabela de atributos.

Na TOC, posicione o cursor do mouse no layer Talhoes.dwg Polyline e pressione o botão

direito do mouse. No menu pop-up, selecione o comando Data/Export Data... Preencha a caixa de

diálogo Export Data conforme a Figura 45 e pressione o botão OK.

Em seguida, será exibida uma caixa de mensagem (Figura 46) perguntando se você quer

adicionar o arquivo exportado ao data frame. Pressione o botão Sim.

Deixe visível apenas o layer EixoEstrada. Abra sua tabela de atributos e observe que agora

ficaram apenas os dados pertinentes a este layer. Feche a tabela de atributos.

Deixe visível apenas o layer Talhoes.dwg Polygon. Vamos criar agora um novo shapefile

para as represas.

Abra a tabela de atributos deste layer, clique no botão Options e em seguida no comandoSelect by Attributes.

Na caixa de diálogo Select by Attributes, construa a expressão abaixo, e pressione os botões

Apply e Close, nesta ordem.

72

Figura 45. Exportação do layer com os eixos de estradas.

Figura 46. Adição do layer exportado ao Data Frame ativo.

Page 73: Apostila ArcGIS Desktop

"Layer" = 'Represas'

Feche a tabela de atributos.

Na TOC, posicione o cursor do mouse no layer Talhoes.dwg Polygon e pressione o botão

direito do mouse. No menu pop-up, selecione o comando Data/Export Data... Preencha a caixa de

diálogo Export Data conforme a Figura 47 e pressione o botão OK.

Pressione o botão Sim na caixa de mensagem que será exibida em seguida, e que pergunta se

você quer adicionar o arquivo exportado ao data frame.

Porque não utlilizamos o layer Talhoes.dwg Polyline para selecionar as

represas e fazer a conversão, uma vez que este layer também as contém?

Falta gerar um shapefile para os talhões de eucalipto. Aqui surge um problema que está

relacionado a presença de represas dentro dos talhões. O formato shapefile não suporta o conceito

de topologia, portanto os objetos geográficos são vistos e armazenados isoladamente – embora no

mesmo arquivo. No entanto, suporta a existência de buracos - ou ilhas. Há diversas formas de

resolver o problema. Uma consiste em utilizar um comando de diferença entre mapas. No caso do

ArcGIS, este comando está disponível apenas no ArcInfo (comando ERASE). Outra solução é criar

a topologia para os layers Talhoes e Represas no AutoCAD Map e depois exportá-la para o formato

shapefile. Utilizaremos esta última, uma vez que dispomos apenas do ArcEditor. Portanto, utilize os

conhecimentos adquiridos na disciplina Base Cartográfica para criar a topologia. Lembre-se de que

você deverá utilizar os layers Talhoes e Represas.

Para exportar a topologia para o formato shapefile, selecione o comando Export no menu

Map/Tools – ou então digite mapexport na linha de comando. Será aberta a caixa de diálogo Export

Location - Figura 48.

Em files of type: selecione ESRI Shape (*.shp). Informe o nome o arquivo e pressione o

73

Figura 47. Exportação do layer Represas.

Page 74: Apostila ArcGIS Desktop

botão OK.

Será aberta a caixa de diálogo Export. Assinale as configurações conforme ilustra a Figura

49 e clique no botão OK.

Object type: PolygonSelect polygon topology to export: => Name: TalhoesMarque a caixa de verificação Group complex polygons.

74

Figura 48. Escolha do local, do nome do arquivo e do formato de exportação.

Figura 49. Configurações para exportar a topologia dos talhões.

Page 75: Apostila ArcGIS Desktop

Adicione o shapefile criado na etapa anterior ao data frame ativo. Observe que os talhões

contendo represas foram criados com os buracos (ou ilhas). Assim, o cálculo das áreas agora

retornará um valor correto.

4.3.1 Codificação de feições a partir de layer de texto

Vamos agora importar os identificadores de cada talhão, que foram colocados como textos

dentro de cada um deles (arquivo TextoCentroides.dwg). Uma vez importados e convertidos para

número, iremos associar às feições (talhões) uma tabela de atributos. Antes porém, utilize o

ArcCatalog para criar o arquivo .prj para TextoCentroides.dwg.

Clique no botão Add Data e navegue até o diretório ...\prat4\dados. Na caixa de

diálogo Add Data dê um clique duplo no arquivo TextoCentroides.dwg (CAD Feature Dataset).

Selecione Annotation e em seguida o botão Add.

Um layer contendo texto será adicionado ao data frame ativo. Navegue pelo mapa e observe

que para cada talhão há um texto com seu identificador. Iremos incorporar estes identificadores à

tabela de atributos do layer talhões. Abra a tabela de atributos do layer TextoCentroides.dwg

Annotation e veja que há um campo chamado Text, que armazena o texto que aparece dentro de

cada talhão. Feche esta tabela de atributos.

Na tabela de conteúdo, clique com o botão direito do mouse no layer talhoes e selecione a

opção de menu Joins and Relates/Join. Configue a caixa de diálogo Join Data de acordo com a

Figura 50 e pressione o botão OK.

75

Figura 50. Incorporação dos ID's aos talhões.

Page 76: Apostila ArcGIS Desktop

Abra a tabela de atributos do layer TalhoesID e observe que os atributos do layer de

anotações foram incorporados a esta tabela, inclusive o campo Text. Vamos convertê-lo para o

formato numérico.

Na barra de status da tabela, clique no botão Options e selecione a opção Add Field.

Configure a caixa de diálogo Add Field conforme a Figura 51 e pressione o botão OK.

O campo IDTalhao será acrescido à tabela TalhoesID e receberá o valor zero para todos os

seus registros.

Clique com o botão direito do mouse no nome do campo IDTalhao e selecione a opção

Calculate Values no menu pop-up.

Clique no botão Sim da caixa de mensagem Field Calculator que aparecerá.

Na caixa de diálogo Field Calculator, marque a caixa de verificação Advanced e digite o

código abaixo no campo Pre-logic VBA Script Code:

Dim inteiro as integer

inteiro = Int ([Text])

Em seguida, para o campo IDTalhao, digite o texto abaixo e pressione o botão OK:

inteiro

Compare os campos Text e IDTalhao. Observe que o alinhamento dos valores é diferente.

Para campos com valores do tipo texto o alinhamento é à esquerda, enquanto que para campos com

valores numéricos o alinhamento é a direita.

Clique no botão Add Data e navegue até o diretório ...\prat4\dados.

Na caixa de diálogo Add Data dê um clique duplo no arquivo Atributos_Talhoes.dbf.

76

Figura 51. Criação da coluna IDTalhao.

Page 77: Apostila ArcGIS Desktop

Esta tabela também possui um campo com o nome de IDTalhao, que é comum às tabelas

Talhoes.dbf e TalhoesID.dbf. Vamos utilizá-lo para unir essas tabelas.

Na tabela de conteúdo, clique com o botão direito do mouse no layer TalhoesID e selecione

a opção de menu Joins and Relates/Join. Configue a caixa de diálogo Join Data de acordo com a

Figura 52 e pressione o botão OK.

Conforme discutido em práticas anteriores, a união de tabelas é temporária. Portanto, para

salvar de forma definitiva os dados da tabela Talhoes.dbf deve-se gerar um novo shape. Na TOC,

posicione o cursor do mouse no layer TalhoesID e pressione o botão direito do mouse. No menu

pop-up, selecione o comando Data/Export Data... Salve o novo plano de informação com o nome

de TalhoesFinal.

77

Figura 52. Junção entre as tabelas TalhoesID.dbf e Talhoes.dbf.

Page 78: Apostila ArcGIS Desktop

4.4 Exercícos

Escolha um município capixaba e faça a conversão dos arquivos .dgn para o formato

shapefile. Utilize as cartas do IBGE na escala de 1:50.000 disponíveis em www.ibge.gov.br

Você deverá obter os planos de informação:

➢ limite municipal;

➢ área urbana;

➢ hidrografia;

➢ malha viária.

Faça as edições pertinentes no próprio AutoCAD Map. Comandos como COPYBASE e

PASTECLIP podem ser úteis nos casos em que o município escolhido estiver em mais de uma

carta.

78

Page 79: Apostila ArcGIS Desktop

Preparado por: Prof. Wellington D. Guimarães – CEFETES. Versão 1.0

5. Introdução aos Dados Matriciais (Raster)Até aqui, nas quatro práticas anteriores, utilizamos dados no formato vetorial – mais

especificamente os formatos shapefile e dwg (AutoDesk). Veremos agora como resolver um

problema clássico de seleção de áreas utilizando dados no formato matricial.

Esta seleção pode ser realizada através dos chamados modelos binários. Este método

consiste basicamente na verificação, para cada pixel, e em cada plano de informação, se ele atende

ou não a uma dada condição. Ou seja, apenas dois valores são possíveis – sim ou não, que

normalmente são representados pelos números inteiros um e zero, respectivamente. Uma vez que os

planos de informação tenham sido classificados basta multiplicá-los para selecionar as áreas que

atendam simultaneamente as condições pre-estabelecidas.

Outra estragégia consiste em combinar as restrições utilizando-se da Álgebra Booleana.

Veremos também como o ArcGIS estrutura dados no formato matricial. No texto, os termos

matricial, raster e grid tem o mesmo significado.

Resolveremos aqui o mesmo exercício proposto no item 3.4. Consulte-o para rever as

restrições que foram consideradas.

5.1 Objetivos

➢ Identificar áreas potenciais para implantação de um aterro industrial

➢ Converter mapas do formato vetorial para o formato matricial

➢ Converter mapas do formato matricial para o formato vetorial

➢ Gerar superfícies de distâncias

➢ Reclassificar mapas no formato matricial

➢ Executar a sobreposição de mapas no formato matricial (overlay de mapas)

➢ Executar operações básicas de Álgebra de Mapas

5.2 Dados Necessários

Os dados necessários para esse exercício encontram-se em ...\prat5\dados. Os arquivos

(mapas e suas tabelas de atributos) a serem utilizados estão descritos no quadro abaixo. O Datum

horizontal é o SAD69. O sistema de projeção é UTM, com meridiano central de 39°W (zona 24S).

Todos os planos de informação estão no formato shapefile – que, como visto anteriormente, é

vetorial.

Plano de informação Tipo de Geometria ArquivoSede da fábrica Ponto Fabrica.*Malha Viária Linha Mviaria.*

79

Page 80: Apostila ArcGIS Desktop

Áreas Urbanas Polígono Aurbanas.*Limite municipal Polígono Lmunicipal.*Rio Principal Polígono Rprincipal.*Hidrografia Linha Hidrografia.*

5.3 Procedimentos

Inicie o ArcMap com um mapa vazio.

Mude o nome do data frame Layers para Castelo.

Clique no botão Add Data e navegue até o diretório ...\prat5\dados.

Adicione todos os layers do quadro acima.

Clique no botão Save e salve o documento de mapa com o nome de pratica5.mxd em

seu diretório de trabalho.

A manipulação de dados no formato matricial requer a extensão Spatial Analyst, que pode

ser adquirida em separado. Para carregá-la, selecione o comando Tools/Extensions..., disponível na

barra de menus principal.

Será exibida a caixa de diálogo Extensions, conforme ilustra a Figura 53.

Marque a caixa de verificação ao lado de Spatial Analyst e pressione o botão Close.

O carregamento das extensões aumenta o consumo de memória RAM, portanto, carregue

apenas as extensões que estiver utilizando.

80

Figura 53. Lista de extensões disponíveis.

Page 81: Apostila ArcGIS Desktop

O ArcMap possui uma barra de ferramentas com os principais comandos da extensão

Spatial Analyst. Para ativá-la, posicione o cursor do mouse em qualquer parte da barra de

ferramentas e pressione o botão direito do mouse. No menu que aparece, selecione Spatial Analyst.

Para agilizar nosso trabalho, vamos definir algumas propriedades de cunho geral.

Na barra de ferramentas Spatial Analyst, selecione o comando Spatial Analyst/Options. Será

exibida a caixa de diálogo Options, conforme ilustra a Figura 54.

Na caixa de diálogo Options definiremos o diretório de trabalho, a área (limite) e a resolução

das células (pixels) dos grids que serão gerados durante nossa análise.

Na guia General, clique no ícone de navegação de diretórios para Working directory e

navegue até o seu diretório de trabalho - ...\Prat5\Dados. Todos os layers gerados no formato

matricial criados por algum comando acionado a partir da barra de ferramentas Spatial Analyst

serão armazenados neste diretório.

Na guia Extent, clique no combo-box Analysis extent e selecione Same as Layer

“Lmunicipal”. Os valores para Left, Right, Top e Bottom serão 248.306,2, 289.625,7, 7.742.535,5,

e 7.713.515,4, respectivamente. Esses valores correspondem às coordenadas do canto inferior

esquerdo (Left, Bottom) e superior direito (Right, Top) do retângulo envolvente mínimo (REM) do

layer Lmunicipal. Todos os layers gerados no formato matricial terão estas dimensões.

Na guia Cell Size, clique no combo-box Analysis cell size e selecione As Specified Below.

No campo Cell Size digite o valor 10. Observe que após a digitação da resolução do pixel os valores

81

Figura 54. Configuração do diretório de trabalho, doslimites e da resolução dos grids a serem criados.

Page 82: Apostila ArcGIS Desktop

dos campos Number of rows e Number of columns serão preenchidos automaticamente com 2902 e

4132, respectivamente. Clique no botão OK para fechar esta caixa de diálogo.

A escolha do valor 10 metros para a resolução do pixel se faz através da multiplicação da

constante 0,2mm pelo denominador da escala de origem do material – neste caso 1:50.000.

No menu principal, selecione o comando Tools/Options. Será exibida a caixa de diálogo

Options. Selecione a guia Geoprocessing e pressione o botão Environments. Na caixa de diálogo

Environments Settings, selecione o item General Settings. Para os campos Current Workspace

(pasta onde os planos de informação matriciais de entrada devem estar armazenados e para onde

irão os novos planos criados) e Scratch Workspace (pasta onde ficarão os resultados temporários),

digite o caminho completo de seu diretório de trabalho ou então utilize os botões para navegar até a

pasta. No combo-box Output Extent selecione Same as Layer Lmunicipal. Selecione o item

Raster Analysis Settings. No dropdown Cell Size selecione As Specified Below e no campo abaixo

digite o valor 10. Clique sucessivamente no botão OK até fechar as caixas de diálogo. Os comandos

executados a partir do ArcToolbox utilizarão as configurações definidas aqui.

Como obter o número de linhas e de colunas da matriz a partir do REM?

Definidos o diretório de trabalho, os limites dos layers e a resolução, passemos para a

conversão entre as representações vetorial e matricial. Antes porém, navegue até o diretório de

trabalho (usando o Windows Explorer) e veja os arquivos que estão armazenados lá.

Na barra de ferramentas Spatial Analyst, selecione o comando Spatial Analyst/ Convert/

Features to Raster. Será exibida a caixa de diálogo Features to Raster, conforme ilustra a Figura

55.

Configure a caixa de diálogo conforme indicado abaixo e pressione o botão OK. Atente-se

para o fato de que o nome de um layer no formato matricial poderá ter, no máximo, 13 caracteres.

82

Figura 55. Conversão entre formatos.

Page 83: Apostila ArcGIS Desktop

Input features: Hidrografia

Field: Layer

Output cell size: 10

Output raster: Hidro-grd

O layer Hidro-grd será adicionado ao data frame Castelo. Compare as representações

vetorial e matricial da hidrografia. Utilize o comando Identify e veja quais são os atributos

associados à matriz. Altere a legenda para exibir os pixels com valor NoData. Navegue até o

diretório de trabalho (usando o Windows Explorer) e veja que foram criados dois novos diretórios –

Hidro-grd e Info.

Repita o procedimento acima para os layers fabrica, Mviaria, Aurbanas, Lmunicipal e

Rprincipal. Para fins de padronização os nomes dos layers deverão ser fabrica-grd, Mviaria-grd,

Aurbanas-grd, Lmuni-grd e Rprinc-grd, respectivamente. Utilize sempre o campo layer para

Field. Cuidado ao fazer a conversão do layer Mviaria. Lembre-se da restrição de que interessam

apenas as estradas do tipo Auto-Estrada e Rodovia Não Pavimentada. Portanto, faça uma seleção

(Select By Attributes) antes de fazer a conversão.

Navegue novamente até o diretório de trabalho (usando o Windows Explorer) e veja que foi

criado um diretório para cada layer. No entanto, há apenas um diretório Info. Isto ocorre porque este

diretório será compartilhado por todos os layers que estiverem no diretório Dados – que é chamado

normalmente de workspace. A finalidade deste diretório é o de armazenar as tabelas de atributos de

cada um dos layers. Portanto, cuidado ao manusear layers no formato matricial. Evite usar o

Windows Explorer. Utilize o ArcCatalog para apagar, copiar, mover ou renomear layers neste

formato.

Na TOC, posicione o cursor do mouse no layer Hidro-grd e pressione o botão direito do

mouse. No menu pop-up, selecione o comando Properties. Será aberta a caixa de diálogo Layer

Properties. Selecione a guia Source. Serão exibidas as informações associadas ao layer Hidro-grd,

agrupadas em Raster Information, Extent, Spatial Reference e Statistics, conforme ilustra a Figura

56.

Explore as informações contidas nesta caixa de diálogo.

83

Page 84: Apostila ArcGIS Desktop

Vamos agora gerar as superfícies de distância, necessárias para atender as restrições

especificadas para a seleção das áreas potenciais.

Na barra ferramentas principal (Standard) selecione o comando Show/Hide Arctoolbox

Window.

No Arctoolbox, selecione o comando Spatial Analyst Tools/ Distance/ Euclidean Distance.

Será exibida a caixa de diálogo Euclidean Distance, conforme ilustra a Figura 57.

84

Figura 56. Propriedades associadas a um layer no formato matricial.

Figura 57. Criação de superfície de distância.

Page 85: Apostila ArcGIS Desktop

Configure a caixa de diálogo conforme indicado abaixo e pressione o botão OK.

Input raster or feature source data: Fabrica-grd

Output distance raster: Fabrica-dist

Observe que a superfície também pode ser criada a partir de layers no formato vetorial.

O layer Fabrica-dist será adicionado ao data frame Castelo. A Figura 58 ilustra a superfície

gerada, juntamente com o limite municipal de Castelo.

Repita o procedimento acima para os layers Mviaria-grd, Aurbanas-grd, Rprinc-grd e

Hidro-grd. Para fins de padronização os nomes dos layers gerados deverão ser Mviaria-dist,

Aurbanas-dist, Rprinc-dist e Hidro-dist, respectivamente.

Uma vez criadas as superfícies, podemos combiná-las através da sobreposição dos layers.

Vamos fazer isto de duas formas distintas, mas no entanto os resultados deverão ser iguais.

Na barra de ferramentas Spatial Analyst, selecione o comando Spatial Analyst / Raster

Calculator. Será aberta uma caixa de diálogo com o nome de Raster Calculator, conforme ilustra a

Figura 59.

Digite a expressão abaixo no campo apropriado da caixa de diálogo Raster Calculator – veja

a Figura 59, e pressione o botão Evaluate.

85

Figura 58. Superfície de distâncias gerada a partir da sede da fábrica.

Page 86: Apostila ArcGIS Desktop

[Area1] = [fabrica-dist] <= 10000 & [Lmuni-grd] == 1 & [mviaria-dist] <= 500

& [aurbanas-dist] > 6000 & [rprinc-dist] > 1000 & [hidro-dist] > 200

O grid Area1 será adicionado ao data frame Castelo, e deverá ter a aparência da Figura 60.

Na TOC, posicione o cursor do mouse sobre o layer Area1 e pressione o botão direito do

mouse. No menu pop-up que aparece, observe que há um comando chamado Make Permanent, que

não está disponível para os demais layers grid. Isto ocorre por causa da notação utilizada na

expressão acima, que deu origem a este grid. Quando se utiliza o nome de um grid entre colchetes, o

Spatial Analyst não o gravará de forma definitiva no HD do computador. Para confirmar, selecione

o comando Properties no menu pop-up e a guia Source na caixa de diálogo. Em Raster Information,

procure o campo Status. Este campo terá o valor Temporary. Grids que já estiverem salvos terão o

valor Permanent. Para salvar este grid de forma definitiva, selecione o comando Make Permanent,

navegue até o diretório de trabalho e salve-o com o nome de Area1. A criação de grids temporários

é útil quando se está fazendo testes. Para salvar de forma definitiva o grid que está sendo criado no

Raster Calculator basta retirar os colchetes.

86

Figura 59. Caixa de diálogo Raster Calculator.

Page 87: Apostila ArcGIS Desktop

Na TOC, posicione o cursor do mouse sobre o layer Area1, pressione o botão direito do

mouse e selecione o comando Open attribute table no menu pop-up. Esta tabela possui apenas dois

registros – para os valores zero e um. Conseqüentemente, se calcularmos o valor de área, será

retornado um valor para cada um dos registros. Ou seja, o software desconsideraria um aspecto

importante que é a contigüidade das áreas. Vamos definir dois conceitos importantes quando se

manipulam layers no formato matricial – classe e região.

Uma classe (ou zona) é um conjunto de pixels, contíguos (conectados) ou não, que possuem

o mesmo identificador. Em outras palavras, corresponde ao número de identificadores distintos

encontrados em um grid.

Uma região é um conjunto de pixels contíguos (conectados) de mesmo identificador.

Portanto, a partir das definições acima, podemos concluir que o grid Area1 possui duas

classes e diversas regiões. Lembre-se do conceito de multi-feições visto na prática de número três.

Para reforçar, observe a Figura 61, extraída da ajuda on-line do ArcGIS. Na matriz INGRID1

há quatro classes, representadas pelos números 0, 1, 2 e 4 – desconsiderando pixels com valor

NoData. Estas quatro classes dão origem a seis regiões – OUTGRID.

Para atribuirmos um identificador diferente para cada região utiliza-se o comando

RegionGroup – disponível na barra de ferramentas Spatial Analyst (via Raster Calculator) e no

ArcToolbox. Novamente em relação às multi-feições é conceitualmente semelhante ao Explode da

prática três.

87

Figura 60. O grid Area1.

Page 88: Apostila ArcGIS Desktop

No ArcToolbox, selecione o comando Spatial Analyst Tools/ Generalization/ Region Group.

Será aberta a caixa de diálogo Region Group, conforme ilustra a Figura 62.

Configure a caixa de diálogo conforme indicado abaixo e pressione o botão OK.

Input raster: Area1

Output raster: ...Prat5\Dados\Regioes1

Os demais parâmetros são opcionais, sendo desnecessário alterá-los.

O grid Regioes1 será adicionado ao data frame Castelo. Altere a legenda para facilitar a

distinção entre as regiões.

O comando Region Group também pode ser executado no Raster Calculator, bastando

digitar a expressão abaixo. Se o nome do grid não for colocado entre colchetes, ele será criado e

gravado de forma definitiva (status Permament) no disco rígido.

88

Figura 62. Comando Region Group.

Figura 61. Exemplo do comando Region Group.

Page 89: Apostila ArcGIS Desktop

Regioes1 = RegionGroup ([Area1])

Falta considerarmos o último critério para seleção das áreas potenciais. As áreas devem ter,

no mínimo, 15 hectares.

Na barra de ferramentas Spatial Analyst, selecione o comando Spatial Analyst/ Raster

Calculator. Na caixa de diálogo Raster Calculator, digite a expressão abaixo e pressione o botão

Evaluate.

regioes1area.dbf = zonalgeometry([regioes1])

A tabela regioes1area será adicionada à sua área de trabalho. Use o comando Add Data para

adicioná-la novamente, caso você a feche acidentalmente.

Antes de escolhermos os locais com mais de 15 hectares, vamos comparar os valores de área

nos formatos RASTER e VETORIAL.

Para o layer regioes1, selecione todas as regiões, exceto a de código um (campo Value) –

que corresponde às áreas que não atendem aos critérios definidos anteriormente.

Na barra de ferramentas Spatial Analyst, selecione o comando Spatial Analyst/ Convert/

Raster to features. Será aberta a caixa de diálogo Raster to features – conforme ilustra a Figura 63.

Configure-a conforme descrito abaixo e pressione o botão OK.

Input raster: regioes1Field: ValueOutput geometry type: PolygonGeneralize lines: marcado

Output features: ...Prat5\Dados\regioes1vet.shp

Para vizualizar melhor as diferenças entre as representações matricial e vetorial de um

polígono, altere a legenda do layer regioes1vet, retirando a cor de preenchimento dos polígonos (fill

color). Use as ferramentas de zoom para navegar pelo mapa. Você encontrará polígonos

semelhantes ao da Figura 64, que apresenta discrepâncias visíveis entre as duas representações.

Comparando-se área e perímetro de cada polígono para as duas representações, onde

você espera encontrar as maiores diferenças?

89

Page 90: Apostila ArcGIS Desktop

Abra a tabela de atributos do layer regioes1vet. O campo GRIDCODE é o identificador de

cada região. Corresponde ao campo VALUE da tabela de atributos do layer regioes1.

Adicione os campos AreaVet e PerimVet à tabela de atributos do layer regioes1vet,

conforme descrito abaixo. Calcule-os, conforme visto em práticas anteriores.

Name: AreaVet

Type: Double

Precision: 15

Scale: 1

90

Figura 63. Conversão do formato matricial para o vetorial.

Figura 64. Representações matricial e vetorial do polígono cujo GRIDCODE é 36.

Name: PerimVet

Type: Double

Precision: 15

Scale: 1

Page 91: Apostila ArcGIS Desktop

Vamos unir a tabela de atributos regioes1area.dbf à tabela de atributos do layer

regioes1vet.

Na tabela de conteúdo, posicione o cursor do mouse sobre o layer regioes1vet e pressione o

botão direito do mouse. No menu pop-up, selecione o comando Joins and Relates / Join. Será aberta

a caixa de diálogo Join Data. Configure-a conforme descrito abaixo e pressione o botão OK.

What do you want to join to this layer? Join attributes from a table

1. Choose the field in this layer that the join will be based on: GRIDCODE

2. Choose the table to join to this layer, or load the table from disk: regioes1area.dbf

3. Choose the field in the table to base the join on: VALUE

Vamos copiar os valores de área e perímetro provenientes da representação matricial de

forma definitiva para a tabela de atributos do layer regioes1vet.

Abra a tabela de atributos do layer regioes1vet. Adicione os campos AreaMat e PerimMat,

conforme descrito abaixo.

Name: AreaMat

Type: Double

Precision: 15

Scale: 1

Use o comando Calculate Values para copiar os dados do campo regioes1area.dbf:AREA

para o campo AreaMat.

Use novamente o comando Calculate Values para copiar os dados do campo

regioes1area.dbf:PERIMETER para o campo PerimMat.

Desfaça a junção entre as tabelas regioes1vet e regioes1area.dbf.

Na tabela regioes1vet, adicione os campos DifArea e DifPerim, conforme descrito abaixo.

Name: DifArea

Type: Double

Precision: 15

Scale: 1

Use o comando Calculate Values para realizar os cálculos abaixo.

DifArea = [AreaVet] – [AreaMat]

DifPerim = [PerimVet] – [PerimMat]

91

Name: PerimMat

Type: Double

Precision: 15

Scale: 1

Name: DifPerim

Type: Double

Precision: 15

Scale: 1

Page 92: Apostila ArcGIS Desktop

Para o campo DifArea, quantos valores negativos foram encontrados? E em valores

percentuais?

Para o campo DifPerim, quantos valores negativos foram encontrados? E em

valores percentuais?

E para finalizar, vamos selecionar os locais com área superior a 15 hectares.

Considerando o campo AreaVet, quantos polígonos foram selecionados?

Considerando o campo AreaMat, quantos polígonos foram selecionados?

o comando zonalgeometry da figura 63, para os valores do campo Value que tem a

mesma quantidade de pixels, fundiu-a numa única linha de tabela.

5.3 Exercícios

Refaça a seleção das áreas utilizando reclassificação e multiplicação dos layers.

92

Page 93: Apostila ArcGIS Desktop

Preparado por: Prof. Wellington D. Guimarães – CEFETES. Versão 1.0

6. Escoamento Superficial e Características Morfométricas deuma Bacia Hidrográfica

A água é reconhecidamente um recurso vulnerável, finito e já escasso em quantidade e

qualidade, por isso é um recurso estratégico e deve ser tratada como tal.

A água pura e adequada para o consumo é produzida. Isso significa que ela é tratada,

armazenada e distribuída, o que acarreta um custo. O custo da água depende da sua qualidade na

captação, da distância entre a captação e o consumidor e dos volumes que têm que ser armazenados.

Portanto, nessa condição trata-se de um bem econômico.

Atualmente mais de um quinto da população mundial urbana e 70% da rural não dispõe de

água adequada e suficiente para as suas necessidades.

O Brasil detém 8% de toda a água doce superficial do planeta. Mas aqui como em todo resto

do mundo a situação é delicada. A maior parte da água disponível para uso (80%) está localizada na

Região Amazônica e os restantes 20% se distribuem desigualmente pelo restante do país para

atender a 95% da população brasileira. Devemo-nos atentar também, para o fato de que grande parte

desta população está concentrada em grandes centros (São Paulo, Rio de Janeiro, Belo Horizonte,

etc.).

Da água existente no planeta, 99% não está disponível para o uso humano: 97% é salgada,

encontrada nos oceanos e mares e 2% formam geleiras inacessíveis. Apenas 1% de toda água é doce

e está armazenada nos lençóis subterrâneos, rios e lagos.

O comportamento natural da água quanto a sua ocorrência, transformações e relações com a

vida humana, pode ser bem explicado pelo ciclo hidrológico. Ele tem início com a evaporação dos

oceanos. O vapor transportado, condensado sob determinadas pressões e temperaturas, pode resultar

em precipitação.

A precipitação que ocorre sobre a terra pode ser dispersa de várias formas: ficar retida no

solo e retornar a atmosfera por evaporação e transpiração das plantas, bem como escoar sobre a

superfície do solo, ou através deste para os rios e lençóis freáticos. Devido à influência da

gravidade, tanto o escoamento subterrâneo como o superficial é realizado em direção a cotas mais

baixas e podem, eventualmente, ser descarregados nos mares.

Escoamento Superficial é um segmento do ciclo hidrológico que estuda o deslocamento das

águas sobre a superfície do solo.

Seu estudo é de suma importância, pois o escoamento superficial, dentre outras, é

93

Page 94: Apostila ArcGIS Desktop

responsável pelo processo de erosão dos solos, magnitude dos picos de enchentes, deslizamentos e

maior ou menor oportunidade de infiltração.

Bacia Hidrográfica pode ser conceituada como uma área definida topograficamente, drenada

por um curso d’água ou por um sistema de cursos d’água, tal que a vazão efluente seja descarregada

por uma simples saída.

Por causa da simplicidade que oferecem no balanço de água, muitos modelos de estudos

hidrológicos são conduzidos em Bacias Hidrográficas.

Dentre as características físicas importantes de uma bacia citamos o Fator Forma, que

constitui um índice indicativo da maior ou menor tendência para enchentes de uma bacia. Quanto

menor este fator, menos sujeita a enchentes é a bacia.

Dentre as características do relevo de uma bacia, citamos:

➢ Declividade da Bacia, que controla em boa parte a velocidade com que se dá o

escoamento superficial.

➢ Elevação Média da Bacia . Grandes variações de altitude acarretam diferenças

significativas na temperatura média, que por sua vez causa variações na

evapotranspiração. Exerce também influência sobre a variação da precipitação anual.

Neste trabalho serão obtidas as características acima citadas.

6.1 Objetivos

➢ Gerar um MDE no formato TIN da Microbacia do Ribeirão do Firme (Afonso

Cláudio/ES)

➢ Identificar problemas usuais encontrados na criação de TIN's

➢ Gerar um MDE da Microbacia do Ribeirão do Firme (Afonso Cláudio/ES) no formato

raster

➢ Comparar as curvas de nível criadas a partir dos MDE's com as curvas originais

➢ Gerar um mapa com as direções de escoamento superficial da bacia

➢ Gerar um mapa ilustrativo das direções de escoamento

➢ Gerar um mapa com as áreas de contribuição para esta bacia

➢ Gerar um mapa da rede de drenagem artificial e compará-la com a rede existente

➢ Delimitar a bacia de contribuição das redes de drenagem

➢ Calcular os parâmetros morfométricos da microbacia.

➢ Gerar um mapa de declividade para a bacia

94

Page 95: Apostila ArcGIS Desktop

6.2 Dados Necessários

Os dados necessários para esse exercício encontram-se no diretório ...\prat6\dados. Os

arquivos (mapas e suas tabelas de atributos) a serem utilizados estão descritos no quadro abaixo. O

Datum horizontal é o SAD69. O sistema de projeção é UTM, com meridiano central de 39°W.

Todos os planos de informação estão no formato shapefile – que, conforme visto anteriormente, é

vetorial.

Plano de informação Tipo de Geometria DescriçãoLimiteBacia Polígono Limite da microbaciaLimiteBacia-Linha Linha Limite da microbaciaHidrografia Linha Hidrografia principalCNBacia Linha Curvas de nívelFozPontos Ponto Localização de pontos de foz

6.3 Procedimentos

Inicie o ArcMap com um mapa vazio.

Mude o nome do data frame Layers para Microbacia do Ribeirão do Firme.

Clique no botão Add Data e navegue até o diretório ...\prat6\dados.

Adicione os layers LimiteBacia, Hidrografia e CNBacia.

Clique no botão Save e salve o documento de mapa com o nome de pratica6.mxd em

seu diretório de trabalho.

Altere a simbologia dos layers LimiteBacia e Hidrografia de acordo com sua preferência.

Tomando por base o layer CNBacia, responda:

Qual é a equidistância vertical das curvas de nível?

Qual é a amplitude de elevação desta microbacia?

Altere a simbologia das curvas de nível de modo que as curvas mestras (o valor da elevação

é múltiplo de 100) sejam exibidas com um traço mais espesso que as curvas intermediárias. Ainda

para as curvas mestras, coloque o texto referente à sua elevação. Observe a ilustração da Figura 65.

6.3.1 Criação do Modelo Digital de Elevação no formato TIN

No ArcGIS, a modelagem de superfícies é feita através das extensões Spatial Analyst e 3D

Analyst. Por padrão, elas não são carregadas na inicialização do software.

No menu Tools, selecione o comando Extensions.

Na caixa de diálogo Extensions, marque a caixa de verificação ao lado de 3D Analyst e

Spatial Analyst - conforme ilustra a Figura 66, e pressione o botão Close.

95

Page 96: Apostila ArcGIS Desktop

96

Figura 66. Carregamento das extensões.

Figura 65. Microbacia do Ribeirão do Firme.

Page 97: Apostila ArcGIS Desktop

Posicione o cursor do mouse em qualquer parte da barra de ferramentas e pressione o botão

direito do mouse. No menu que aparece, selecione 3D Analyst para carregar esta barra de

ferramentas.

Na barra de ferramentas 3D Analyst, selecione o comando 3D Analyst/Options. Será exibida

a caixa de diálogo Options.

Na guia General, clique no ícone de navegação de diretórios para o item Working

directory e navegue até o seu diretório de trabalho - ...\Prat6\Dados. Agora, todos os layers gerados

no formato TIN serão armazenados neste diretório.

Na guia Extent, clique no combo-box Analysis extent e selecione Same as Layer

“LimiteBacia”. Os valores para Left, Right, Top e Bottom serão 264.683,212; 274.427,929;

7.784.482,05; e 7.772.338,9; respectivamente. Esses valores correspondem às coordenadas do canto

inferior esquerdo (Left, Bottom) e superior direito (Right, Top) do retângulo envolvente mínimo

(REM) do layer LimiteBacia. Todos os layers gerados no formato matricial terão estas dimensões.

Na guia Cell Size, clique no combo-box Analysis cell size e selecione As Specified Below.

No campo Cell Size digite o valor 10. Observe que após a digitação da resolução do pixel os valores

dos campos Number of rows e Number of columns serão preenchidos automaticamente com 1214 e

974, respectivamente. Clique no botão OK para fechar esta caixa de diálogo.

Carregue a barra de ferramentas Spatial Analyst e repita as configurações acima.

Na barra de ferramentas 3D Analyst, selecione o comando Create TIN From Features,

disponível no menu 3D Analyst/Create/Modify TIN, conforme ilustra a Figura 67.

Na caixa de diálogo Create TIN From Features estarão listados todos os layers do data

frame Microbacia do Ribeirão do Firme – neste caso, LimiteBacia, Hidrografia e CNBacia. A

criação de um TIN pode ser feita através de uma combinação de layers que contenham pontos,

linhas ou polígonos – isoladamente ou simultaneamente.

97

Figura 67. Comando para a modelagem de superfícies usando a representação TIN.

Page 98: Apostila ArcGIS Desktop

Marque a caixa de verificação ao lado do layer CNBacia e configure os parâmetros do

quadro Settings for selected layer conforme descrito abaixo.

Height source: ELEVATION

Triangulate as: hard line

Tag value field: <None>

Observe que as curvas de nível são bidimensionais, daí a especificação do campo que

armazena os valores de elevação.

Marque a caixa de verificação ao lado do layer LimiteBacia e configure os parâmetros do

quadro Settings for selected layer conforme descrito abaixo.

Height source: <None>

Triangulate as: soft clip

Tag value field: <None>

No campo Output TIN: digite TINBacia e pressione o botão OK. O TIN criado será

adicionado ao data frame ativo.

O ArcMap criará uma pasta com o nome TINBacia para armazenar os vários arquivos que

compõem o TIN.

Por padrão, as curvas de nível utilizadas para criar o TIN fazem parte de sua composição –

são os lados dos triângulos. Altere a simbologia do TIN para ocultar sua exibição.

Coloque o layer Hidrografia sobre o PI TINBacia.

Existe alguma incoerência no TIN que foi criado? Utilize o ArcScene para auxiliá-lo

a responder.

Qual a sua influência nos valores de declividade?

Como corrigir os problemas identificados?

6.3.2 Criação do Modelo Digital de Elevação no formato raster

Embora seja possível converter o MDE no formato TIN criado no item anterior para o formato

matricial, vamos criar outro MDE diretamente neste formato para evitar os erros provocados pela

presença de patamares, conforme visto logo acima.

Antes de executar o comando para criação do MDE são necessárias algumas

configurações, sem as quais o computador provavelmente irá travar.

No menu principal, selecione o comando Options, disponível no item Tools. Será

aberta a caixa de diálogo Options.

98

Page 99: Apostila ArcGIS Desktop

Selecione a guia Geoprocessing e clique no botão Environments. Será aberta a caixa de

diálogo Environments Settings. Selecione o item General Settings. Para os campos Current

Workspace e Scratch Workspace especifique o seu diretório de trabalho. No combo-box Output

Extent selecione Same as Layer LimiteBacia. Selecione o item Raster Analysis. No dropdown Cell

Size selecione As Specified Below e no campo abaixo digite o valor 10. Pressione o botão OK. Ao

voltar para a caixa de diálogo Options pressione novamente o botão OK para fechar esta caixa de

diálogo.

Para que o comando Topo to Raster funcione adequadamente, além da configuração acima

também é necessário alterar a configuração regional do sistema operacional relativa ao símbolo

usado para separação de números decimais. Altere-a para o ponto, caso esta não seja a configuração

atual. Se esta alteração for necessária, o ArcMap terá que ser fechado e inicializado novamente para

reconhecer a alteração.

Na barra de ferramentas, clique no comando Show/Hide ArcToolbox window.

No ArcToolbox, dê um clique duplo no comando Topo to raster, disponível em Spatial

Analyst Tools / Interpolation. Será aberta uma caixa de diálogo com este nome – conforme a Figura

68. Configure-a conforme descrito abaixo e pressione o botão OK.

Feature layer: Hidrografia; Field: -; Type: Stream

Feature layer: cnbacia; Field: ELEVATION; Type: Contour

Feature layer: LimiteBacia; Field: -; Type: Boundary

Output raster surface: C:\N1920052\Prat6\Dados\MDEgrid

Output cell size (optional): 10

Mantenha os demais parâmetros com os valores default.

Na barra de ferramentas, clique no comando Show/Hide ArcToolbox window.

O layer MDEgrid será adicionado ao data frame ativo. Por padrão, o ArcMap utiliza uma

legenda tipo Stretched para representar mapas no formato matricial. Mude a legenda para Classified

e adote o mesmo número de classes e amplitudes presentes no mapa no formato TIN.

Na barra de ferramentas Spatial Analyst, clique no botão Histogram. Analise o diagrama

e feche a janela Histogram of MDEgrid.

Ainda na barra de ferramentas Spatial Analyst, clique no botão Create Contour. Em

seguida, clique em vários pontos do modelo digital de elevação. Para cada ponto, o comando

identifica o valor da elevação e traça a curva de nível correspondente a este valor. Para apagar as

99

Page 100: Apostila ArcGIS Desktop

curvas criadas, selecione-as através do comando Select Elements, disponível na barra de ferramentas

Tools, e em seguida pressione a tecla Delete (teclado).

Para criar curvas de nível para todo o modelo, utilize o comando Spatial Analyst / Surface

Analysis / Contour, disponível na barra de ferramentas Spatial Analyst. Na caixa de diálogo

Contour - Figura 69, faça as configurações conforme descrito abaixo:

Input surface: MDEgrid

Contour interval: 20

Base contour: 340

Output features: C:\N1920052\Prat6\Dados\CNdogrid

Compare as curvas de nível geradas a partir do MDE no formato raster com as curvas

originais que deram origem ao próprio MDE.

Utilize o comando 3D Analyst / Surface Analysis / Contour, disponível na barra de

ferramentas 3D Analyst, conforme as configurações descritas abaixo:

Input surface: TINBacia

Contour interval: 20

100

Figura 68. Parâmetros do comando Topo to Raster.

Page 101: Apostila ArcGIS Desktop

Base contour: 340

Output features: C:\N1920052\Prat6\Dados\CNdoTIN

Compare as curvas de nível geradas a partir do MDE no formato TIN com as curvas

originais que deram origem ao próprio MDE.

6.3.2 Determinação das Direções de Escoamento Superficial

Antes de continuar, é importante garantir que os novos mapas criados a partir do modelo

digital de elevação estejam padronizados – mesmo número de colunas e linhas, bem como

coordenadas do retângulo envolvente. No menu principal, selecione o comando Options, disponível

no item Tools. Será aberta a caixa de diálogo Options.

Selecione a guia Geoprocessing e clique no botão Environments. Será aberta a caixa de

diálogo Environments Settings. Selecione o item General Settings. Para os campos Current

Workspace e Scratch Workspace especifique o seu diretório de trabalho. Para o campo Output

extent especifique o valor Same as Layer MDEgrid. Selecione o item Raster Analysis Settings. Para

o campo Cell size especifique o valor Same as Layer MDEgrid e pressione o botão OK. Ao voltar

para a caixa de diálogo Options pressione novamente o botão OK para fechar esta caixa de diálogo.

A partir do MDE podemos derivar outros mapas importantes no processo de modelagem do

espaço geográfico – como o mapa com as direções de escoamento.

101

Figura 69. Criação das curvas de nível a partir do MDE noformato matricial.

Page 102: Apostila ArcGIS Desktop

A direção de fluxo é determinada achando a direção de descida mais íngreme de cada pixel.

A regra de decisão utiliza-se da equação abaixo para determinar a declividade:

declividade = (desnível / distância)*100

A distância é determinada entre os centros dos pixels. Assim, se o tamanho do pixel for de

uma unidade métrica, a distância entre dois pixels ortogonais será de 1, e a distância entre dois

pixels diagonais será de 1,414.

Se a declividade for a mesma em relação a todos os pixels adjacentes, o algoritmo amplia a

análise para os pixels da vizinhança até que uma descida mais íngreme seja encontrada.

Se todos os pixels vizinhos forem mais altos do que o pixel em processamento, este será

considerado como um ruído e a ele será atribuído o menor valor de elevação encontrado nos pixels

vizinhos. Sua direção de fluxo apontará para o pixel que lhe forneceu a elevação.

O mapa de saída do comando Flow Direction é uma matriz de números inteiros cujos

valores variam de 1 a 255. Os valores de cada direção a partir do centro são:

32 64 128

16 1

8 4 2

Na barra de ferramentas, clique no comando Show/Hide ArcToolbox window.

No ArcToolbox, navegue até o item Hidrology, disponível em Spatial Analyst Tools. Dê um

duplo clique no comando Flow Direction. Será aberta uma caixa de diálogo com este nome –

conforme a Figura 70. Configure-a conforme descrito abaixo e pressione o botão OK:

Input surface raster: MDEgrid

Output flow direction raster: C:\N1920052\Prat6\Dados\DirEsc

Force all edge cells to flow outward (optional): marcado

A opção Force all edge cells to flow outward marcada faz com que as células da borda

sejam desconsideradas. Consequentemente, a elas serão assinalados números que forçam o fluxo

para fora do MDE.

Na barra de ferramentas Spatial Analyst, clique no comando Histogram para visualizar

a distribuição de freqüência das direções.

102

Noroeste Norte Nordeste

Oeste Pixel em análise Leste

Sudoeste Sul Sudeste

Page 103: Apostila ArcGIS Desktop

Quantos valores distintos existem na matriz DirEsc? Para qualquer valor diferente

de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 e 128, identifique o problema que causou o erro. Corrija-o e repita

as etapas anteriores.

O que acontece nas bordas da matriz?

Para uma melhor vizualização das direções de escoamento, vamos gerar um PI contendo os

pontos centrais de cada pixel e a eles atribuir um símbolo de seta, indicativo da direção de

escoamento a partir do mesmo.

Na barra de ferramentas Spatial Analyst, selecione o comando Spatial Analyst / Reclassify.

Será aberta uma caixa de diálogo com este nome – conforme a Figura 71. Configure-a conforme

descrito abaixo e pressione o botão OK:

Input surface raster: DirEscReclass Field: ValueSet values to reclassify

Output raster: C:\N1920052\Prat6\Dados\AzmEsc

Na barra de ferramentas Spatial Analyst, selecione o comando Spatial Analyst / Convert /

103

Figura 70. Criação do mapa com as direções de escoamento.

Old values New values

1 902 1354 1808 22516 27032 31564 0128 45

Page 104: Apostila ArcGIS Desktop

Raster to Features. Será aberta uma caixa de diálogo com este nome – conforme a Figura 72.

Configure-a conforme descrito abaixo e pressione o botão OK:

Input raster: AzmEsc

Field: Value

Output geometry type: Point

Output features: C:\N1920052\Prat6\Dados\AzmEsc

De posse dos pontos, falta agora configurar a sua simbologia, de modo que serão exibidas

setas indicativas das direções de escoamento.

104

Figura 71. Criação do mapa com os azimutes correspondentes aosvalores de direções de escoamento.

Figura 72. Criação de pontos para cada centro de pixel.

Page 105: Apostila ArcGIS Desktop

No data frame, dê um clique duplo sobre o nome do layer AzmEsc (vetorial) para abrir a

caixa de diálogo Layer Properties. Selecione a guia Symbology. No campo Show, selecione

Features / Single symbol. No campo Symbol, clique no botão de seleção de símbolo e selecione uma

seta apontando para o norte (Arrow Up). Caso este símbolo não esteja visível, carregue a paleta de

Business. Ainda no campo Symbol, clique no botão Advanced e selecione a opção Rotation. Na

caixa de diálogo Rotation, clique no combo-box Rotate points by Angle in this field e selecione

GRID_CODE. Em rotation Style, selecione Geographic. Pressione o botão OK até sair das caixas

de diálogo.

Deixe visíveis apenas os layers AzmEsc e CnBacia e analise os resultados obtidos.

6.3.3 Determinação das áreas de contribuição e da rede de drenagem

A partir das direções de escoamento podemos calcular a área de contribuição de pixel,

expressa em número de pixels a montante de cada célula do grid.

Na barra de ferramentas, clique no comando Show/Hide ArcToolbox window.

No ArcToolbox, navegue até o item Hidrology, disponível em Spatial Analyst Tools. Dê um

clique duplo no comando Flow Accumulation. Será aberta uma caixa de diálogo com este nome.

Configure-a conforme descrito abaixo e pressione o botão OK:

Input flow direction raster: DirEsc

Output accumulation raster: C:\N1920052\Prat6\Dados\AreaCont

Para gerar uma rede de drenagem a partir do grid AreaCont vamos reclassificá-lo. Aos

pixels cujo valor da área de contribuição seja superior a 300 atribuiremos o valor 1 (um). Os demais

receberão o valor 0 (zero).

Na barra de ferramentas Spatial Analyst, selecione o comando Reclassify. Será aberta uma

caixa de diálogo com este nome. Clique no botão Precision... e altere o valor do número de casas

decimais para zero. Clique no botão Classify... e, no campo Classification, altere o valor do número

de classes para dois. Configure os demais parâmetros conforme descrito abaixo (observe a Figura

73) e pressione o botão OK:

Input raster: AreaCont

Reclass field: <Value>

Set values to reclassify: 0 – 300 ==> 0; 301 – 172.582 ==>1

Output raster: C:\N1920052\Prat6\Dados\DrenNum300

Explique o porquê das diferenças observadas entre os layers DrenNum300 e Hidrografia.

105

Page 106: Apostila ArcGIS Desktop

6.3.4 Determinação das áreas de contribuição para pontos de foz

Adicione o layer FozPontos ao data frame.

Na barra de ferramentas, clique no comando Show/Hide ArcToolbox window.

No ArcToolbox, navegue até o item Hidrology, disponível em Spatial Analyst Tools. Dê um

clique duplo no comando Watershed. Será aberta uma caixa de diálogo com este nome - Figura 74.

Configure-a conforme descrito abaixo e pressione o botão OK:

Input flow direction raster: DirEsc

Input raster or feature pour point data: FozPontos

Pour point field (optional): Id

Output accumulation raster: C:\N1920052\Prat6\Dados\AreaContrib

106

Figura 73. Criação da rede de drenagem.

Page 107: Apostila ArcGIS Desktop

Como resultado do comando Watershed você deverá ter um mapa parecido com aquele da

Figura 75.

107

Figura 74. Determinação das áreas de contribuição de pontos de foz.

Figura 75. Delimitação das áreas de contribuição para pontos de foz.

Page 108: Apostila ArcGIS Desktop

6.3.4 Cálculo dos parâmetros morfométricos da microbacia

Na barra de ferramentas Spatial Analyst, selecione o comando Features to raster...,

disponível no menu Spatial Analyst/ Convert. Será aberta uma caixa de diálogo com este nome,

configure-a conforme descrito abaixo e pressione o botão OK.

Input Features: LimiteBacia

Field: ID

Output cell size: 10

Output raster: C:\N1920052\Prat6\Dados\LBgrd

Utilizando as ferramentas de navegação, compare as bordas dos dois mapas.

Na barra de ferramentas, clique no comando Show/Hide ArcToolbox window.

No ArcToolbox, navegue até o item Zonal, disponível em Spatial Analyst Tools. Dê um

clique duplo no comando Zonal Geometry as table. Será aberta uma caixa de diálogo com este

nome - Figura 76. Configure-a conforme descrito abaixo e pressione o botão OK:

Input raster or feature zone data: C:\N1920052\Prat6\Dados\lbgrd

Zone Field: Value

Output table: C:\N1920052\Prat6\Dados\Morfometriagrd.dbf

Processing cell size (optional): 10

Para abrir a tabela, mude o modo de visualização do data frame para Source. Localize a

108

Figura 76. Cálculo dos parâmetros morfométricos.

Page 109: Apostila ArcGIS Desktop

tabela na TOC, pressione o botão direito do mouse sobre o nome do arquivo e selecione o comando

Open no menu popup.

Calcule o Coeficiente de Compacidade (Kc) da microbacia utilizando os valores de área e

perímetro disponíveis na tabela Morfometriagrd, conforme a equação abaixo:

Kc = Perímetro / (3,54 * Area1/2)

6.3.5 Georreferenciamento de uma imagem CBERS

Ver página 407 do livro Using ArcMap.

6.4 Exercícios

1. Calcule os valores de área, perímetro e coordenadas do centróide do PI LimiteBacia

utilizando o Field Calculator. Faça uma tabela comparando com os resultados obtidos

anteriormente para calcular as diferenças percentuais entre os valores correspondentes.

2. Calcule o Coeficiente de Compacidade da microbacia utilizando os valores de área e

perímetro obtidos no exercício 1 e compare com o valor obtido no item 6.3.4.

3. Calcule o Fator de Forma (Kf) da bacia.

Kf = A/L2, onde:

➢ A - área da bacia;

➢ L - comprimento da bacia, medido quando se segue o curso d’água mais longo desde

a desembocadura até a cabeceira mais distante da bacia.

4. Determine as médias de altitude e declividade da microbacia.

5. Determine as médias de altitude e declividade de cada bacia de contribuição dos pontos de

foz.

6. Cite um exemplo prático de aplicação de bacias de contribuição para pontos de foz.

7. Crie uma matriz delineando a bacia de contribuição associada a cada segmento distinto da

drenagem. Produza um layout mostrando os segmentos superpostos às respectivas áreas de

drenagem. Para cada bacia de contribuição, determine as médias de declividade e altitude.

8. Crie uma matriz delineando as principais bacias de contribuição da microbacia do Ribeirão

do Firme.

109

Page 110: Apostila ArcGIS Desktop

Preparado por: Prof. Wellington D. Guimarães – CEFETES. Versão 1.0

7. Determinação da Altura Máxima de Edificações sob a Zonade Proteção do Aeródromo de Vitória-ES

A portaria Nº 43/EM, de 4 de agosto de 1994, aprova o Plano Específico da Zona de

Proteção do Aeródromo de Vitória/Goiabeiras. De acordo com esta portaria são impostas restrições

quanto ao aproveitamento das propriedades dentro da Zona de Proteção do referido Aeródromo, por

se tratar de áreas críticas em termos de segurança das operações aéreas, das pessoas e das

propriedades. Estas restrições referem-se a altura máxima de edificações, que não poderão

ultrapassar os gabaritos definidos no Art. 3º da portaria. Estes gabaritos são os seguintes:

1. Faixa de Pista 05/23 – com forma retangular, envolve a pista de pouso 05/23 e tem, em

cada ponto, a altitude do ponto mais próximo situado no eixo da pista, medindo de comprimento a

extensão da pista – 1.750m, acrescida de 120m a cada cabeceira, nos quais é mantida a altitude da

respectiva cabeceira, totalizando 1.990m, e de largura 300m, sendo 150m para cada lado do eixo da

pista;

2. Faixa de Pista 01/19 (Projetada) – com forma retangular, envolve a pista de pouso 01/19 e

tem, em cada ponto, a altitude do ponto mais próximo situado no eixo da pista, medindo de

comprimento a extensão da pista – 1.900m, acrescida de 60m a cada cabeceira, nos quais é mantida

a altitude da respectiva cabeceira, totalizando 2.020m, e de largura 300m, sendo 150m para cada

lado do eixo da pista;

3. Área de Aproximação NORDESTE - estende-se no prolongamento da cabeceira 23, com

forma de trapézio, em rampa de 1/50, estando a base menor justaposta à Faixa de Pista 05/23,

afastada 60m da cabeceira 23 e na mesma altitude desta - 3m, e a base maior afastada 3.800m da

base menor, com abertura angular de 9° em relação ao eixo da pista, a partir das extremidades da

base menor, na altitude de 79m, portanto com um desnível de 76m em relação à elevação do

aeródromo - 3m.

4. Área de Aproximação SUDOESTE - estende-se no prolongamento da cabeceira 05, com

forma de trapézio, em rampa de 1/50, estando a base menor justaposta à Faixa de Pista 05/23,

afastada 60m da cabeceira 05 e na mesma altitude desta - 3m, e a base maior afastada 3.800m da

base menor, com abertura angular de 9° em relação ao eixo da pista, a partir das extremidades da

base menor, na altitude de 79m, portanto com um desnível de 76m em relação à elevação do

aeródromo – 3m.

5. Área de Aproximação NORTE - estende-se no prolongamento da cabeceira 19, com forma

110

Page 111: Apostila ArcGIS Desktop

de trapézio, em rampa de 1/50, estando a base menor justaposta à Faixa de Pista 01/19, afastada

60m da cabeceira 19 e na mesma altitude desta - 3m, e a base maior afastada 3.800m da base menor,

com abertura angular de 9° em relação ao eixo da pista, a partir das extremidades da base menor, na

altitude de 79m, portanto com um desnível de 76m em relação à elevação do aeródromo – 3m.

6. Área de Aproximação SUL - estende-se no prolongamento da cabeceira 01, com forma de

trapézio, em rampa de 1/50, estando a base menor justaposta à Faixa de Pista 01/19, afastada 60m

da cabeceira 01 e na mesma altitude desta - 3m, e a base maior afastada 3.800m da base menor, com

abertura angular de 9° em relação ao eixo da pista, a partir das extremidades da base menor, na

altitude de 79m, portanto com um desnível de 76m em relação à elevação do aeródromo – 3m.

7. Área de Transição LESTE – estende-se no sentido do afastamento lateral da pista 01/19,

em rampa de 1/7, estando seus limites internos justapostos ao lado leste da Faixa de Pista 01/19,

Áreas de Aproximação NORTE e SUL, na mesma altitude destas, e seus limites externos, na

altitude de 79m, portanto com um ndesnível de 76m em relação à elevação do aeródromo – 3m.

8. Área de Transição OESTE – estende-se no sentido do afastamento lateral da pista 01/19,

em rampa de 1/7, estando seus limites internos justapostos ao lado oeste da Faixa de Pista 01/19,

Áreas de Aproximação NORTE e SUL, na mesma altitude destas, e seus limites externos, na

altitude de 79m, portanto com um ndesnível de 76m em relação à elevação do aeródromo – 3m.

9. Área de Transição SUDESTE – estende-se no sentido do afastamento lateral da pista

05/23, em rampa de 1/7, estando seus limites internos justapostos ao lado SUDESTE da Faixa de

Pista 05/23, Áreas de Aproximação NORDESTE E SUDOESTE, na mesma altitude destas, e seus

limites externos, na altitude de 79m, portanto com um ndesnível de 76m em relação à elevação do

aeródromo – 3m.

10. Área de Transição NOROESTE – estende-se no sentido do afastamento lateral da pista

05/23, em rampa de 1/7, estando seus limites internos justapostos ao lado NOROESTE da Faixa de

Pista 05/23, Áreas de Aproximação NORDESTE E SUDOESTE, na mesma altitude destas, e seus

limites externos, na altitude de 79m, portanto com um ndesnível de 76m em relação à elevação do

aeródromo – 3m.

11. Área Hoziontal Interna – estende-se para fora dos limites das Áreas de Aproximação e

Transição, em igual altitude de 79m, seus limites externos são semicírculos com 4.000m de raio,

com centros nas cabeceiras das pistas, concordantes com semi-retas, em igual altitude de 79m,

portanto com um desnível de 76m em relação à elevação do aeródromo.

12. Área Cônica – formada por semicírculos de 4.000 m e 6.190 m de raio, com centro nas

111

Page 112: Apostila ArcGIS Desktop

cabeceiras das pistas, concordantes com semi-retas, estando sua parte interna justaposta à Área

Horizontal interna, onde se inclina com altitude de 79 m, estende-se em rampa de 1/30, em

concordância com a Área Horizontal Média, atingindo a altitude de 152 m, portanto com desnível

de 149 em relação à elevação do aeródromo – 3 m;

13. Área Horizontal Média – com forma de setor de corôa circular, limitado a nordeste por

um segmento de reta que passa pela cabeceira 01 e forma 45º, no sentido horário, com o eixo da

pista 01/19 e limitado a noroeste por outro segmento de reta que passa pela cabeceira 05 e forma 28º

, no sentido anti-horário, com o eixo da pista 05/23, estando seus limite internos justapostos à parte

externa da Área Cônica e sua parte externa limitada por um arco de círculo com centro na cabeceira

23 e raio igual a 16.190m. Esta área estende-se em igual altitude de 152 m e atingindo a altitude de

47 m, portanto com um desnível de 271 m em relação à elevação do aeródromo – 3 m;

14. Área Intermediária – com forma de setor de corôa circular, limitado a nordeste por um

segmento de reta que passa pela cabeceira 01 e forma 45º, no sentido horário, com eixo da pista

01/19 e limitado a noroeste por outro segmento de reta que passa pela cabeceira 05 e toma 28º,

sentido anti-horário, com o eixo da pista 05/23, estando seus limites internos justapostos aos limites

externos da Área Horizontal Média e sua parte limitada por um arco de círculo com centro na

cabeceira 23 e raio igual a 17.410m. Esta área estende-se em rampa de 1/10, iniciando-se na altitude

152m e atingindo a altitude de 247m, portanto com desnível de 271m em relação à elevação do

aeródromo – 3m.

15. Área Horizontal Externa – com forma de setor de corôa circular, limitado a nordeste por

um segmento de reta que passa pela cabeceira 01 e forma 45º, no sentido horário, com o eixo da

pista 01/19 e limitado a noroeste por outro segmento de reta que passa pela cabeceira da pista 05 e

forma 28º, no sentido anti-horário, com eixo da pista 05/23, estando seus limites internos

justapostos à parte externa da Área Intermediária e sua parte externa limitada por um arco de círculo

com centro na cabeceira 23 e raio igual a 27.750m. Esta área estende-se em igual altitude de 274m,

portanto com um desnível de 271m em relação a elevação do aeródromo – 3m.

As restrições mencionadas acima impõe aos Administradores Públicos a obrigação de

responder de maneira ágil e confiável às demandas de empresas públicas, privadas e a população de

um modo geral que possuam lotes nestas áreas, no que se refere à determinação da altura máxima

das edificações a serem construídas.

Atualmente, a PMV faz esta determinação de modo manual, usando mapas analógicos. O

que se pretende com esta prática é automatizar este processo, além de mostrar mais uma aplicação

de modelos digitais de elevação (MDE's).

112

Page 113: Apostila ArcGIS Desktop

As figuras 77 e 78 ilustram alguns dos gabaritos definidos anteriormente.

113

Figura 77. Gabaritos da Pista 05/23.

Page 114: Apostila ArcGIS Desktop

114

Figura 78. Alguns dos gabaritos da pista 05/23 e parte dos lotes atingidos.

Page 115: Apostila ArcGIS Desktop

7.1 Objetivos

➢ Gerar o Modelo Digital de Elevação (MDE) do entorno do Aeródromo de Vitória;

➢ Determinar a altitude de pontos pertencentes às testadas dos lotes no MDE do entorno do

Aeródromo;

➢ Gerar o MDE dos gabaritos da Pista 05/23 da Zona de Proteção do Aeródromo de

Vitória/Goiabeiras-ES;

➢ Determinar a altitude de pontos pertencentes às testadas dos lotes no MDE dos gabaritos;

➢ Calcular a diferença de nível existente entre os pontos pertencentes às testadas dos lotes.

7.2 Dados Necessários

Os dados necessários para esse exercício encontram-se em ...\prat7\dados. Os arquivos a

serem utilizados estão descritos no quadro abaixo. O datum horizontal é o SAD69. O datum vertical

é Imbituda (altitude ortométrica). O sistema de projeção é UTM, com meridiano central de 39°W.

Plano de Informação Geometria Significado

PC ponto Pontos cotados da área de estudo.

CN linha Curvas de nível da área de estudo.

EixoPista0523 linha Eixo da pista 05/23 (pista existente).

FaixaPista0523 polígono Faixa da pista 05/23 (pista existente).

AANE polígono Área de Aproximação Nordeste.

AASO polígono Área de Aproximação Sudoeste.

ATSE linha Área de Transição Sudeste.

ATNO linha Área de Transição Noroeste.

AHI polígono Área Horizontal Interna.

Auxiliar linha Linhas auxiliares para manutenção da integridade do TIN.

AC linha Área Cônica.

AHM polígono Área Horizontal Média.

CLIPAHM polígono Polígono de corte da Área Horizontal Média.

AI linha Área Intermediária.

CLIPAI polígono Polígono de corte da Área Intermediária.

AHE polígono Área Horizontal Externa.

CLIPAHE polígono Polígono de corte da Área Horizontal Externa.

TestadasLotes linha Testadas dos Lotes.

VerticesLotes2D ponto Pontos bidimensionais que definem as testadas dos lotes.

115

Page 116: Apostila ArcGIS Desktop

Os gabaritos do quadro acima foram digitalizados utilizando-se o software AutoCAD, de

acordo com as especificações técnicas constantes da portaria Nº 43/EM. A título de exercício, seria

interessante você tentar fazer esta digitalização. Os comandos 3DORBIT e 3DPOLY lhe serão úteis.

7.3 Procedimentos

Inicie o ArcMap com um mapa vazio.

Mude o nome do data frame Layers para Aeródromo.

Clique no botão Add Data e navegue até o diretório ...\prat7\dados.

Adicione os layers PC e CN.

Clique no botão Save e salve o documento de mapa com o nome de pratica7.mxd em

seu diretório de trabalho.

Abra a tabela de atributos do layer PC e observe o conteúdo do campo Shape. O valor

PointZM indica que o shapefile é tridimensional, ou seja, para cada ponto também se está

armazenando o valor da coordenada Z. Cabe a mesma observação para o layer CN.

Feche as tabelas de atributos que porventura estejam abertas.

No ArcGIS, a modelagem de superfícies é feita através das extensões Spatial Analyst e 3D

Analyst. Como usaremos a representação TIN, necessitaremos desta última extensão.

Selecione o comando Extensions, disponível no menu Tools.

Na caixa de diálogo Extensions, marque a caixa de verificação ao lado de 3D Analyst -

conforme ilustra a Figura 79, e pressione o botão Close.

Posicione o cursor do mouse em qualquer parte da barra de ferramentas e pressione o botão

direito do mouse. No menu que aparece, selecione 3D Analyst para carregar a barra de ferramentas.

116

Page 117: Apostila ArcGIS Desktop

Na barra de ferramentas 3D Analyst, selecione o comando 3D Analyst/Options. Será exibida

a caixa de diálogo Options. Na guia General, clique no ícone de navegação de diretórios para o

item Working directory e navegue até o seu diretório de trabalho - ...\Prat7\Dados. Na guia Extent,

clique no combo-box Analysis extent e selecione Union of Inputs. Clique no botão OK para fechar a

caixa de diálogo Options.

Na guia Cell Size, clique no combo-box Analysis cell size e selecione As Specified Below.

No campo Cell Size digite o valor 10. Observe que após a digitação da resolução do pixel os valores

dos campos Number of rows e Number of columns serão preenchidos automaticamente com 1214 e

974, respectivamente. Clique no botão OK para fechar esta caixa de diálogo.

Na barra de ferramentas 3D Analyst, selecione o comando Create TIN From Features,

disponível no menu 3D Analyst/Create/Modify TIN, conforme ilustra a Figura 80.

Na caixa de diálogo Create TIN From Features estarão listados todos os layers do data

frame Aeródromo – neste caso, PC e CN. A criação de um TIN pode ser feita através de uma

combinação de layers contendo pontos, linhas ou polígonos – isoladamente ou simultaneamente.

117

Figura 79. Caixa de diálogo com as extensões disponíveis.

Page 118: Apostila ArcGIS Desktop

Marque a caixa de verificação ao lado do layer PC e configure os parâmetros do quadro

Settings for selected layer conforme descrito abaixo.

Height source: <Feature Z values>

Triangulate as: mass points

Tag value field: <None>

Marque a caixa de verificação ao lado do layer CN e configure os parâmetros do quadro

Settings for selected layer conforme descrito abaixo.

Height source: <Feature Z values>

Triangulate as: hard line

Tag value field: <None>

118

Figura 80. Comando para a modelagem de superfícies usando a representação TIN.

Figura 81. Caixa de diálogo usada para criar MNT's TIN.

Page 119: Apostila ArcGIS Desktop

No campo Output TIN: digite TINTerreno e pressione o botão OK. O ArcMap criará uma

pasta com este nome para armazenar os vários arquivos que compõem um TIN.

O TIN criado será adicionado ao data frame Aeródromo, conforme ilustra a Figura 82.

Feições definidas como mass points tornar-se-ão vértices dos triângulos da representação

TIN. Já aquelas definidas como hard lines comporão os lados dos triângulos.

Clique no botão Identify . Na caixa de diálogo Identify Results selecione TINTerreno

no campo Layers.

Na área de exibição, clique em pontos diversos do layer TINTerreno. Para cada ponto dentro

da área de estudo tem-se o valor de elevação - Figura 83, ou seja, foi criada uma superfície contínua

que representa a elevação desta área. Essas superfícies recebem usualmente o nome de Modelos

Digitais de Elevação (MDE – ou DEM em inglês) ou também Modelos Numéricos do Terreno

(MNT – ou DTM em inglês).

Feche a caixa de diálogo Identify Results.

119

Page 120: Apostila ArcGIS Desktop

120

Figura 82. TIN criado a partir das curvas de nível e pontos cotados. Detalhe em destaque.

Figura 83. Valores associados ao MDE TINTerreno.

Page 121: Apostila ArcGIS Desktop

Para facilitar a vizualização dos dados, inicie o ArcScene (comando ArcScene na barra de

ferramentas 3D Analyst ) e adicione o layer TINTerreno. Utilize os comandos de navegação

para analisar este MDE.

Dispondo do MDE do terreno, temos a possibilidade de determinar a altitude de pontos

pertencentes às testadas dos lotes. Adicione o layers EixoPista0523, FaixaPista0523,

TestadasLotes e VerticesLotes2D ao data frame Aeródromo.

Observe que o layer TestadasLotes é composto por diversas polilinhas que definem as

testadas dos lotes – use o comando Select Features. Estas testadas foram obtidas a partir da edição

de um plano de informação contendo os lotes. Abra tabela de atributos deste layer e veja que foi

criado um campo chamado ICADAS, que tem a função de identificar univocamente cada testada. O

procedimento usual seria o de se utilizar a Inscrição Cadastral do lote, mas como não dispunhamos

desta informação, criamos um identificador sequencial arbitrário. Note também que as testadas são

definidas por no mínimo dois pontos. Por esta razão foi criado o layer VerticesLotes2D. Abra a sua

tabela de atributos e observe que foi mantido o identificador. Este layer foi criado utilizando-se o

comando FeatureVerticesToPoints. O inconveniente deste comando é que ele está disponível

apenas para a versão ArcInfo, por isso não o estamos criando, uma vez que dispomos da versão

ArcEditor.

Determinaremos as elevações dos vértices do lotes em relação ao terreno convertendo o

layer bi-dimensional VerticesLotes2D para tri-dimensional, gerando o arquivo VLTerreno3D.

Selecione o comando Features to 3D... na barra de ferramentas 3D Analyst, conforme ilustra

a Figura 84.

121

Figura 84. Conversão de feições bi para tri-dimensionais.

Page 122: Apostila ArcGIS Desktop

Configure os parâmetros da caixa de diálogo Convert Features to 3D conforme descritoabaixo (Figura 85) e pressione o botão OK.

Input features: VerticesLotes2D

Source of heithts => Raster or TIN surface: TINTerreno

Output features: VLTerreno3D

Abra a tabela de atributos do layer VLTerreno3D e observe os valores do campo Shape.

Agora aparece o valor PointZM, o que indica que o shapefile é tri-dimensional, ou seja, além dos

valores das coordenadas X e Y também está armazenado a coordenada Z. Vamos criar um campo

nesta tabela para armazenar o valor da coordenada Z para comparação posterior com o valor de Z

nos gabaritos. Clique no botão Options e selecione o comando Add Field. Preencha a caixa de

diálogo Add Field com os valores abaixo e pressione o botão OK.

Name: ZTerreno

Type: Double

Precision: 6

Scale: 1

Posicione o cursor do mouse sobre o campo ZTerreno, pressione o botão direito do mouse e

selecione o comando Calculate Values .

Na caixa de diálogo Field Calculator marque a caixa de verificação Advanced.

No campo Pre-logic VBA Script Code digite a expressão abaixo:

Dim Output As Double

Dim pPoint As IPoint

122

Figura 85. Criação do layer tri-dimensional VLTerreno3D.

Page 123: Apostila ArcGIS Desktop

Set pPoint = [Shape]

Output = pPoint.Z

No campo Zterreno = digite Output e pressione o botão OK.

Feche a tabela de atributos do layer VLTerreno3D.

Já temos os valores de Z para todos os vértices das testadas dos lotes em relação ao terreno.

Falta determinar em relação aos gabaritos. Entretanto, ainda não temos um MDE para os gabaritos,

o que será feito a seguir.

Adicione o layers AANE, AASO, ATSE, ATNO, AHI, AC, AHM, CLIPAHM, AI,

CLIPAI, AHE e CLIPAHE ao data frame Aeródromo.

Embora os lotes de que dispomos estejam apenas sob os gabaritos AASO, ATSE, ATNO e

AHI, criaremos um MDE composto por todos eles.

Deixe visível apenas os layers FaixaPista0523, AANE, AASO, ATSE e ATNO. Se você

observar as tabelas de atributos destes layers perceberá que todos eles são 3D. Para uma melhor

vizualiação, adicione-os também no ArcScene – altere o exagero vertical do data frame.

Na barra de ferramentas 3D Analyst, selecione o comando Create TIN From Features,

disponível no menu 3D Analyst/Create/Modify TIN.

Na caixa de diálogo Create TIN From Features marque as caixas de verificação ao lado do

do nome dos layers FaixaPista0523, AANE, AASO, ATSE e ATNO. Configure os parâmetros do

quadro Settings for selected layer conforme descrito abaixo.

Layer FaixaPista0523:

Height source: <Feature Z values>

Triangulate as: hard replace

Tag value field: <None>

Polígonos definidos como hard replace servem para definir o limite feições onde todos os

pontos de seu interior tem o mesmo valor de elevação, como um lago ou nossa pista de pouso.

Layer AANE:

Height source: <Feature Z values>

Triangulate as: hard line

Tag value field: <None>

Linhas definidas com hard line comporão os lados dos triângulos e não podem ser cruzadas

pelos mesmos. Curvas de nível e quaisquer outras feições que alterem a declividade – como rios e

123

Page 124: Apostila ArcGIS Desktop

estradas - normalmente são definidas como hard lines. Ou seja auxiliam no refinamento da

superfície.

Layer AASO:

Height source: <Feature Z values>

Triangulate as: hard line

Tag value field: <None>

Layer ATSE:

Height source: <Feature Z values>

Triangulate as: hard line

Tag value field: <None>

Layer ATNO:

Height source: <Feature Z values>

Triangulate as: hard line

Tag value field: <None>

Layer Auxiliar:

Height source: <Feature Z values>

Triangulate as: hard line

Tag value field: <None>

Layer AHI:

Height source: Elevacao

Triangulate as: hard replace

Tag value field: <None>

Layer AC:

Height source: <Feature Z values>

Triangulate as: hard line

Tag value field: <None>

Layer AHM:

Height source: Elevacao

Triangulate as: hard replace

Tag value field: <None>

124

Page 125: Apostila ArcGIS Desktop

Layer CLIPAHM:

Height source: <None>

Triangulate as: soft clip

Tag value field: <None>

No campo Output TIN: digite TINGabaritos e pressione o botão OK.

Linhas definidas como soft clip delimitarão a área para a qual será criado o TIN.

Normalmente não possuem valor de elevação. Servem, por exemplo, para delimitar a área de

estudo.

Use o comando Identify para avaliar os valores de elevação do TIN que foi criado.

Na TOC, deixe visíveis apenas os layers TINGabaritos, AI e CLIPAI.

Na barra de ferramentas 3D Analyst, selecione o comando Add Features to TIN, disponível

no menu 3D Analyst/Create/Modify TIN.

Na caixa de diálogo Add Features to TIN certifique-se de que Input TIN seja TINGabaritos

e marque a caixa de verificação ao lado do nome dos layers AI e CLIPAI. Configure os parâmetros

do quadro Settings for selected layer conforme descrito abaixo e em seguida pressione o botão OK.

Layer AI:

Height source: <Feature Z values>

Triangulate as: hard line

Tag value field: <None>

Layer CLIPAI:

Height source: <None>

Triangulate as: soft clip

Tag value field: <None>

E para finalizar, na TOC, deixe visíveis apenas os layers TINGabaritos, AHE e

CLIPAHE.

Selecione novamente o comando Add Features to TIN.

Na caixa de diálogo Add Features to TIN certifique-se de que Input TIN seja TINGabaritos

e marque a caixa de verificação ao lado do nome dos layers AHE e CLIPAHE. Configure os

parâmetros do quadro Settings for selected layer conforme descrito abaixo e em seguida pressione o

botão OK.

125

Page 126: Apostila ArcGIS Desktop

Layer AHE:

Height source: Elevacao

Triangulate as: hard replace

Tag value field: <None>

Layer CLIPAHE:

Height source: <None>

Triangulate as: soft clip

Tag value field: <None>

Uma vez que o MDE dos gabaritos foi criado, falta agora determinar os valores de z dos

vértices das testadas dos lotes para comparar com os valores de z no terreno.

Determinaremos as elevações dos vértices do lotes em relação ao terreno convertendo o

layer bi-dimensional VerticesLotes2D para tri-dimensional, gerando o arquivo VLGabaritos3D.

Selecione o comando 3D Analyst/ Convert/ Features to 3D... na barra de ferramentas 3D

Analyst.

Configure os parâmetros da caixa de diálogo Convert Features to 3D conforme descritoabaixo e pressione o botão OK.

Input features: VerticesLotes2D

Source of heithts => Raster or TIN surface: TINGabaritos

Output features: VLGabaritos3D

Abra a tabela de atributos do layer VLGabaritos3D. Clique no botão Options e selecione o

comando Add Field. Preencha a caixa de diálogo Add Field com os valores abaixo e pressione o

botão OK.

Name: ZGabarit

Type: Double

Precision: 6

Scale: 1

Posicione o cursor do mouse sobre o campo ZGabarit, pressione o botão direito do mouse e

selecione o comando Calculate Values .

Na caixa de diálogo Field Calculator marque a caixa de verificação Advanced.

No campo Pre-logic VBA Script Code digite a expressão abaixo:

126

Page 127: Apostila ArcGIS Desktop

Dim Output As Double

Dim pPoint As IPoint

Set pPoint = [Shape]

Output = pPoint.Z

No campo ZGabarit = digite Output e pressione o botão OK.

Temos o valor de Z no terreno e também no gabaritos, porém eles estão em tabelas

diferentes. Vamos juntá-las para calcular a diferença de nível entre os pontos nas duas superfícies.

Na TOC, posicione o cursor do mouse sobre o layer VLTerreno3D e pressione o botão

direito do mouse. No menu pop-up, selecione o comando Joins and Relates / Join.

Configure a caixa de diálogo Join Data conforme indicado abaixo e pressione o botão OK.

What do you want to join to this layer: Join attributes from a table

1. Choose the field in this layer that the join will be based on: FID

2. Choose the table to join to this layer, or load the table from disk: VLGabaritos3D

3. Choose the field in the table to base the join on: FID

Abra a tabela de atributos do layer VLTerreno3D. Clique no botão Options e selecione ocomando Add Field. Preencha a caixa de diálogo Add Field com os valores abaixo e pressione obotão OK.

Name: DifZ

Type: Double

Precision: 6

Scale: 1

Posicione o cursor do mouse sobre o campo DifZ, pressione o botão direito do mouse e

selecione o comando Calculate Values .

Na caixa de diálogo Field Calculator, use o mouse para construir a expressão abaixo e

pressione o botão OK:

[VLGabaritos3D.ZGabarit] – [VLTerreno3D.ZTerreno]

Vamos armazenar tambémos nesta tabela os valores de Z dos vértices dos lotes nos gabaritos

de forma definitiva.

Na a tabela de atributos do layer VLTerreno3D. Clique no botão Options e selecione ocomando Add Field. Preencha a caixa de diálogo Add Field com os valores abaixo e pressione obotão OK.

Name: ZGabarit

Type: Double

127

Page 128: Apostila ArcGIS Desktop

Precision: 6

Scale: 1

Posicione o cursor do mouse sobre o campo ZGabarit, pressione o botão direito do mouse e

selecione o comando Calculate Values .

Na caixa de diálogo Field Calculator, use o mouse para construir a expressão abaixo e

pressione o botão OK:

[VLGabaritos3D.ZGabarit]

Agora que possuímos os valores de diferença de nível para todos os vértices poderemos

desfazer o Join. Na TOC, posicione o cursor do mouse sobre o layer VLTerreno3D e pressione o

botão direito do mouse. No menu pop-up, selecione o comando Joins and Relates / Remove Join(s)

/ VLGabaritos3D.

A partir deste momento, tem-se os valores de Z nas duas superfícies. Basta um usuário

informar sua Inscrição Cadastral – no nosso exemplo arbitramos os valores – para sabermos qual é a

altura máxima da edificação a ser construída no lote, conforme ilustra a Figura 86.

128

Figura 86. Exemplo de consulta aos valores de Z.

Page 129: Apostila ArcGIS Desktop

Adicione os layers VLGabaritos3D e VLTerreno3D ao ArcScene para visualizá-los. Nas

propriedades do layer, verifique o significados dos conceitos abaixo:

➢ Base height – sinônimo de elevação.

➢ Extrusion

➢ Offset

129

Page 130: Apostila ArcGIS Desktop

Preparado por: Prof. Wellington D. Guimarães - CEFETES

8. Rótulos Dinâmicos e AnotaçõesUm aspecto importante na confecção de mapas é o manuseio de elementos textuais que

facilitarão a interpretação do mapa. O ArcGIS Desktop possui dois tipos básicos de textos, que são

as anotações (Annotations) e os rótulos (labels). A premissa para uso destes recursos é a existência

de atributos associados às feições.

Os rótulos são a forma básica de exibição dos atributos das feições no mapa. Eles podem ser

agrupados em classes, o que permite que, para um mesmo atributo ou composição de atributos,

textos sejam apresentados com propriedades distintas – como tamanho e cor. Os rótulos ficam

vinculados à tabela de atributos, ou seja, qualquer edição na tabela se refletirá no mapa. Uma das

principais limitações dos rótulos está na impossibilidade de alterar a posição dos textos.

As anotações podem ser entendidas como um tipo avançado de rótulo. São armazenadas

como um plano de informação cujos elementos textuais possuem atributos como posição e

propriedades de exibição. São úteis quando a posição exata do texto for relevante. Existem dois

tipos de anotações: geodatabase annotation e map document annotation. Como os próprios nomes

sugerem, a diferença está no armazenamento, qual seja como uma classe de feição em um

geodatabase (um arquivo .mdb - Microsoft Access, ou dentro de outros SGBDs, como Oracle, SQL

Server ou Informix) ou um documento de mapa (arquivo .mxd), respectivamente. Neste último caso

ficam vinculadas ao data frame.

Outro conceito importante no manuseio de rótulos e anotações é o de escala de referência,

que é uma propriedade do data frame. Se ela não for definida, os rótulos serão desenhados com o

mesmo tamanho, independentemente da escala do mapa. As anotações, obrigatoriamente, possuem

uma escala de referência.

Rótulos podem ser convertidos em anotações, mas há restrições quando a versão do ArcGIS

Desktop for a ArcView. É importante ressaltar que uma escala de referência deve ser definida, uma

vez que o tamanho do texto fica vinculado a escala na qual o mapa será impresso.

O ArcGIS Desktop também suporta a exibição e a conversão de textos provenientes de

outros formatos de planos de informação, como por exemplo .dwg ou .dgn.

É importante lembrar que os textos estão sujeitos às normas da legislação cartográfica. Para

as escalas 1:1.000.000, 1:500.000, 1:250.000, 1:100.000, 1:50.000 e 1:25.000, que fazem parte do

mapeamento sistemático do Brasil, consulte as folhas modelo da 5ª Divisão de Levantamento da

Diretoria de Serviço Geográfico (DSG). Elas estão disponíveis para download na página

http://www.5dl.eb.mil.br/downloads.htm.

130

Page 131: Apostila ArcGIS Desktop

8.1 Objetivos

➢ Criar e manusear rótulos e anotações para feições.

8.2 Dados Necessários

Os dados necessários para esse exercício encontram-se em ...\Prat8\Dados. Os arquivos

(mapas e suas tabelas de atributos) a serem utilizados estão descritos no quadro abaixo. O Datum

horizontal é o SAD69. O sistema de projeção é UTM, com meridiano central de 39°W. Todos os

planos de informação estão no formato shapefile.

Plano de Informação Formato Descrição

Bairros shapefile Limites dos bairros da cidade de Vitória-ES.

HP_CN shapefile Curvas de nível da carta 1:50.000 de Itapemirim-ES

0426511hp dgn Curvas de nível da carta 1:50.000 de Itapemirim-ES

8.3 Procedimentos

Inicie o ArcMap com um mapa vazio.

Mude o nome do data frame Layers para Vitória-ES.

Adicione o layer Bairros.

Clique no botão Save e salve o documento de mapa com o nome de Pratica8.mxd em

seu diretório de trabalho.

8.3.1 Uso de rótulos dinâmicos

Clique com o botão direito do mouse sobre o layer Bairros e selecione o comando Label

Features. Quanto ao texto que aparece sobre cada bairro, avalie.

O texto pode ter sua posição alterada?

E sua cor e tamanho?

Os textos que aparecem no mapa estão armazenados em qual campo da tabela de

atributos?

Clique no comando Full Extent e depois sucessivamente no comando Fixed Zoom

Out. O que acontece com a quantidade de nomes de bairros que ficam visíveis?

Por padrão, o ArcMap evita a sobreposição de textos. Assim, a quantidade de rótulos

visíveis irá variar de acordo com a escala.

Clique com o botão direito do mouse sobre o layer Bairros e selecione o comando

Properties.

Na caixa de diálogo Layer Properties, selecione a guia Labels (Figura 87).

131

Page 132: Apostila ArcGIS Desktop

8.3.1.1 Uso combinado de mais de um campo

Suponha que você queira exibir o nome do bairro e na linha de baixo a sua área.

Clique no botão Expression. Na caixa de diálogo Label Expression, dê um clique duplo no

campo SHAPE_area, disponível no painel Labels Fields. Observe que o mesmo será adicionado ao

painel Expression. Configure-o conforme o texto abaixo.

[NOME_BAIRR] & " " & [SHAPE_area]

Qual o significado da notação acima?

Clique no botão OK para fechar todas as caixas de diálogo abertas e verifique o resultado da

configuração.

Observe que o nome do bairro e o valor de sua área estão em uma mesma linha.

Outro inconveniente é o número de casas decimais do campo SHAPE_area. Clique com o

botão direito do mouse no layer bairros e selecione o comando Properties. Na caixa de diálogo

Layer Properties, selecione a guia Fields. Clique no botão (coluna Number Format) do campo

que se deseja alterar e defina o número de casas decimais igual a zero. Feche a caixa de diálogo

132

Figura 87: Configuração dos rótulos (labels).

Page 133: Apostila ArcGIS Desktop

Properties. Para que a alteração seja atualizada no display, clique no botão Refresh View. Tanto os

valores da coluna na tabela de atributos quanto do display serão exibidos sem casas decimais.

Para que o software exiba os valores de área logo abaixo do nome do bairro, altere o painel

Expression, conforme o texto abaixo.

[NOME_BAIRR] & vbnewline & [SHAPE_area]

Clique no botão OK para fechar as caixas de diálogo e observe os resultados.

Ainda com relação ao número de casas decimais, caso o usuário não queira alterar a

aparência dos valores que aparecem na tabela de atributos, mas apenas nos rótulos, basta utilizar o

operador Round, conforme listagem abaixo.

[NOME_BAIRR] & vbnewline & Round([SHAPE_area])

De acordo com a configuração anterior, todas as feições são rotuladas, salvo problemas

relacionados com a sobreposição de rótulos.

8.3.1.2 Uso de comandos condicionais

Suponha que se queira rotular apenas os bairros com mais de 700.000m².

Na caixa de diálogo Layer Properties, guia Labels, clique no botão Expression.

Na caixa de diálogo Label Expression, apague o texto do painel Expression. Clique na caixa

de verificação Advanced. Um estrutura igual a listada logo abaixo será criada.

Function FindLabel ( )

FindLabel =

End Function

Altere a listagem acima conforme o texto abaixo. O nome da função não pode ser alterado.

Function FindLabel ([SHAPE_area], [NOME_BAIRR])

If [SHAPE_area] > 700000 then

FindLabel = [NOME_BAIRR] & vbnewline & [SHAPE_area]

End If

End Function

Clique no botão OK para fechar as caixas de diálogo e observe os resultados.

8.3.1.3 Agrupamento de feições em classes

Até o momento utilizamos uma configuração na qual todos os rótulos tem a mesma forma.

Observe na Figura 87 que o método selecionado é Label all the features the same way.

Considere a situação em que se deseja exibir o texto das feições de acordo com algum

critério de agrupamento. No nosso exemplo, consideraremos a divisão de Vitória em dois grupos:

Ilha e Continente. A discriminação utilizará o campo Região.

133

Page 134: Apostila ArcGIS Desktop

Clique com o botão direito do mouse sobre o layer Bairros e selecione o comando

Properties.

Na caixa de diálogo Layer Properties, selecione a guia Labels.

No combo-box Method, selecione a opção Define classes of features and label each class

differently.

Observe que existe uma classe chamada Default. Ela representa a última condição que foi

definida no item anterior, ou seja, exibe o nome e a área dos bairros com mais de 700.000m².

Desmarque a caixa de verificação Labels features in this class.

Clique no botão Add e digite Ilha na caixa de texto Class Name. Clique no botão OK.

Definido o nome da classe, falta associar as feições correspondentes e a forma como o texto

deverá ser exibido.

Clique no botão SQL Query. Na caixa de diálogo SQL Query, construa a expressão

conforme listado abaixo e clique no botão OK:

"Regiao" = 'Ilha'

Clique no botão Expression. Na caixa de diálogo Label Expression, marque a caixa de

verificação Advanced, construa a expressão abaixo e clique no botão OK:

Function FindLabel ( [SHAPE_area], [NOME_BAIRR])

If [SHAPE_area] > 1000000 then

FindLabel = [NOME_BAIRR] & vbnewline & Round([SHAPE_area])

End If

End Function

Altere a fonte para Times New Roman, preto, tamanho 10, negrito. Clique no botão Aplicar

para visualizar os resultados.

Repita os procedimentos anteriores para criar uma outra classe com o nome de Continente,

apenas para os bairros do continente com área maior que 1.200.000m². Utilize a fonte Times New

Roman, azul, tamanho 10, negrito.

Em que situações o uso de classes poderia ser empregada?

As configurações feitas até aqui ficam armazenadas em que arquivo?

8.3.2 Escala de referência

Na barra de ferramentas Standard, defina a escala de visualização como 1:100.000.

Clique com o botão direito do mouse sobre o data frame Vitória-ES e selecione o comando

134

Page 135: Apostila ArcGIS Desktop

Reference Scale / Set Reference Scale.

Utilize os recursos de visualização para avaliar o comportamento do tamanho do texto –

compare por exemplo com o tamanho do ícone do comando zoom in. Utilize o comando Measure

para medir o comprimento dos textos.

Clique novamente sobre o data frame e selecione o comando Reference Scale / Clear

reference Scale. Avalie novamente o tamanho do texto alterando as escalas de visualização.

A Tabela 1 ilustra o comportamento do tamanho texto em relação ao uso da escala de

referência. Lembre-se de que um ponto corresponde a 1/72 de uma polegada, ou seja,

aproximadamente 0,3527778 mm.

Você deve ter percebido que quando a escala de referência está definida, o tamanho do texto

é alterado. No tópico anterior o texto foi configurado com tamanho de 10 pontos. Como definimos a

escala de referência como 1/100.000, seu tamanho no terreno será de 352,8m. Ao trocar a escala, o

tamanho do texto no terreno será mantido, o que implica numa alteração de tamanho no desenho,

conforme a nova escala.

Sem a escala de referência, o texto terá o mesmo tamanho no desenho, independente da

escala.

Pontos Milímetros Denominadorda escala

Texto em tamanho real (m)com escala de referência

Texto em tamanho real (m)sem escala de referência

10 3,5278 100.000 352,8 352,810 7,0556 50.000 352,8 176,4

Tabela 1: Comportamento do tamanho dos texto em relação a escala de referência.

Vale lembrar que a escala de referência é uma propriedade do data frame.

8.3.3 Uso de anotações armazenadas em arquivos mxd

Conforme citado anteriormente, um inconveniente dos rótulos dinâmicos está na

impossibilidade de alterar a posição dos textos. Para contornar este problema o software dispõe de

outro tipo de rótulo, chamado de anotação (annotation).

Vamos converter os rótulos dinâmicos criados no item 8.3.1.3 em anotações.

Altere a escala do mapa para 1:80.000.

Clique com o botão direito do mouse sobre o layer Bairros e selecione o comando Convert

Label to Annotation.

Na caixa de diálogo que será aberta (Figura 88), faça as configurações conforme descrito

abaixo, mantenha as demais opções com os valores default e clique no botão Convert.

Store Annotation: In the map

Annotation Group: Bairros_Anotações

135

Page 136: Apostila ArcGIS Desktop

Clique com o botão direito do mouse sobre o layer Bairros e observe que a opção Label

Features está desabilitada. Ou seja, o texto exibido na tela refere-se às anotações, e não mais aos

rótulos, embora eles ainda existam e possam ser usados normalmente, conforme visto nos tópicos

anteriores. Enquanto os rótulos dinâmicos são vinculados ao layer, as anotações ficam associadas

ao data frame. Ou seja, qualquer alteração na tabela de atributos não se refletirá nas anotações, o

que é uma limitação.

Clique com o botão direito do mouse sobre o data frame Vitória-ES e selecione o comando

Properties. Na caixa de diálogo, selecione a guia Annotation Group (Figura 89).

O primeiro grupo,

<Default>, é criado e mantido

pelo próprio software.

O segundo, Bairros_A-

notações, foi criado no passo

anterior. O botão Properties

permite alterar algumas configu-

rações do grupo de anotações,

conforme indica a Figura 90.

A caixa de verificação ao

lado do nome do grupo controla

a visibilidade do grupo de

anotações. Clique no botão OK

para fechar a caixa de diálogo.

Na barra de ferramentas Draw (Figura 91, selecione o comando Select Elements e tente

mover as anotações de lugar. Um clique duplo sobre o texto abre uma caixa de diálogo que permite

alterar o texto e algumas de suas propriedades. O texto também pode ser apagado. A principal

limitação deste tipo de anotação reside no fato de que não há vínculo com a tabela de atributos, ou

seja, se o nome de um bairro for alterado, as anotações não serão atualizadas.

Outro fato relevante é que além de textos, outros elementos gráficos também podem ser

desenhados, como retângulos, círculos, caixas de texto, etc. Estes comandos ficam na barra de

ferramentas Draw (Figura 91).

Eles ficam vinculados ao grupo de anotações do data frame que estiver ativo. Para

136

Figura 88: Criação das anotações.

Page 137: Apostila ArcGIS Desktop

verificar qual o grupo ativo, na barra de

ferramentas Draw, selecione o menu

Drawing / Active Annotation Target

(Figura 91).

Na caixa de diálogo Data Frame

Properties, guia Annotation Groups,

desmarque a caixa de verificação ao lado

de Bairros_Anotações.

137

Figura 90: As propriedades de um grupo de anotações.

Figura 89: Annotation Goups associados ao data frame.

Page 138: Apostila ArcGIS Desktop

8.3.4 Uso de anotações armazenadas em geodatabases

O último tipo de anotação é aquele que fica armazenado em um geodatabase. Há duas

possibilidades. No primeiro caso, o plano de informação do qual os rótulos serão criados está fora

do geodatabase. Não haverá vínculo entre as anotações e as feições. No segundo caso, tanto o plano

de informação que originou as anotações quanto o plano de informação do tipo anotação estão

armazenados no geodatabase. Este último é o mais flexível, uma vez que suporta a mudança de das

propriedades dos textos e permanece vinculado à tabela de atributos. Se alguma feição for apagada

ou tiver o valor de atributo alterado, a anotação correspondente também o será. A terminologia

adotada pela ESRI para este tipo de anotação é Feature Linked. O exemplo a seguir tratará deste

último caso.

De um modo geral, para trabalhar com anotações armazenadas em personal geodatabases

deve-se:

➢ no ArcCatalog, criar um Personal Geodatabase, caso ainda não exista;

➢ no ArcCatalog, importar o plano de informação que dará origem às anotações;

➢ no ArcCatalog, criar uma feature class (plano de informação) do tipo annotation;

➢ no ArcMap, fazer a conversão entre rótulos e anotações.

8.3.4.1 Criação do Personal Geodatabase

Na barra de ferramentas Standard, clique no comando ArcCatalog para abrí-lo.

No ArcCatalog, navegue até a pasta ...Prat8\Dados.

Clique com o botão direito do mouse na pasta Dados e selecione o comando New / Personal

Geodatabase.

138

Figura 91: Barra de ferramentas com diversos comandos para criação e alteração de anotações.

Page 139: Apostila ArcGIS Desktop

Altere o nome do Personal Geodatabase para PG_Pratica8.mdb.

8.3.4.2 Importação do plano de informação para o geodatabase

Clique com o botão direito do mouse sobre o geodatabase e selecione o comando Import /

Feature Class (single).

Na caixa de diálogo Feature Class to Feature Class, configure-a conforme listagem abaixo

e clique no botão OK (Figura 92).

Input Features: Bairros.shp

Output Location: ...\Prat8\Dados\PG_Pratica8.mdb

Output Feature Class: Bairros

8.3.4.3 Criação do plano de informação do tipo annottation

Clique com o botão direito do mouse sobre o geodatabase e selecione o comando New /

Feature Class.

139

Figura 92: Importação de plano de informação.

Page 140: Apostila ArcGIS Desktop

Na caixa de diálogo New Feature Class, preencha os campos conforme listagem abaixo e a

Figura 93, em seguida, clique no botão Avançar.

Name: Ano_Bairros

Type of features stored in this feature class: Annotation Features

Link the annotation to the following geature class: marcado; Bairros

Na caixa de diálogo

seguinte, selecione o sistema de

coordenadas adequado e clique

no botão Avançar (dica: clique

no botão Import e selecione o

plano de informação Bairros).

Na próxima tela,

mantenha o valor default para a

tolerância e clique no botão

Avançar.

Para escala de referência

entre com o valor de 1:80.000.

Para as unidades selecione

metros. Para Label Engine,

selecione ESRI Stantard Label

Engine e clique no botão

Avançar.

Mantenha os valores

default para todas as telas seguintes e pressione o botão Finish. O plano de informação criado está

“vazio”.

Observe na Figura 94 que além do plano de informação

Ano_Bairros, também foi criada uma outra camada chamada de

Anno_2_3. Trata-se de uma classe de relacionamento entre Bairros e

Ano_Bairros. Ao clicar com o botão direito do mouse sobre ela e

selecionar Properties, será exibida a caixa de diálogo da Figura 95.

Note que a cardinalidade de 1:M, ou seja, cada instância do Bairro pode aparecer diversas vezes

na tabela Ano_Bairros. O esperado não seria um relacionamento 1:1? Pense no caso de curvas de

140

Figura 93: Criação de um plano de informação para armazenar anotações.

Figura 94: Classe Anno_2_3.

Page 141: Apostila ArcGIS Desktop

nível, onde o valor da eleveção aparece diversas vezes para uma mesma linha. Os campos que

representam o relacionamento são OBJECTID_1 (chave primária na tabela Bairros) e FeatureID

(chave estrangeira na tabela Ano_Bairros), conforme ilustra a Figura 95.

Feche o ArcCatalog e

retorne ao ArcMap.

8.3.4.4 Conversão dos rótulos para anotações

Altere a escala do display para 1:80.000.

Adicione o plano de informação Bairros, armazenado no personal geodatabase.

Têm-se que repetir a criação das classes de feições Ilha e Continente para o plano de

informação armazenado no geodatabase, pois elas foram criadas para o plano de informação no

formato shapefile. Infelizmente não e possível importar a configuração de um plano para outro,

diferentemente do que acontece para legendas. Portanto, repita os procedimentos descritos no item

8.3.1.3.

Clique com o botão direito do mouse no layer Bairros e selecione o comando Label

Features.

Vamos converter estes rótulos em anotações que ficarão armazenadas no geodatabase.

Clique novamente com o botão direito do mouse no layer Bairros e selecione o comando

Convert Labels to Annotation.

Na caixa de diálogo, clique no comando para navegação de diretórios , vá até a pasta

141

Figura 95: Relacionamento entre os planos de informação Bairros eAno_Bairros.

Page 142: Apostila ArcGIS Desktop

onde está o geodatabase, selecione o plano de informação Anot_Bairros e pressione o botão Add.

Selecione a caixa de verificação logo abaixo de Feature Linked e também de Append, uma vez que

o plano de informação que vai receber as anotações já existe. Clique no botão Convert para finalizar

(Figura 96).

Adicione o plano de informação

Ano_Bairros ao data frame. Note que o

layer tem subdivisões.Abra a tabela de

atributos do layer Ano_Bairros e

verifique a quantidade de parâmetros que

podem ser configurados para cada

anotação individualmente.

Para criar novas anotações

repetidas, uma das alternativas é iniciar

sessão de edição e utilizar os recursos de

copiar e colar. Na tabela de atributos

Ano_Bairros, edite os adequadamente

campos FeatureID, AnnotationClassID,

SimbolID e Status.

8.3.5 Importação de textos armazenados em CADs

Utilize o ArcCatalog para:

➢ criar um personal geodatabase com o nome de Itapemirim.mdb na pasta ...Prat8\Dados;

➢ importar o plano de informação HP_CN para o geodatabase - comando Import / Feature

142

Figura 96: Conversão dos rótulos em anotações armazenadas emgeodatabases.

Figura 97: PI Ano_Bairros.

Page 143: Apostila ArcGIS Desktop

Class (Single...). Dê o nome de Curvas_Nivel para o plano de informação;

➢ importar as anotações do arquivo 0426511.dgn para o geodatabase - comando Import /

Feature Class (Single...). Dê o nome de Curvas_Nivel_anot para o plano de informação;

No ArcMap, crie um data frame com o nome de Itapemirim e adicone os planos de

informação Curvas_Nivel e Curvas_Nivel_anot, armazenados no geodatabase Itapemirim.mdb.

Caso deseje importar mais anotações para o geodatabase, abra o ArcToolBox e utilize o

comando Import CAD Annotation. Este comando só pode ser utilizado para criar anotações dentro

de geodatabases.

143

Page 144: Apostila ArcGIS Desktop

Preparado por: Prof. Wellington D. Guimarães - CEFETES

9. Aplicações em redes de sistemas viários

A modelagem do sistema viário de uma cidade permite o desenvolvimento de diversas

aplicações úteis ao planejamento urbano. Nesta aula prática, utilizaremos a malha viária do Bairro

Jardim da Penha já devidamente estruturada e veremos alguns exemplos de aplicação. A extensão

Network Analyst é necessária para executar os procedimentos descritos a seguir. Na próxima aula

prática será visto como estruturar o banco de dados.

Iniciaremos com o exemplo de otimização no traçado de rotas, ou seja, definição de rotas de

custo mínimo. Elas auxiliam o gestor urbano no planejamento de itinerários para:

➢ coleta de lixo;

➢ rega de praças, jardins e canteiros centrais;

➢ deslocamento de ambulâncias, viaturas policiais e carros do corpo de bombeiros;

➢ aplicação de dedetização (fumacês, por exemplo);

➢ e entrega de correspondênicas, entre outras.

Enfim, qualquer atividade que envolva o deslocamento de veículos ou pessoas pela malha

viária existente pode se beneficiar da otimização de rotas.

A seguir, calcularemos as áreas de influência para os pontos de ônibus desse bairro. Elas são

importantes para avaliar a acessibilidade dos usuários do sistema de transporte público aos pontos

de ônibus. De uma forma abrangente, ela pode ser entendida como uma medida do esforço para se

transpor uma separação espacial caracterizada pelas oportunidades apresentadas ao indivíduo ou

grupo de indivíduos, para que possam exercer suas atividades por meio do sistema de transporte. A

acessibilidade está associada à facilidade de chegar ao local de embarque no transporte coletivo e de

sair do local de desembarque e alcançar o destino final da viagem (FERRAZ & TORRES, 2004).

E para finalizar, encontraremos o ponto de ônibus mais próximo para um pedestre. Este

recurso pode ser extrapolado para diversas outras situações, como alocar ambulâncias, viaturas do

corpo de bombeiros ou viaturas policiais para atender a um chamado.

9.1 Objetivos

➢ traçar rotas de menor percurso;

➢ calcular a acessibilidade a pontos de ônibus;

➢ encontrar os pontos de ônibus mais próximos ao usuário.

144

Page 145: Apostila ArcGIS Desktop

9.2 Dados Necessários

Os dados necessários para esse exercício encontram-se em ...\Prat9\Dados. Os arquivos

(mapas e suas tabelas de atributos) a serem utilizados estão descritos no quadro abaixo. O Datum

horizontal é o SAD69. O sistema de projeção é UTM, com meridiano central de 39°W (zona 24).

Para os exemplos apresentados nesta prática, os planos de informação foram previamente

configurados e organizados no network dataset eixo_logradouro_ND.nd.

Plano de Informação Formato Descrição

Limite-jpenha shapefile Limite do bairro Jardim da Penha

Quadra shapefile Limites das quadras

Ponto-onibus shapefile Pontos de ônibus

Eixo-logradouro shapefile Eixos de logradouro

Conversoes_Proibidas shapefile Conversões proíbidas

9.3 Procedimentos

Inicie o ArcMap e abra o mapa

Prática9_Rotas.mxd, localizado no

diretório ...\Prat9.

O data frame Bairro Jardim da

Penha possui apenas os layers limite-

jpenha e Eixo_logradouro_ND. Este

último modela o comportamento do

sistema viário do bairro em relação a

sentidos de tráfego e conversões

proibidas, conforme convenções

indicadas na Figura 98. Utilize os

recursos de visualização para explorar

os dados.

Observe que a seta azul indica o

sentido proibido de conversão. Ou seja,

para um veículo que está na rua Carlos

Eduardo Monteiro de Lemos e se

desloca em direção a Dante Michelini,

não é permitido virar à esquerda. Ruas

145

Figura 98: Convenções gráficas.

Page 146: Apostila ArcGIS Desktop

de mão única têm uma seta preta ( ) no lugar da bola preta para indicar o sentido de tráfego que

é permitido.

Uma vez que as convenções foram entendidas, carregue a extensão Network Analyst (menu

Tools / Extensions) para utilizarmos seus recursos.

Abra a barra de ferramentas Network Analyst.

O menu Network Analyst da barra de ferramentas mostra os recursos de processamento desta

extensão (Figura 99).

9.3.1 Otimização de rotas

Clique no menu Network Analyst e selecione a opção New Route. Será acrescentado ao data

frame um layer chamado Route, que empacota (agrupa) os layers Stops, Barriers e Routes,

conforme indica a Figura 100. Altere seu nome para Rota1.

Na barra de ferramentas Network Analyst, clique no

botão Show/Hide Network Analyst window . Será aberta

uma janela com este nome (Figura 101). Acople-a junto com a

tabela de conteúdo para que não ocupe muito espaço na tela.

Esta caixa de diálogo serve para gerenciar os pontos de parada

(importar, excluir, modificar a ordem de passagem, etc),

barreiras, rotas e marcar as configurações que deverão ser

observadas no momento do processamento.

No menu View / Bookmarks, selecione Cruzamento 1.

Certifique-se de que a opção Stops(0) esteja selecionada

na janela Network Analyst window.

146

Figura 99: Barra de ferramentas do Network Analyst.

Figura 100: Layers para os pontos deparada, barreiras e rotas calculadas.

Page 147: Apostila ArcGIS Desktop

Na barra de ferramentas Network Analyst, selecione o

comando Create Network Location Tool . Marque dois

pontos conforme indica a Figura 102, mantendo a mesma ordem.

Além de aparecer sobre os eixos de logradouro, os pontos criados

também deverão ser acrescentados no item Stops da janela

Network Analyst window. O nome padrão é Graphic Pick X, onde

X indica o número do ponto. Mude o nome do ponto 1 para Início

e do ponto 2 para Fim.

Na janela Network Analyst window, selecione o comando

Route1 Properties . Será aberta a caixa de diálogo Layer

Properties (Figura 103). Selecione a aba Analysis Settings e

configure os parâmetros conforme descrito abaixo e clique no

botão OK. Para aqueles que não forem informados, mantenha os

valores default.

Impedance: Meters (Meters)

Allow U-Turns: Nowhere

Restrictions: mantenha as caixas de verificação

Conv_Proibidas e Oneway desmarcadas

Distance Units: Meters

Open Directions window automatically: marcado

O campo Impedance indica ao software qual

é o campo da tabela de atributos que armazena os

custos associados a cada arco da rede. No caso

deste exercício, a rota de custo mínimo significa

aquela de menor distância.

No campo Restrictions, como mantivemos as

duas caixas de verificação desmarcadas, o software

não levará em conta no processamento as

conversões proibidas (Conv_Proibidas) e os

sentidos de tráfego (Oneway). Uma situação assim

poderia ser aplicada, por exemplo, para quem faz o

deslocamento a pé, como carteiros, varredores de

rua e pedestres.

147

Figura 101: Janela NetworkAnalyst window.

Figura 102: Indicação dos pontos de partida (1) e dechegada (2).

Page 148: Apostila ArcGIS Desktop

Após as configurações, o passo seguinte é o cálculo da rota.

Na barra de ferramentas Network Analyst, selecione o comando Solve e observe o

resultado do cálculo, que deve ser semelhante ao da Figura 105. Também deverá ser aberta a caixa

de diálogo Directions (Rota1) - Figura 104. Nela, aparece uma listagem com o itinerário que deverá

ser seguido, com as parciais de cada trecho e a distância total a ser percorrida.

148

Figura 103: Configurações para cálculo da rota.

Figura 104: Itinerário da rota.

Page 149: Apostila ArcGIS Desktop

Repare também o que aconteceu no layer

Rota1 (layer Routes)do data frame e da janela

Network Analyst window. Abra a tabela de

atributos do layer Routes. Observe que ele existe

apenas dentro do arquivo .mxd. Dependendo da

situação, o comando Export Data deverá ser

utilizado para gerar um shapefile com a rota que

foi criada.

Vamos criar outra rota, mas agora

observando as conversões proibidas e os sentidos

de tráfego. Utilizaremos os mesmos pontos de

partida e de chegada.

Desligue o plano de informação Rota1 no

data frame.

Na barra de ferramentas Network Analyst,

clique no menu Network Analyst e selecione a

opção New Route. Um layer novo chamado Route será acrescentado ao data frame. Altere seu

nome para Rota2. Observe que o layer Rota2 também foi acrescentado ao Network Analyst window.

Na janela Network Analyst window, certifique-se de Rota2 é o layer selecionado no combo-

box. Clique com o botão direito do mouse sobre Stops(0) e selecione Load Locations no menu

popup. Na caixa de diálogo Load Locations, clique no combo-box Load From, selecione

Rota1/Stops e no botão OK.

Na janela Network Analyst window, selecione o comando Rota2 Properties . Na caixa

de diálogo Layer Properties, selecione a aba Analysis Settings e configure os parâmetros conforme

descrito abaixo. Para aqueles que não forem informados, mantenha os valores default.

Impedance: Meters (Meters)

Allow U-Turns: Nowhere

Restrictions: marque as caixas de verificação Conv_Proibidas e Oneway

Distance Units: Meters

Open Directions window automatically: marcado

Na barra de ferramentas Network Analyst, selecione o comando Solve e observe o

resultado do cálculo, que deve ser semelhante ao da Figura 106.

149

Figura 105: Resultado do processamento.

Page 150: Apostila ArcGIS Desktop

Também foi gerado o itinerário

para a segunda rota. Compare as

distâncias entre as duas rotas.

Agora é por sua conta. Crie outras

rotas. Acrescente mais de dois pontos.

Avalie os parâmetros Reorder Stops To

Find Optimal Route e Allow U-Turns.

150

Figura 106: Rota. que considera os sentidos de tráfego e asconversões proibidas.

Figura 107: Itinerário da segunda rota.

Page 151: Apostila ArcGIS Desktop

9.3.2 Acessibilidade a pontos de ônibus

Abra o mapa Prática9_Acessibilidade.mxd.

Adicione o plano de informação ponto-onibus ao data frame. Coloque um símbolo mais

adequado (exemplo: Bus Station na categoria Transportation/Guide Sign).

Na barra de ferramentas Network Analyst, clique no menu Network Analyst e selecione a

opção New Service Area. Será acrescentado ao data frame um layer chamado Service Area, que

empacota (agrupa) os layers Facilities, Barriers, Lines e Polygons, conforme indica a Figura 100.

Altere seu nome para Áreas de Influência.

Vamos avaliar quantitativamente a acessibilidade dos

pedestres ao sistema de transporte coletivo do Bairro Jardim

da Penha. A abordagem adotada é aquela proposta por Ferraz

e Torres (2004), na qual se consideram faixas de distâncias

em relação aos pontos de ônibus, conforme Quadro 5.

A primeira coisa a fazer é carregar os pontos em

relação aos quais serão geradas as áreas de influência. No

nosso caso serão os pontos de ônibus.

Na janela Network Analyst window, certifique-se de

que Áreas de Influência é o layer selecionado no combo-

box. Clique com o botão direito do mouse sobre

Facilities(0) e selecione Load Locations no menu popup. Na

caixa de diálogo Load Locations, clique no combo-box Load

From, selecione Ponto-onibus e no botão OK.

Na janela Network Analyst window, selecione o

comando Áreas de Influência Properties . Será aberta a

caixa de diálogo Layer Properties (Figura 109). Selecione a

aba Analysis Settings e configure os parâmetros conforme descrito abaixo. Para os parâmetros que

não forem informados, mantenha os valores default.

Impedance: Meters (Meters)

Defalult Breaks: 0 300 500

Allow U-Turns: Nowhere

Restrictions: mantenha as caixas de verificação Conv_Proibidas e Oneway desmarcadas

Direction: Away From Facilities

151

Figura 108: Layers utilizados na criaçãode áreas de serviço.

Page 152: Apostila ArcGIS Desktop

Fator Parâmetros de avaliação Bom Regular Ruim

Acessibilidade Distância de caminhada no início e nofim da viagem (m)

< 300 300-500 > 500

Quadro 5: Avaliação de acessibilidade. Adaptado de Ferraz e Torres (2004).

Selecione a aba Polygon Generation e configure os parâmetros conforme descrito abaixo,

mantendo os valores default para os demais.

Trim Polygons: 500 meters

Multiple Facilities Options: Merge by break value

Overlayp Type: Rings

Allow U-Turns: Nowhere

Na barra de ferramentas Network Analyst, selecione o comando Solve e observe o

resultado do cálculo, que deve ser semelhante ao da Figura 110.

152

Figura 109: Configurações para o cálculo das áreas de influência.

Page 153: Apostila ArcGIS Desktop

Gere outro mapa com as áreas de influência, utilizando os intervalos abaixo:

0m - 30m

30m – 60m

60m – 90m

Quais seriam as limitações caso utilizássemos o comando de criação de buffer

para representar as áreas de influência de cada ponto de ônibus?

153

Figura 110: Resultado do cálculo das áreas de influência.

Page 154: Apostila ArcGIS Desktop

9.3.3 Localização de equipamentos ou serviços mais próximos

Outro recurso útil da extensão Network Analyst consiste no cálculo dos equipamentos ou

serviços mais próximos de um determinado ponto, fornecendo inclusive o itinerário para se chegar

ao equipamento. Como exemplos podemos citar: alocação de alunos à escola mais próxima;

identificação dos pontos de atendimento mais próximos de um cliente para que ele possa efetuar o

pagamento de contas, etc. No exemplo a seguir, vamos informar um posição e calcular os pontos de

ônibus mais próximos.

Clique no menu Network Analyst e selecione a opção New Closest Facility. Será

acrescentado ao data frame um layer chamado Closest Facility, que empacota (agrupa) os layers

Facilities, Incidents, Barriers e Routes. Altere seu nome para Ponto de ônibus mais próximo. Os

layers citados correspondem, respectivamente, a localização dos equipamentos (os pontos de ônibus

no nosso exemplo), pontos de chamada ou demanda (a localização do pedestre no nosso exemplo),

barreiras (ruas impedidas, por exemplo) e as rotas que serão calculadas dos pontos de chamada até

os equipamentos.

Na janela Network Analyst window, certifique-se de Ponto de ônibus mais próximo é o

layer selecionado no combo-box. Clique com o botão direito do mouse sobre Facilities(0) e

selecione Load Locations no menu popup. Na caixa de diálogo Load Locations, clique no combo-

box Load From, selecione Ponto-onibus e no botão OK.

Selecione Cruzamento 2 no menu View / Bookmarks.

Na janela Network Analyst window, selecione o layer Incidents(0).

Na barra de ferramentas Network Analyst, selecione o comando Create Network Location

Tool . Marque um ponto no cruzamento das ruas Comissário Octávio Queiroz e Doutor

Moacyr Gonçalves.

Na janela Network Analyst window, selecione o comando Ponto de ônibus mais próximo

Properties . Será aberta a caixa de diálogo Layer Properties (Figura 111). Selecione a aba

Analysis Settings e configure os parâmetros conforme descrito abaixo e clique no botão OK. Para

aqueles que não forem informados, mantenha os valores default.

Impedance: Meters (Meters)

Facilities To Find: 3

Allow U-Turns: Everywhere

Restrictions: mantenha as caixas de verificação Conv_Proibidas e Oneway desmarcadas

Distance Units: Meters

Open Directions window automatically: marcado

154

Page 155: Apostila ArcGIS Desktop

Na barra de ferramentas Network Analyst, selecione o comando Solve e observe o

resultado do cálculo,

que deve ser

semelhante ao da

Figura 113.

Na Figura 112 têm-se

os itinerários até os três

pontos de ônibus.

155

Figura 111: Parâmetros de configuração utilizados no cálculo dos pontos de ônibus mais próximos.

Figura 112: Itinerário do ponto de partida até os três pontos de ônibus mais próximos.

Page 156: Apostila ArcGIS Desktop

Faça outras simulações. Experimente criar barreiras.

9.4 Exercícios

1. Trace um paralelo entre o emprego de buffers e de áreas de influência.

2. Dos recursos vistos nesta prática, qual deveria ser utilizado para a alocação de alunos a escola

mais próxima?

9.5 Bibliografia

FERRAZ, Antônio Clóvis Pinto; TORRES, Isaac Guilhermo Espinosa. Transporte público

urbano. 2ª ed. São Carlos: Rima, 2004. 428 p.

156

Figura 113: As três rotas que foram calculadas.