d - Luiz Gilberto Bertotti

7/25/2019 d - Luiz Gilberto Bertotti

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LUIZ GILBERTO BERTOTTI

TCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO NA ANLISE DO

RELEVO E DA DECLIVIDADE PARA ESTUDOS

TEMTICOS DE SOLOS

Dissertao apresentada como requisito parcial

obteno do grau de Mestre. Curso de Ps-

Graduao em Agronomia, rea de concen-

trao "Cincia do Solo", Setor de Cincias

Agrrias, Universidade Federal do Paran.

Or ientador: Prof . Dr . Hl io Olympio da Rocha.

CURITIBA

1997


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M I N I S T E R I O D A E D U C A O

U N I V E R S I D A D E F E D E R A L D O P A R A N

S E T O R D E C I N C I A S A G R R I A S

CURSO 1)K PS-GRADUAO EM AGRONOMIA-CIENC

Kua dos Funcionrios, no. J540

CEP 80.U35-U5U - Caiw Postal

im.

2959

Fone: 041 254-5464-Raraa 157

DO SOI,O Fax: U41-252-3689

P A R E C E R

Os Membros da Comisso Examinadora, designados pelo Colegiado

do Curso de Ps-G raduao em Agronom ia-rea de Concen trao Cincia

do Solo , para realizar a argiiio da Disse rtao de Mes trado , apre sentad a

pelo candidato

LUIZ GILBERTO BERTOTTI ,

com o ttulo:

Tcnicas

de geoprocessam ento na anlise do relevo e da declividade para estudos

temticos de solos

para obteno do grau de M estre em Agronom ia-rea

de Con centrao Cincia do Solo do Setor de Cincias Ag rrias da

Universidade Federal do Paran, aps haver analisado o referido trabalho e

argido o candidato, so de Parecer pela

APROVAO

da Dissertao

com mdia 8,8 - conceito

B

completando assim, os requisitos necessrios

para receber o diploma de Mestre em Agronomia-rea de Concentrao

Cincia do Solo .

Secretaria do Curso de Ps-Graduao em Agronomia-rea de

Con centrao Cincia do Solo , em Curitiba 31 de julho de 1997.

A, W o i y f ^ t ^ - ^

Prof. Dr. Helio Olympio da cocha, Presidente.

i n A

Prof. Dr. Iraci Scopel, I

o

Examinador.


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Ded ico

minha querida esposa

e f i lhas.

ii


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O que necessrio no a vontade

de acreditar, mas o desejo de desco-

brir, que justamente o oposto.

Bert rand Rus sel 1872-1970

Filsofo Ingls

iii


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A G R A D E C I M E N T O S

A DEUS todo poderoso, pe la opor tun idade que me des te na v ida

para a rea l i zao des te t raba lho .

A minha amve l e g rande fam l ia , pe los es t mu lo , compreenso e

car inho.

CAPES pe la concesso da Bo lsa de Es tudo a t ravs do

PICD/FAFI

G/U

N IC E NTRO .

Ao Pro fessor Dr . HLIO OLYMPIO DA ROCHA, pe lo desper ta r do

in te resse nos es tudos pe lo Geoprocessamento , pe lo c rd i to na minha ca-

pac ida de, pe la o fe r ta da pr ime i ra opo r tun id ade pro f i ss ion a l . Ma is que

br i lhante or ien tao, agradeo a amizade o ferec ida a cada encont ro , a ded i -

cao e o aux l io a cada obs tcu lo a superar , o car inho nos momentos de

dv idas e angs t ia , o es t mu lo para prossegu i r , o c rd i to na minha capac i -

dade de t raba lho , o envo lv imento e v ib rao em cada conqu is ta fe i ta , que

repercu t i ram no apenas no meu c resc imento in te lec tua l , mas nas minhas

pos turas pesso a is em re lao ao mu ndo. Es tas con qu is ta s tamb m con-

templam a minha fam l ia que cer tamente agradece pe lo fe l i z encont ro que a

v ida nos proporc ionou.

Ao Curso de Ps-Graduao em C inc ia do So lo , Depar tamento de

So los , Setor de C inc ias Agrr ias da Un ivers idade Federa l do Paran, pe la

opor tun idade conced ida para a rea l i zao do Curso .

Aos co legas do Curso de Ps -Graduao em Agronomia , pe lo

companhe i r i smo .

iv


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Ao Pro fessor Dr . Lu iz C laud io de Pau la , pe la co laborao, apo io ,

incent i vo e amizade.

Ao Depar tamen to de Geoc inc ias da FAFIG /UNICENTRO, pe lo

apo io .

Ao Engenhe i ro Ag ronmo F ranc i sco Carva lho A lexand r i no , P ro fes -

sor A lac i r Va lena S oare s , D i re to r e V ice -d i re to r do Co lg io Es tad ua l

Agr co la "Ar l indo R ibe i ro" , pe lo apo io .

Ao amigo de curso e v iagens Ar iodar i Franc isco dos Santos , pe lo

apo io e incent i vo .

Aos Pro fessores Maur ic io Camargo F i lho e G ise le Camargo, pe lo

apo io .

Aos func ionr ios do SETA-DESG da Secre tar ia de Es tado da Edu-

cao.

Aos Pro fesso res da FAFIG /UNICENTRO, Osmar Ambrs io de

Souza, Ivans , O l i v ia , pe lo apo io e co laborao.

Aos co legas D imas, D i r ley , I r ineu , Nan i pe la fo ra na so luo de

dv idas que surg i ram durante os t raba lhos .

A todos os Pro fessores , Func ionr ios e Co legas do Curso de Ps-

Graduao em C inc ia do So lo da Un ivers idade Federa l do Paran.

A todos que d i re ta ou ind i re tamente cont r ibu ram e apo iaram para

a rea l i zao des te t raba lho .

X


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SUMRIO

L ISTA DE TAB ELA S x i

L ISTA DE FIGURA S x i i

L ISTA DE QUA DROS xv i i

L ISTA DE AB REVIATURA S xx

RESUMO xx i

ABSTRACT xx i i

1 INTRODU O 1

1.1 OB JETIV OS 3

1.1.1 Ob jet ivo Geral 3

1.1.2 Ob jet ivos Esp ecf icos 3

2 REVISO DA L ITERATURA 4

2.1 O DESE NVO LVIMEN TO DOS SISTEM AS DE INFORMA ES

GEO GRF ICAS (SIG 's ) 4

2 .2 CONC EITOS BSICOS S OBRE SISTEM AS DE INFORM AES

GEO GRF ICAS (SIG 's ) 5

2 .2 .1 Es t ru tura de represen tao de dados espa c ia is dos Sis tema s de

In formaes Geo gr f icas (SIG 's ) 8

2 .2 .2 Com ponentes de um Sis tema de In fo rmao Ge ogr f ica (SIG) 9

2.2.3 Sis tem a de Ge renc iam ento de Banco de Dados 10

2.2.4 Base de dado s 10

2.2.5 Ope raes sobre dados 11

2.3 CAR ACTE RSTICAS GERAIS DO SGI/ INPE 13

2.3. 1 Estrutu ra gera l do SG I/ INPE 14

2.3.1 .1 De f in io 15

vi


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2.3 .1 .2 Ent rada 15

2.3 .1 .3 Con verso 20

2.3 .1 .4 An l i se Ge ogr f i ca 20

2.3 .1 .5 Sada 21

2.4 ID RIS1 21

2.4 .1 Ca rac ter s t i ca s bs icas do S is tem a de In fo rma o - IDRISI -

nece ssr ias a ob te n o de MNT 's 22

2.4 .1 .1 Ed io 22

2.4 .1.2 In ic ia l 22

2.4 .1.3 L inera s 22

2.4 .1 .4 Reg resso 22

2.4 .1 .5 Sca lar 23

2.4 .1 .6 In te rcon 23

2.4 .1.7 Rec lass 23

2.4.1 .8 Fi l t ro 24

2 .5 APL ICA E S TEM TICAS DOS SISTEM AS DE INFORM AES

GEO GRFICAS (S IG 's ) 24

2.5 .1 Mode lo Num r ico de Ter re no (MNT) 24

2. 5 .2 Intercmbio de dados entre Sistemas de Informaes Geog rficas (SIG's) . . 26

2.5 .3 Ag r icu l tu ra 27

2 .6 REPR ESEN TAO DO RELEVO 28

2.6 .1 Mapa de dec l i v idade 29

2.6 .2 C lcu lo para ob ter as C lasse s de Dec l i v idade 31

2 .6 .3 Construo do "diapaso" ou "baco", segundo a metodologia DE BIASI (1970) . . 32

2 .7 MAPAS DE DECLIV IDAD E OBTIDOS ATRA VS DOS SISTEMA S

DE INFORMA ES GEO GR FICAS (S IG 's ) 33

vii


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2.7.1 Curv as de nvel 34

2.7 .2 Qu a l idade dos mapas 36

3 M A T E R IA L E M T O D O S 38

3 .1 DESCRIO GERA L DA REA DE ESTUDO S 38

3.1.1 Cl ima 40

3.1 .2 Ge o log ia 40

3.1 .3 Veg eta o 44

3.1 .4 H idrog ra f ia 44

3.2 MAT ERIAL 45

3.2 .1 Mapas e car tas top ogr f i ca s 45

3.2 .2 Sistema computadorizado para determinao dos mapas de declividade . . 4 7

3.2 .3 So f twares 47

3.3 MT ODO S 48

3.3 .1 Se leo das reas de es tudo 48

3.3 .2 Mapa de dec l i v idad e ob t ido a t ravs do baco 55

3.3 .3 D ig i ta l i zao e gera o de mapas de dec l i ve no SG I / INPE 58

3.3 .3 .1 D ig i ta l i zao dos map as de dec l i v idad e ob t idos a t rav s do

s is tema de bac o (SG I / INPE) 59

3.3 .3 .2 Ob ten o dos map as de de c l i v ida de no SG I / INPE 60

3.3 .4 Gera o de mapas de dec l i ves no s is tema de In fo rma o

Ge ogr f i ca (SIG) IDRISI FOR DOS 66

3.3 .5 Ge rao do Mapa de Dec l i v idade no S is tem a de In fo rm ao

Ge ogr f i ca - IDRISI FOR W IND OW S 68

3.3 .6 Metodologia empregada para a Microbacia Moema-Ponta Grossa/PR,

com objetivo de detalham ento da fase de relevo, do Mapa Pedo lgico . . 71

3 .4 CLCULO DAS POR CENT AGE NS DE ACE RTO E ERRO 74

vii i


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3 .5 TRATA MENT O ESTA TST ICO 75

4 RESUL TAD OS E D ISCUSS O 77

4 .1 RESULTA DOS DAS REA S TES TES 77

4.1 .1 Org an iza o de pontos 77

4.1 .2 Gerao da Grade Reg u lar 80

4.1 .3 In te rpo ladores 82

4 . 2 C O N V E R S O R E F I N A M E N T O DA G R A D E R E G U L A R ( S G I /I N P E ) . . . . 8 6

4.3 ANLISE COM OS RESULTADO S OBTIDOS COM A ORGA NIZAO

DE PONTOS (FATOR DE REDUO) COM A GRADE REGULAR DE

TODAS AS REAS TESTES. (PI NI01, NI02, NI03, NI04, NI05, NI06,

NI07, NI08 , NI09 e NI00) - FIGUR AS 3.1 a 3.10 87

4.4 IDR ISI 95

4.4 .1 IDRISI FOR DOS 95

4.4 .2 IDRISI FOR W IND OW S 95

4 .5 AN L ISE DOS RESU LTADO S OBTIDOS NO SGI / INPE - IDR IS I

FOR DOS E IDRISI FOR W IND OW S NAS RE AS TES TE S 98

4.6 RESULTADOS DAS REAS NATURAIS: REGIO METROPOLITANA

DE CURITIBA-PR 110

4.6 .1 Org an iza o de pontos 110

4.6.2 Ge ra o da grad e 113

4.6 .2 .1 In te rpo ladore s 115

4.6 .3 Converso - Refinamento da grade regular (Regio Metropol i tana de

Curit iba/PR) 121

4.6 .4 Ma n ipu lao 123

4.6 .5 Qu ant i f i ca o dos resu l tad os apre sen tado s pe lo SGI , IDRISI

FOR DOS e W IND OW S 123

ix


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L I S T A D E T A B E L A S

TABELA 1 - CLAS SES DE DECLIVE 31

TA BE LA 2 - ARTICULAO DE FOLHAS CARTOGRFICA 49

TA BE LA 3 - RESULTADOS DAS INFORMAES PARA OS TESTES DE

SIGNIFICNCIA - TESTE DE TUKEY - PARA AS MDIAS DE

INTERPOLADORES 85

TAB ELA 4 - RESULTADO DAS INFORMAES PARA OS TESTES DE

SIGNIFICNCIA - TESTE DE TUKEY - PARA AS MDIAS

REFERENTE AO NDICE DE ADERNCIA DA

ORGANIZAO DOS PONTOS (FATOR DE REDUO) 88

TABELA 5 - APL ICA O DO TESTE DE TUKEY SOBRE AS MDIAS

DE ADER NCIA DA GRADE REGU LAR 89

TABELA 6 - MDIAS DE ADE RN CIA DO FATOR GRADE RE GULAR

DENTRO DA ORGANIZAO DE PONTOS (FATOR DE

REDUO) 90

TA BE LA 7 - RESULTADO DAS INFORMAES PARA OS TESTES DE

SIGNIFICNCIA - TESTE DE TUKEY - PARA AS MDIAS

DOS SISTEMAS DE INFORMAES GEOGRFICAS -

SGI/INPE , IDRISI FOR DOS E IDRISI FOR WIND OW S 98

xi


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L I S T A D E F I G U R A S

FIGURA 1 - D IFERENA ENTRE DADO E INFORM AO 6

FIGURA 2 - BASE DE DADO S ES PA CIAIS 7

FIGURA 3 - CON CEITO LGICO DE UM SIG 8

FIGURA 4 - FORMAS DE REPR ESE NTA O DOS DADOS 9

FIGURA 5 - MO DELO S DE "V" E "U" DAS CUR VAS DE NVEL 36

FIGURA 6 - LOCA LIZAO DAS RE AS DA REGIO

METR OPO LITANA DE CUR ITIBA-PR E A MICROBA CIA

MOEMA-PONTA GROSS A/PR 39

FIGURA 7 - T IPOS CLIM TICOS DO ESTADO DO PARAN COM

BASE NAS CARTAS CLIMTICAS DO ESTADO DO

PARAN 1994 41

FIGURA 8 - MAPA ALT IM TRIC O - REA TES TE - PI - NI01 50



FIGURA 11 - MAPA ALT IM TRIC O - RE A TE ST E - PI - NI04 50

FIGURA 12 - MAPA ALT IM TR ICO - REA TE ST E - PI - NI05 51


FIGURA 14 - MAPA ALT IM TRIC O - REA TE ST E - PI - NI07 51

FIGURA 15 - MAPA ALT IM TR ICO - REA TES TE - PI - NI08 51

FIGURA 16 - MAPA ALT IM TR ICO - RE A TE STE - PI - NI09 52

FIGURA 17 - MAPA ALT IM TR ICO - REA TES TE - PI - NI00 52

FIGURA 18 - MAPA ALTIMT RICO - REGIO M ETRO POLITAN A DE

CURITIBA /PR- FAZENDA RIO GRA NDE 53

FIGURA 19 - MAPA ALTIMT RICO - REGIO MET ROP OLITANA DE

CUR ITIBA/PR - CONTE NDA 53

FIGURA 20 - MAPA ALTIM TRICO - REGIO METR OPO LITANA DE

CUR ITIBA/PR - BOCAIVA DO SUL 54

xii


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FIGURA 21 - MAPA ALT IMT RICO - MICR OBA CIA DA COLO NIA

MOEMA, PONTA GRO SSA /PR 54

FIGURA 22 - B AC O UTIL IZAD O NA CO NFE C O DO MAPA DE

DECLIV IDADE 55

FIGURA 23 - TELA DO MENU DO SU BM D ULO ENTRA DA DE MNT -

O R G A N I Z A R P O N T O S E G E R A R G R A D E R E G U L A R . . . . 6 1

F IGURA 24 - TELA DO MENU DO SU BM DULO CON VER SO -

REFINAMEN TO DA GRADE REGU LAR 63

F IGURA 25 - TELA DO MENU DO S UBM DULO MAN IPULA O -

GERA R DEC LIVIDAD E E FATIAR MNT 64

F IGURA 26 - FLUXOGR AMA MOS TRANDO OS PRO CEDIM ENTO S

M E T O D O L G I C O S 6 5

F IGURA 27 - FLUXOGRA MA MOS TRANDO OS PROC EDIMEN TOS

MET ODO LG ICOS NO SISTEMA DE INFORM AO

IDRISI 73

F IGURA 28 - ESQUEMA DEM ONST RATIVO DOS ELEM ENTOS

UTIL IZADOS NA AVA L IA O E COM PARA O DOS

DADOS (ADAPTA DO DE MEND ONA , 1980 ) 75

FIGURA 29 - V AR IA O DE MD IAS DO FATOR G RAD E REGU LAR

80X80 E 81X81 , DENTR O DE ORG ANIZA O DE

PONTOS (FATOR DE REDU O) 92

F IGURA 30 - DEM ONST RATIVO DE PORC ENTA GEM DE ACER TO

T O T A L , D A S R E A S T E S T E S , N O S T R S S I S T E M A S . . . . 9 9

FIGURA 31 - DEMONSTRATIVO DE PORCENTAGEM DE ACERTO POR

CLASS E DE DECLIVE NOS TRS SISTEMA S - A - (0-3%).. . .100


CLASS E DE DECLIVE NOS TRS SISTEM AS - B - (3-8%).. . .101


CLASS E DE DECLIVE NOS TRS SISTEMAS - C - (8-20%). .102

F IGURA 34 - DEM ONS TRATIVO DE P ORCE NTAG EM DE A CER TO

POR CLASSE DE DECLIVE NOS TRS S ISTEMA S - D -

(20-45%) 103

FIGU RA 35 - MAPA DE DECLIVIDADE REA TEST E - PI - P01 - BA CO. . 105

FIGURA 36 - MAPA DE DEC LIVIDA DE REA TES TE - PI - R01 -

IDRISI FOR W IND OW S 105

xiii


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FIGUR A 37 - MAPA DE DECLIVIDADE REA TEST E - PI - P02 - BAC O . .105



FIGU RA 39 - MAPA DE DECLIVIDADE REA TESTE - PI - P03 - BA CO. . .106



FIGURA 41 - MAPA DE DECLIVIDADE REA TESTE - PI - P 04 - B A C O . .106



FIGU RA 43 - MAPA DE DECLIVIDADE REA TEST E - PI - P05 - BA CO. .107




FIGURA 46 - MAPA DE DEC LIVIDA DE REA TE STE - PI - R06 -


FIGURA 4 7 - MAPA DE DECLIVIDADE REA TESTE - PI - P07 - BAC O. .108

FIGURA 48 - MAPA DE DEC LIVIDA DE REA TE STE - PI - R07 -


FIGU RA 49 - MAPA DE DECLIVIDADE REA TEST E - PI - P08 - BA CO. .108

FIGURA 50 - M APA DE DEC LIVIDA DE RE A T ES TE - PI - R08 -



FIGURA 52 - M APA DE DEC LIVIDA DE RE A TE ST E - PI - R09 -



FIGURA 54 - MAPA DE DE CL IVID AD E RE A TE ST E - PI - ROO -


F IGURA 55 - PO RCEN TAGE M DE ACE RTO TOTA L , OB TIDOS NOS

TRS SISTEM AS DE INFORMA O GEO GRFICA 134

F IGURA 56 - MOSTRA A VAR IAO DE POR CENT AGE M DE ACER TO

DO PROJETO DEB (FAZENDA R IO GRANDE) , QUE

COR RES PON DE A DECL IV IDADE BAIXA 136

F IGURA 57 - MOSTRA A VAR IAO DE POR CENT AGE M DE ACER TO

DO PROJETO DEM (CONTENDA) , QUE CORRESPONDE

A DEC LIVIDA DE MDIA 136

xiv


16/179

FIGURA 58 - MOSTRA A VAR IAO DE POR CENT AGE M DE ACE RTO

DO PROJETO DEA (BOCAIVA DO SUL) , QUE

COR RES PON DE A DEC LIV IDADE ALTA 136

FIGURA 59 - MAPA DE D ECL IVIDAD E - B AC O - GERA DO NO

SGI / INPE - REA - REGIO MET ROPO LITANA DE

CURITIBA - PR - (FAZEN DA RIO GRA NDE ) 137

FIGURA 60 - MAPA DE DECL IVIDAD E - GER ADO NO IDRISI FOR

W INDO W S - REA - REGIO METR OPO LITANA DE

CURITIBA - PR - (FAZE NDA RIO GRA NDE ) 137

FIGURA 61 - MAPA DE DEC LIVIDA DE - GE RAD O NO SGI / INP E -

REA - REGIO METROPOLITANA DE CURITIBA - PR -

(FAZEN DA RIO GRA NDE ) 138

FIGURA 62 - MAPA DE DE CLIVID ADE - GE RAD O NO IDRISI FOR DOS

- REA - REGIO METROPOLITANA DE CURITIBA - PR

- (FAZEN DA RIO GRA NDE ) 138

FIGURA 63 - MAPA DE D EC LIVIDA DE - B AC O - GERA DO NO

SGI / INPE - REA - REGIO METR OPO LITANA DE

CURITIBA - PR - (CON TEN DA) 139

FIGURA 64 - MAPA DE DECLIV IDAD E - GERA DO NO IDRISI FOR

WIN DO WS - REA - REGIO MET ROP OLITANA DE

CURITIBA - PR - (CON TEN DA) 139

FIG UR A 65 - MAPA DE DECLIVIDADE - GERADO NO SGI/INPE - REA -

REGIO METROPOLITANA DE CURITIBA - PR - (CONTENDA). . . .14 0

FIGURA 66 - MAPA DE DEC LIVIDAD E - GE RAD O NO IDRISI FOR DOS


- (CON TEN DA) 140

FIGURA 67 - MAPA DE D EC LIVIDA DE - B AC O - GER ADO NO

SGI / INPE - REA - REGIO M ETRO POLITANA DE

CUR ITIBA - PR - (BO CA IVA DO SUL) 141

FIGURA 68 - MAPA DE DECL IVIDAD E - GER ADO NO IDRISI FOR

W INDO W S - REA - REGIO ME TROP OLITANA DE

CUR ITIBA - PR - (BO CA IVA DO SUL ) 141

FIGURA 69 - MAPA DE DEC LIVIDAD E - GER ADO NO SGI / INPE -

REA - REGIO METROPOLITANA DE CURITIBA - PR -

(BOC AIVA DO SUL) 142

X


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FIGURA 70 - MAPA DE DE CLIVIDA DE - GER ADO NO IDRISI FOR DOS


- (BOC AIVA DO SUL) 142

F IGURA 71 - F IS IOGRAFIA DAS R EAS NATU RAIS, REFE RENTE

AOS PROJETOS, DEB (FAZENDA R IO GRANDE) , DEM

(CON TEND A) E DEA (BOC AIVA DO SUL) .

P E R T E N C E N T E S A R E G I O M E T R O P O L I T A N A D E

CURIT IBA-PARAN 143

FIGURA 72 - MAPA DE DE CLIV IDAD E - B AC O - GER ADO NO

SG I / INPE - RE A - MICRO BAC IA DE MOEMA - PONTA

GROSSA/PR 148

FIGURA 73 - MAPA DE DE CLIVID AD E - GE RAD O IDRISI FOR

W INDO W S - REA - M ICROBAC IA DE MOEMA - PONTA

GROSSA/PR 148

F IGURA 74 - LEVAN TAM ENTO PEDO LGICO MICROBACIA DE

MOEMA - PONTA GR OS SA /PR 149

FIGURA 75 - LEVANTAM ENTO PEDOLGICO MICROBACIA DE MOEMA

- PONTA GROSSA/PR - GERADO NO SISTEMA DE

INFORMAO GEOG RFICA - IDRISI FOR W INDOW S 150

xvi


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L I S T A D E Q U A D R O S

QU AD RO 1 - CLASSE DE DECLIVE EM PORCENTAGEM E DISTNCIA

GRFICA ENTRE AS CURVAS DE NVEL EM MILMETRO (d) . . . .5 6

QUAD RO 2 - ENTRA DA DE MNT - OR GA NIZA R DE PON TOS - FATOR

DE REDU O 60

QUA DRO 3 - ENTRADA DE MNT - ORGANIZAR P ONTOS - NMERO DE

AMOSTRAS POR PARTIO 60

QUADRO 4 - GERAR A GRADE R EGULAR - NMERO DE L INHAS E

COLUNAS 61

QUADRO 5 - PARM ETROS DO FATIAMEN TO MANU AL 64

QUADRO 6 - FATIAME NTO EXPR ESS O EM POR CENT AGE M E GRAU

DO SISTE MA DE INFO RMA O GE OG RF ICA - IDRISI . . .68

QUADRO 7 - DEM ONSTR ATIVO X

2

ADER NCIA 76

QUADRO 8 - VAR IAO DE ORG ANIZA O DE PONTO S (FATOR DE

RED UO ) - PRO JETO TES (PI NI02) 78

QU ADR O 9 - VARIAO DO NMERO DE AMOSTRAS POR PARTIO. . . .79

QUADRO 10 - GERA O DA G RADE RETANG ULAR - NMERO DE

LINHAS E COLUN AS 81

QUADRO 11 - MATRIZ DE DADOS ESTATSTICOS DO PROCESSAMENTO

PARA VRIOS TIPOS DE INTERPOLADORES, NMERO DE

PONTOS MAIS PRXIMOS (Pt) E EXPOENTE DA FUNO

PESO (n), PARA O - PI NI02 83

QUA DRO 12 - DEMONSTRATIVO DA TABULA O CRUZADA DOS

DIVERSOS Pi 's, RESULTANTES DA APLICAO DE

DIFERENTES INTERPOLADORES, MDIA DOS (N) PONTOS

MAIS PRXIMOS, EXPOENTE DA FUNO PESO (n), COM

A REA DO BAC O - PI NI02 84

QUADRO 13 - RESULTADOS DAS MDIAS OBTIDOS NAS REAS TESTES,

QUANDO DA APLICAO DOS INTERPOLADORES: BILINEAR E

BICBICO 87

QUADRO 14 - PORC ENTAG EM DE ACE RTO (PA) POR CLAS SE E

PORCENTAGEM DE ACERTO TO TAL (PAT) DAS REAS

TES TES , NO SGI/ INPE 94

xvii


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QUADRO 1 5 - POR CENT AGE M DE ACE RTO (PA) POR CLA SSE E

PORC ENTAG EM DE ACE RTO TOTA L (PAT) DAS REA S

TE ST ES , NO IDRISI fo r DOS 96

QUADRO 16 - PORC ENTA GEM DE ACE RTO (PA) POR CLAS SE E

PORCENTAGEM DE ACERTO TOTAL (PAT) DAS REAS

TES TES , NO IDR IS I f o r WIND OW S 97

QU ADR O 1 7 - VARIAO DE ORGANIZAO DE PONTOS (FATOR DE

REDUO) - REFERENTE TABULAO CRUZADA BER1

(DEC1 X DEB) - FAZENDA RIO GRANDE - DECLIVIDADE

BAIXA 111

QUA DRO 18 - VARIAO DE ORGA NIZAO DE PONTOS (FATOR DE

REDUO) - REFERENTE TABULAO CRUZADA DEA1

(DEC2 X DEM) - CONT ENDA - DEC LIVIDADE MDIA 111

QUA DRO 1 9 - VARIAO DE ORGANIZAO DE PONTOS (FATOR DE

REDUO)- REFERENTE TABULAO CRUZADA DEB1

(DEC3 X DEA) - BOCAIVA DO SUL - DECLIVIDADE A LTA. . .112

QUADRO 20 - VARIAO DO NMERO DE LINHAS E COLUNAS PARA A

GERAO DE GRADE REGULAR - REFERENTE

TABULAO CRUZADA BER2 (DEC4 X BER) - FAZENDA

RIO GRANDE - DECLIVIDADE BAIXA 114

QUADRO 21 - VARIAO DO NMERO DE LINHAS E COLUNAS PARA A

GERAO DE GRADE REGULAR - REFERENTE

TABULAO CRUZADA DEA2 (DEC5 X DEM) - CONTENDA -

DECLIVIDADE MDIA 114

QU AD RO 22 - VARIAO DO NMERO DE LINHAS E COLUNAS PARA A

GERAO DE GRADE REGULAR, REFERENTE TABULAO

CRUZADA DEB2 (DEC6 X DEA) - BOCAIVA DO SUL -

DECLIVIDADE ALTA 11 5

QUADRO 23 - MATRIZ DE DADOS ESTATSTICOS DO PROCESSAMENTO

PARA VRIOS TIPOS DE INTERPOLADORES, NMERO DE

PONTOS MAIS PRXIMOS (Pt) E EXPOENTE DA FUNO

PESO (n), PARA AS REAS DEB (FAZENDA RIO GRANDE),

DEM (CONTEND A) E DEA (BOCAIVA DO SUL) 116

xviii


20/179

QUADRO 24 - APRESENTAO DOS RESULTADOS DA APLICAO DOS

INTERPOLADORES SUGERIDOS PELO SISTEMA

(DEFAULT), E OS RESULTADOS QUANDO DA APLICAO

DOS INTERPOLADORES QUE APRESENTARAM O MENOR

VALO R DE ERRO MDIO 121

QU AD RO 25 - RESULTADO DOS VALORES OBTIDOS NAS REAS DEB, DEM E

DEA, QUANDO DA APLICAO DOS INTERPOLADORES

BILINEAR E BICBICO 122

QUADRO 26 - QUANTIFICAO DAS REAS DAS CLASSES DOS MAPAS

OBTIDOS, NO SGI/INPE, IDRISI FOR DOS E IDRISI FOR

WINDOWS 124

QU AD RO 27 - NDICES DO CRUZAM ENTO - CZ 01 (DEB X DEC4) -

FAZENDA RIO GRANDE 125

QU AD RO 28 - NDICES DO CRUZAM ENTO - CZ 02 (DEB X BER6) -


QUA DRO 29 - NDICES DO CRUZAMENTO - CZ 03 (DEB X W90) -




WINDOWS 128

QU AD RO 31 - NDICES DO CRUZAM ENTO - CZ 04 (DEM X PD31) 128

QU AD RO 32 - NDICES DO CRUZAM ENTO - CZ 05 (DEM X X6) 129

QU AD RO 33 - NDICES DO CRUZAM ENTO - CZ 06 (DEM X DEAS5) 129



WINDOWS 131

QU AD RO 35 - NDICES DO CRUZAM ENTO - CZ 07 (DEA X DB51) 131

QU AD RO 36 - NDICES DO CRUZAM ENTO - CZ 08 (DEA X DEB86) 132

QU AD RO 37 - NDICES DO CRUZAM ENTO - CZ 09 (DEA X DEB54) 133


DE DECLIVIDADES OBTIDOS NOS SGI/INPE E IDRISI FOR

WINDOWS - REFERENTE MICROBACIA MOEMA - PONTA

GROSSA/PR 144

QU AD RO 39 - NDICES DO CRUZAM ENTO - CZ 01 (MOEMA X DEC21) 145

QU AD RO 40 - NDICES DO CRUZAM ENTO - CZ 02 (MOEMA X REZ4) 146

xix


21/179

AC

ACC

AR

ASCII

CZ

DXF

El (%)

EO (%)

EOT (%)

GKS

INPE

MDE

MNT's

PA (%)

PAT (%)

P I 'S

PIXEL

SIG's

SGI

SITIM

L I S T A D E A B R E V I A T U R A S

rea C lass i f icada

rea Cor re tamente C lass i f icada

rea Real (verdade ter restre)

Amer ican Standard Code fo r In fo rmat ion In te rchange (Cd igo

Padro Amer icano para In te rcmbio de In fo rmaes)

Cruzamento (Tabu lao Cruzada)

Drawing Exchange Format

Porcentagem de Erro de Inc luso

Porcentagem de Er ro de Omisso

Porcentagem de Er ro de Omisso Tota l

Graph ica l Kerne l Sys tem

Inst i tu to Nacional de Pesquisas Espacia is

Modelo Dig i ta l de Elevao

Modelos Numr icos do Ter reno

Porcentagem de Acer to

Porcentagem Tota l de Acer to

Planos de In fo rmaes

Picture Element

Sis temas de In fo rmaes Geogr f icas

Sis tema Geogr f ico de In fo rmao

Sis tema In tera t ivo de Tra tamento de Imagens Mul t iespec t ra is

X


22/179

R E S U M O

O presente trabalho teve por objet ivo estudar e obter os

parmetros adequados quando da gerao de mapas de dec l iv idade no

Sis temas de In fo rmaes Geogr f icas , SGI e IDRISI , v isando a sua

ut i l izao em es tudos de so los . O mapa de dec l iv idad e impresc ind ve l no

es tudo do p lane jamento de reas urbanas e ru ra is , po is fo rnece in fo rmaes

bsicas para a tomada de deciso sobre a ocupao do espao ter r i tor ia l e

reas de preservao am bienta l . D ian te dessa impo r tnc ia , fo ram

inic ia lmente anal isadas em reas, testes, as var iveis : amostras por

par t io , g rade re tangu lar regu lar e in te rpo ladores , que so encont radas no

SGI, as quais apresentaram valores que foram apl icados em trs reas

per tencentes Reg io Metropo l i tana de Cur i t iba-PR, e os resu l tados ob t idos

foram comparados com os mapas de dec l iv idade que fo ram confecc ionados

atravs do m todo DE BIAS I (197 0) . Tend o em v is ta que , na ma ior ia das

s i tuaes, o usur io tende a usar os parmetros suger idos pelo Sis tema

default,

es tes apresen taram resu l tados in fe r io res , quando comp arados com

os resul ta dos obt ido s por este t rab alho , nestas s i tua e s. Outra

metodo log ia empregada nes te t raba lho , com o ob je t ivo de ob ter mapas de

decl iv idade, fo i a migrao de arquivos de dados ( imagens de nveis de

c inza e iso l inha s) gera dos in ic ia lm ente no SG I/ INP E, para o Sis tem a de

In formao Geogr f ico IDRISI , o qua l demonst rou rap idez e bons resu l tados .

A ap l icao do mapa de dec l iv idade, gerado no Sis tema de In fo rmao

Geogr f ica IDRISI FOR WINDOWS, na Mic robac ia Moema s i tuada no

Munic p io de Ponta Grossa/PR, de terminou um melhor de ta lhamento nas

fases de re levo das un idades de mapeamento do mapa pedo lg ico .

xxi


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A B S T R A C T

The present work a ims a t s tudy ing and obta in ing adequateparameters for the product ion of s lope maps by means of the SGI

(Ge ogra phica l In form at ion System dev elop ed in the Na t iona l Inst i tu te of

Space Research - INPE) and IDRISI Geographic Informat ion Systems (GIS)

to be used in soi l s tud ies. Slop e maps are fun da m en tal for the s tudy of

both urban and country areas because they prov ide essent ia l in format ion for

e f f ic ien t dec is ion mak ing . Because of such impo r tance th ree var iab les were

or ig inal ly analyzed in test areas: par t i t ion samples, regular rectangular gr id

and interpolators ( a l l o f them found in SGI) , the resul t o f which being then

appl ied to three areas of the Greater Cur i t iba -PR . The ob ta ine d resul ts were

then compared wi th the decl iv i ty maps made by means of the DE BIASI

(1970) me thod. Since most of the t ime users gen eral ly make use of the

parameters suggested by the system i tse l f (defaul t ) , the resul ts obta ined

through those were in fe r io r when compared w i th the ones obta ined th rough

our parame ters in a s imi la r s i tua t ion . An other metho do logy used to make

the s lope maps was the migrat ion of the database (gray- level images and

isol ines) f rom the SGI to the IDRISI, which proved to produce faster and

better resul ts . The ap pl icat io n of the s lope map prod uced by means of the

IDRISI FOR WINDOWS to the Moema - Ponta Grossa/PR microbasin made i t

poss ib le a more prec ise deta i l ing in the ground phase of the mapping uni ts

of the pedological map.

xxii


24/179

1 INTRODUO

A u t i l i zao de mic rocomputadores tem s ido um fa to r mod i f i cador

da fo rma de conduo dos t raba lhos c ien t f i cos , p r inc ipa lmente nas reas de

Geoc inc ias e C inc ias Agrr ias , onde o uso in tens ivo dos computadores

vem revo lu c iona ndo m todos e tcn icas de abo rdag em de p rob lema s

espec f i cos , p rop ic iando, na maior ia das vezes , avanos cons iderve is na

qua l idade e prec iso dos re su l tad os .

Nos l t imos anos cons tata-se um avano s igni f icat ivo no que se

refere ao desenvolv imento de

software

espe c f ico para o t ratame nto de

informao, baseado no uso de microcomputadores. Tais s is temas,

denominados de " in formao geogrf ica" ou mais s implesmente SIG's , que vm

surgindo rapidamente e ganhando um espao considerado important ss imo no

meio c ient f ico, tm como caracter s t ica pr inc ipal focal izar o re lac ionamento de

determinado fenmeno da real idade com a sua local izao espacia l .

Conforme TEIXEIRA (1988), no Bras i l podem-se c i tar esforos importantes

no sent ido de dominar esta tcnica, como o caso, entre outros, dos s is temas

SAGA, GEO-INFO, SGI, desenvolv idos na UFRJ, UNESP e INPE

respect ivam ente. Tais s is temas , sem elhana de outros dese nvolv idos no

exter ior , tm seus pontos for tes e suas l imi taes. O usur io de um Sistema de

Informao Geogrf ica (SIG) defronta-se, mais f reqentemente do que possa

parecer razovel , com s i tuaes de l imi tao tanto na operao como na

apl icao destes s is tema s. Na maior ia das vezes, os fatores l imi tantes so: o

t ipo de representa o dos dados ado tados pelo s is tem a, os prpr ios dados, as

formas de representao da informao desejada ou mesmo a pouca

interat iv idade do s is tema, entre outros.


25/179

2

Com o avano tecno lg i co , o t ra tamen to convenc iona l de dados

tem s ido gradua lmente subs t i tu do por modernas tcn icas de S is tema de

In formao Geogr f i ca que, pe lo seu po tenc ia l de in tegrao, fac i l i dade de

man use io e ve loc ida de de ope ra o, ganh am cada vez mais adep tos e n t re

os pesqu i sado res e p l ane jado res .

A i n t roduo do geop rocessamen to na e labo rao de mapas

temt icos tem ocor r ido de fo rma gradua l nos l t imos anos , des tacando-se os

Sis tema s de In fo rma o Ge ogr f i ca . Ta is s is tem as procu ram autom at izar os

p roced ime n tos e ro t i nas de co le ta , a rma zenam en to , t ra tame n to ,

mapeamen to e recupe rao de dados , ag i l i zando e ap r imorando os es tudos

espac ia is (LUCHIARI e KOFFLER, 1988) .

Na maior ia dos Sis temas de Informaes, o objet ivo in tegrar , numa

nica base de dados, in formaes espacia is provenientes de dados

cartogrf icos, censi tr ios, cadastra is , imagens de sat l i te e modelos numr icos

do terreno (MNT's) . Este l t imo manipu lado at ravs de d iversas me todologias,

d or igem a vr ios produtos, dentre e les os mapas de decl iv idade.

A pr inc ipa l tendnc ia dos usur ios de S is temas de In fo rmaes

Geogr f i cas (SIG 's ) , a se leo, e u t i l i zao na maior ia das vezes , dos

va lores que so sug er idos por a lguns s is tem as

default.

O S is tema

Geo gr f i co de In fo rma o (SG I /SIT IM) de sen vo lv id o pe lo INPE, um

desses s is temas que apresenta os va lo res

default

para gera o de d iversos

produtos , inc lus ive os mapas de dec l i v idades .

Nes te t raba lho , observou-se que os mapas de dec l i v idade, ob t idos

com a metodo log ia em que se empregaram os va lo res suger idos pe lo

s is tema default, ap resen ta ram resu l t ados i n fe r i o res , quando com parados

com os ob t idos com out ros va lo res . Co ntud o, os mapas de dec l i v idade


26/179

3

gerados no IDRISI FOR WINDOWS, com a metodo log ia que cons is t iu na

cons t ruo da base de dados no SGI / INPE, tendo s ido es ta expor tada no

formato DXF para o re fe r ido s is tema no qua l apresentou bons resu l tados .

Esses mapas , ana l i sados i so ladamente ou em con jun to , de fo rma

in tegrada com out ros mapas como so los , vegetao, h id rogra f ia , geo log ia e

out ros , fo rnecem in fo rmaes impor tan t ss imas, no poder de dec iso nos

d iversos es tudos de pesqu isa c ien t f i ca .

1 .1 OBJETIVOS

1.1.1 Ob jet ivo Ge ral

Estudar o potencial dos Sistemas de Informao Geogrf ica, SGI/INPE,

IDRISI FOR DOS e WINDOWS, para obteno dos mapas de decl iv idade.

1 .1 .2 Ob je t i vos Es pec f i cos

a) anal isar as pr inc ipais var iveis : Organiza o de pontos , Gerao

da Grade Regular , In terpoladores do sof tware SGI/ INPE ut i l izados

na gerao do MNT, v isando e le io de parmetros mais

adequados para a confeco de mapas de decl iv idade;

b) com parar os resu l tad os ob t ido s a t ravs de tabu lao c ruzada

ent re os mapas de dec l i v idade gerados no SGI / INPE e IDRISI

com os mapas de dec l i v idade d ig i ta is (baco) ;

c ) ap l i car o mapa de dec l i v idade ge rado no S is tema de In fo rma o

Geo gr f i ca , que ap resen tou me lho r desem penho na M ic robac ia

Moema-Ponta Grossa/PR, com a f ina l idade de ver i f i car a

poss ib i l i dade de melhor d isc r im inao das fases de re levo , do

mapa pedo lg ico , em re lao ao mapa or ig ina l .


27/179

4

2 REVISO DA L ITERA TURA

O pr inc ipa l p rob lema enf ren tado pe los pesqu isadores no es tudo do

re levo , a t ravs de tcn icas de geoprocessamento v isando a es tudos

temt icos , o desenvo lv imento de metodo log ias que fo rneam rap idez e

prec iso no mapeamento , a lm de re laes de cus to /benef c io adequadas

aos ob je t i vos dos levantamentos .

Es ta par te apresenta fundamentos para as d iversas s i tuaes .

2 .1 O DESE NVOLV IMENTO DOS SISTEMAS DE INFORMAES

GEOGRFICAS (S IG 's )

Com o avano do estudo c ient f ico sobre a Terra e o apr imoramento

dos mtodos de aval iao e conhecimento dos recursos natura is (geologia,

geomorfo logia, pedologa e ecologia) que comearam no sculo XIX e tm

cont inuado at hoje, tm s ido geradas quant idades enormes de dados

complexos, que necessi tam de ferramentas matemt icas apropr iadas para

apoiar a soluo de problema s espa cia is . Esses estudos comearam a ser

desenvolv idos na dcada de 30 e 40, em parale lo com o desenvolv imento de

mtodos estat s t icos e anl ise de sr ies temporais (BURROUGH, 1990).

Contudo, o progresso prt ico e ef icaz era completamente b loqueado pela fa l ta

de ferramentas computac ionais adequadas, e somente a part i r das dcadas de

40 e 50, com a d isponib i l idade do computador d ig i ta l , fo i v iabi l izada a

implementao

de rot inas

para

au tomao de de terminados processos de

anl ise espacia l (BURROUGH, 1990).

O pr ime i ro s is tema a reun i r as carac ter s t i cas bs icas de um

Sis tema de In fo rmao Geogr f i ca (SIG) fo i :


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29/179

Relacionamento

e

a associac;ao entre

entidades que desempenham

determinadas

func;oes. Se um dos componentes da associac;ao for outra

associac;ao, esta

e

denominada

associac;ao

em

nesting

ou ninho. Uma

colec;ao de associac;oes

que

relacionam

entidades

do mesmo

tipo e

denominada TIPO DE ASSOCIACAO, e ocorrencias de

tipos

de associacoes

sao as

pr6prias

associacoes (ROBI, 1993).

Atributos sao informac;oes nao-graficas que caracterizam as propriedades

de um objeto. Essas propriedades sao definidas pelo usuario (ENGESPA


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Per

lnformayao

geografica

considera-se

o

conjunto

de dados

cujo significado contem

associayoes

ou relayoes de

natureza

espacial.

Esses dados podem ser

apresentados

em forma grafica pontes, linhas e

poligonos),

numerica

caracteres

numericos), ou

alfanumerica

combinayao

de letras e

numeros)

TEIXEIRA, MORETTI e CHRISTOFOLETTI, 1992).

Assim, urn Sistema de lnformayao Geografica SIG) utiliza uma base

de dados computadorizada que contem informa;ao espacial

1

Figura 2), sabre

a qual atua uma serie de

operadores espaciais

2

Figura 3) e

baseia-se

numa

tecnologia

de armazenamento,

analise

e

tratamento

de

dados

espaciais,

nao-espaciais

e

temporais

e na

gerayao

de

informayoes

correlatas

TEIXEIRA, MORETTI e CHRISTOFOLETTI,

1992).

FIGURA 2 - BASE E DADOS ESPACIAIS

ESTRATOS

de

I nformat;ao

Topografia

Solos

Geologia

Hidrografia

Climatologia

Usa Atual

da Terra

Centros

Povoados

Morfometria

Divisao Politico

Territorial

FONTE: Adaptado de GUEVARA e DANGERMON, 1987.

1

Os aspectos do maio natural como relevo, solo, clima, vegetayao, hidrografia etc. e os

componentes sociais, economicos e politicos, perm tem uma divisao tematica em subsistemas que integram

um SIG. Os atributos, entao, referem-se a esses componentes.

2

Conjunto de operayoes algebricas, booleanas e geometricas.


31/179

8

FIGURA 3 - CONCEITO LGICO DE UM SIG

Portanto, SIG, como def in ido por BURROUGH (1990), " um conjunto

poderoso de ferramentas para coletar , armazenar, recuperar , t ransformar e

apresentar dados espacia is do mundo real , para um conjunto part icu lar de

propsi tos" (CARVALHO, VALERIO FILHO e MEDEIROS, 1993) insta lados em

computadores, poss ib i l i tando a codi f icao dos dados geogrf icos.

Para AALDERS (1980) , os dados u t i l i zados em um SIG podem ser :

. . .. o r i g i n r i o s d e d i v e r s a s f o n t e s , q u e p o d e m s e r c l a s s i f i c a d a s

g e n e r i c a m e n t e e m p r i m r i a s ( q u e i n c l u e m l e v a n t a m e n t o s d i r e t o s e m

c a m p o o u s o b r e p r o d u t o s d o s e n s o r i a m e n t o r e m o t o ) e e m s e c u n d r i a s

e n v o l v e n d o m a p a s e e s t a t s t i c a s , q u e s o d e r i v a d a s d e f o n t e s p r i m r i a s .

N o d e s e n v o l v i m e n t o d e u m p r o j e t o a f o n t e d e d a d o s d e v e s e r d e f i n i d a

d e a c o r d o c o m a s u a a b r a n g n c i a e s p a c i a l , d e t a l h a m e n t o , c u s t o s ,

p o s s i b i l i d a d e d e p a d r o n i z a o e c o n f i a b i l i d a d e ( r e f e r e n t e p r e c i s o ) .

2.2 .1 Es t ru tu ra d e repre sen ta o de dad os esp ac ia is dos S is tem as de

In formaes Geogr f i cas (SIG 's )

ROBI (1993) , descreve que:

. .. o t r a t a m e n t o d e d a d o s g e o g r f i c o s n u m s i s t e m a d e i n f o r m a e s e x i g e

q u e s u a s es p e c i f i c i d a d e s s e j a m c o n t e m p l a d a s e m t o d o s o s n v e i s :

e x t e r n o , c o n c e i t u a i e i n t e r n o . E s t a s e s p e c i f i c i d a d e s s o c o n s e q e n t e s

d a s i n f o r m a e s g e o g r f i c a s r e p r e s e n t a r e m f e i e s d a s u p e r f c i e

t e r r e s t r e , e p o r t a n t o , a l m d o s a t r i b u t o s d a s f e i e s , s u a s l o c a l i z a e s

e s p a c i a i s d e v e m s e r a r m a z e n a d a s n a b a s e d e d a d o s . E s t e s d o i s t i p o s d e

d a d o s s o d e f i n i d o s c o m o d a d o s g r f i c o s e n o - g r f i c o s , o n d e o s

p r i m e i r o s d e s c r e v e m a s c a r a c t e r s t i c a s g e o m t r i c a s d a s f e i e s , e o

l t i m o a s c a r a c t e r s t i c a s q u a l i t a t i v a s , o u s e j a , t e m t i c a s .


32/179

As estruturas geometricas podem ser

divididas

em estruturas

matriciais

raster

e

estruturas

vetoriais, BURROUGH, 1990), sendo

que

a

d i f e r e n ~

basica entre

as

duas reside

no

modele de

e s p ~ o

adotado

em

cada uma. A estrutura

raster divide

o

e s p ~ o

em elementos discretos,

enquanto a estrutura vetorial considera o

e s p ~ o

geogratico continuo,

seguindo postulados da Geometria Euclidiana TEIXEIRA, MORETTI e

CHRISTOFOLETTI,

1992), Figura 4.

FIGURA FORMAS DE REPRESENTA


33/179

10

dados em fo rma

raster,

ou t ros em fo rma ve to r ia l . Poucos j perm i tem o l iv re

in te rcmbio en t re esses t ipos de representao. Nes te caso, a fo rma de

representao espac ia l dos dados a

raster.

2.2 .3 S is tem a de Ge renc iam ento de Banco de Dados

Para EASTMAN (1994) , os s is temas de gerenc iamento de banco de

dados so usados pa ra a rmazenar e ge renc ia r i n fo rmaes :

. .. . a s i n f o r m a e s p a r a c a d a e n t i d a d e s o c o n h e c i d a s c o l e t i v a m e n t e

c o m o u m r eg i s t r o . U m r eg i s t r o p o r s u a v e z c o m p o s t o p o r c a m p o s -

a t r ib u t o s r e la c i o n a d o s c o m a q u e l a s e n t i d a d e s . A s s i m , po r e x e m p l o , u m

b a n c o d e d a d o s p o d e c o n s i s t i r d e r e g i s t r o s p a r a g r u p o s d e p r o p r i e d a d e s ,

c a d a u m d o s q u a i s c o n t e n d o i n f o r m a e s d e s e u s p r o p r i e t r i o s , d o t i p o

d e u s o d a t e r r a , a p t i d o e a s s i m p o r d i a n t e . G e n e r i c a m e n t e s e e n t e n d e

p e l o n o m e d e S i s t e m a d e G e r e n c i a m e n t o d e B a n c o d e D a d o s o sof tware

q u e g e r n c i a o s d a d o s d e a t r i b u t o p a r a u m c o n j u n t o d e r e c u r s o s .

Diversos t ipos de bancos de dados podem ser usados em Sis temas

de In fo rmaes Geogr f i cas (S IG 's ) . GERARDI , TE IXEIRA e FERREIRA

(1992) , descrevem que mui tos SIG 's usam bancos de dados desenvo lv idos

esp ec i f i cam ente para o s is tem a. A lgu ns t raba lham com banco s de dados

ex ternos t ipo

DBASE, ORACLE, IFORMIX,

en t re ou t ro s . Out ro s SIG 's

ap resen tam as duas poss ib i l i dades .

2 .2 .4 Base de dado s

Ex is tem bas icamente t rs t ipos de es t ru tu ras de arqu ivos de

dados : l i s tas s imp les , seqnc ias e a rqu ivos indexados . De fo rma

s impl i f i cada, podemos d izer que as l i s tas s imp les de base de dados so as

fo rmas ma is s imp les , cons i s t i ndo em uma sequnc ia deso rgan i zada de i t ens ,

onde cada novo e lemento ad ic ionado base de dados , sempre ao f ina l da

l i s ta . Nos arqu ivos sequenc ia is , os i tens so armazenados segu indo uma


34/179

11

de te rm inada o rdem, f ac i l i t ando as buscas , mas d i f i cu l t ando a i nse ro de

novos dados . Nos arqu ivos indexados , a o rdem dos e lementos dada por

uma tabe la em out ro a rqu ivo que aponta a seqnc ia em que a busca deve

ser fe i ta , fo rnecendo acesso rp ido base de dados (BURROUGH, 1987) .

2 .2 .5 Op era es sobre dado s

De aco rdo com TEIXEIRA, MORETTI e CHRISTOFOLETTI (1992 ) ,

os operadores so um con jun to de programas que a tuam sobre a base de

dados para a tender aos requer imentos dos usur ios , no que d iz respe i to

an l i se da in fo rmao. Podemos d iv id i r as funes dos operadores em pr-

p rocessam en to e p rocessam en to d i g i t a l .

As f unes de p r -p rocessamen to pe rm i tem mod i f i ca r os dados

como um todo v isando os segu in tes ob je t i vos :

a) mu dana de esca la ;

b ) mud ana de pro je o car tog r f i ca ;

c ) mud ana de es t ru tu ra (

ras ter -

ve to r ia l ) ;

d) unio de base s de dado s;

e) converso en t re t ipos de arqu ivos , en t re ou t ros .

J as funes de processamento v isam ex t ra i r in fo rmaes da base de

dados ou c r ia r novas in fo rmaes de acordo com as necess idades do

usur io . Ent re essas funes des tacam-se:

a) loca l i za o de uma ent ida de e l i s tagem de seus a t r ibu tos ;

b) a tua l i zao de dados ;

c) c lculo de rea;

d) c lcu lo de per met ro ;

e ) c lcu lo de d is t nc ia s ;


35/179

12

f ) pos i c i onamen to ;

g) opera es ar i tm t icas en t re p lanos (soma , sub t ra o, d iv iso ,

mul t ip l i cao, e tc . ) ;

h ) c lcu los es ta t s t i co s (cor re lao , regre sso , cent ro md io ,

geocent ro , e tc . ) ;

i ) c lass i f i cao dos dados ;

j ) c ruza me nto en t re p lano s ;

I ) f i l t ragens espac ia is .

OPERAES SOBRE OS DADOS

(Fonte: Adaptado de: G/S

WORLD

Inc., 1989: in Gerardi, Teixeira e Ferreira 1991).

- MED IDAS DE DIST NCIA: em l inha re ta e curva ; men or d is tn c ia

ent re do is pontos ; v iz inho mais p rx imo e ro ta mais cur ta .

- MEDIDAS DE REA.

- ZONA DE INFLUNCIA EM TORNO DE: pontos; polgonos; l inhas retas e curvas.

- ZONA DE INFLUN CIA PO NDE RAD A.

- OPERAE S ARITMTICAS EM MAPAS : adio/subtrao; m ultipl icao/diviso;

exponenciao e diferenciais.

- FUNES TR IGONOMTRICAS.

- OPER AE S BOO LEAN AS: Sob re mapas e a t r i bu tos .

- C O N V E R S O :

VeXor-raster

e ras /e r -ve tor .

- TRATA MENT O DE IMAGENS ORB ITAIS .

- T R A N S F O R M A O D E C O O R D E N A D A S .

- TRAADO DE REDES.


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13

- TRATAMENTO DE DADOS ALTIMTR ICOS:

d e c l i v i d a d e ;

expos io de

ver tentes; in terpolaes; v is ib i l idade entre pontos; curvas de nvel ; per f is

do ter reno; cor te/aterro e Modelos Dig i ta is de Elevao (MDE).

- OPE RA ES COM P OLGO NOS : supe rpos io ; ponto em po l gonos ;

l inhas em po l gonos ; combinao e desagregao; remoo aps super

posio e pol gonos de

Thiessen.

2.3 CAR ACTE RSTICAS GERAIS DO SGI/ INPE

um sistema desenvolvido na Diviso de Processamento de Imagens

(DPI) do Insti tuto de Pesquisas Espaciais ( INPE) que se integra ao SITIM

(Sistema e Tratamento de Imagens) que inclui um mdulo para o

processamento de imagens digitais. Possui estrutura vetor ial com possibi l idade

de converso para

raster

e v ice-versa (FELGUEIRAS e AMARAL, 1993) . As

principais caracterst icas deste SIG so a faculdade de recuperar informaes,

baseada em local izaes especf icas, a capacidade de integrar informaes

provenientes de fontes e formatos dist intos e a disponibi l idade de apl icativos

grficos para edio de mapas e gerao de smbolos (ENGESPAO, 1989).

O Ins t i tu to de Pesqu isas Espac ia is ( INPE) desenvo lveu o Sis tema

Geogrf ico de Informao (SGI) que um banco de dados geogrf ico que

permi te adqu i r i r , a rmazenar , combinar , ana l isar e recuperar in fo rmaes

cod i f icadas espac ia lmente (ENGESPAO, 1989) .

Con fo rme MORELL I

et al.

(1993) , o S is tema de In fo rmao

Geogr f ica desenvo lv ido pe lo INPE (SGI / INPE) a tua como um Sis tema de

In formao Geogr f ica (SIG) que in tegra e man ipu la in fo rmaes

proven ien tes de d i fe ren tes fon tes , como mapas , dados cens i t r ios , tabe las

es ta t s t icas e cadas t ra is . De acordo com FELG UEIRAS e CMARA


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14

(1993) , o SGI um s is tema de in fo rmao geogr f i ca desenvo lv ido para

p la ta fo rm as de mic ro com puta dore s da l inha PC. Esse s is tema roda sob

s is tema operac iona l DOS e contm, na sua quase to ta l idade, ap l i ca t i vos

desenvo lv idos em l inguagem C, e es t o rgan izado em c inco mdu los

pr inc ipa is : de f in io do ambien te , en t rada de dados , sa da de dados ,

converso en t re fo rmatos e an l i ses sobre a base.

2 .3 .1 Es t ru tu ra gera l do SG I / INPE

O SGI composto por c inco subs is temas pr inc ipa is :

a ) de f in io : in ic ia l i za es e mo ntage m do am bien te de t raba lho ;

b) entrada: insero e edio de dados (e seus at r ibutos) no

s is tema, inc lu indo a t ransferncia de dados do SITIM para o SGI;

c ) conv ers o: t rans form a es de fo rm atos (var red ura para ve tor ,

ve tor para var redura , g rade para ve tor e g rade para var redura)

e t rans fo rm aes geom t r i cas ;

d) anlise geogrfica: gerao de informaes geogrficas derivadas, a

partir de operaes sobre o contedo da base de dados geocodificada;

e) sada: gerao de documentos cartogrf icos, projees geomtricas

planares de dados 3-D, impresso de dados da base em monitor

grf ico ou em arquivos nos formatos ASCII, DXF, SEQ e outros.

O s is tema dispe, a inda, de um gerenciador prpr io, responsvel pelo

armazenamento, manuteno e recuperao das in formaes de base de dados

do SGI e um software grf ico baseado no padro GKS (Graphical Kernel

System).

O programador de apl icao do SGI tem acesso s b ib l io tecas que

contm as funes do gerenciador e do GKS, para o desenvolv imento de

apl icat ivos de in teresse espec f ico (FELGUEIRAS e CMARA, 1993).


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15

2.3 .1 .1 Def in io

Permi te a montagem do ambien te do SGI / INPE, cons tando de

vr ios mdu los :

a) a t ivar ou cr iar pro jeto : in ic ia l iza as es trutu ras de um pro jeto,

inc lu indo o re fe renc ia l geogr f i co a ser u t i l i zado (nome do

pro je to esca la base, re tngu lo envo lvente da reg io

representada pe lo p ro je to e o s is tema de pro jeo

ca r tog r f i ca ) , (ENGESPAO, 1989 ) ;

b) at ivar ou criar Plano de Inform ao P I: perm ite a esc olha do PI

at ivo para as ope ra es de en trad a. Se o PI no exist i r , ele

cr iado e seus parmetros so in ic ia l izados (nome do PI , escala,

categoria - temtica ou MNT - rtulo das classes, se o PI da

categor ia temt ica (ENGESPAO, 1989).

2 .3 .1 .2 Ent rada

Permi te a en t rada de dados na base do SGI , e nes te mdu lo so

encon t radas v r i as opes , sendo re fe renc iadas as ope raes mn imas e

necessr ias gerao de MNT's :

a ) ca l ib ra o da mesa d ig i ta l i zad ora : perm i te a com pens ao de

d is to res na ta re fa de aqu is io de dados v ia mesa

d ig i ta l i zad ora . A par t i r de qua t ro pontos de con t ro le , es te

programa def ine um po l inmio que mape ia as coordenadas da

mesa d ig i ta l i zadora para coordenadas de pro jeo do mapa a

se r d i g i t a l izado (FELGU EIRAS e CM ARA, 1993 ) ;

b ) en t rada de MN T's , que permi te a en t rad a de dad os em Pi 's da

categ or ia MNT. Dent ro des ta op o, es to inc lu das , a


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d ig i ta l i za o, a ed io , a o rga n iza o des sas am ost ras e a

gerao de mode lo d ig i ta l ;

c) D ig i ta l izao: De acordo com SKAB A (1993), a d ig i ta l izao

consis te em acionar uma tec la do cursor da mesa d ig i ta l izadora,

de ta l forma que a seqncia de pontos represente o e lemento

cartogrf ico que est sendo capturado. A fase de d ig i ta l izao a

mais importante em projetos de aquis io d ig i ta l . A prec iso e

veloc idade nas etapas subseqentes est condic ionada mxima

ateno do operador nesta tarefa.

Ressa l te -se que ineren te ao processo a presena de er ros e

omisses , que devero ser e l im inados na fase de ed io.

Para en t rada, os dados so f rem processos de cod i f i cao e de

d ig i ta l i zao (v ia mesa d ig i ta l i zadora , tec lado,

scanner

e etc. ) . Esta uma

das fases mais impor tan tes do t raba lho , po is ne la se es tabe lece a

qua l idade , p rec iso (n ve l de reso lu o) e co nf iab i l i dad e do produ to f ina l .

Def ine-se nes ta e tapa a v iab i l i dade operac iona l do s is tema em funo do

vo lume de dados , do tempo e da capac idade do equ ipamen to d i spon ve l .

d ) Ed io : A ed io perm i te op es de sup ress o de um ponto ,

mod i f i cao da co ta de um ponto , supresso de uma l inha e

modi f i cao da co ta de uma l inha (ENGESPAO, 1989) .

e) Organ izao das am ostras: Para FELG UEIRA S e CMARA (1993):

. .. . a o r g a n i z a o d a s a m o s t r a s c r i a u m a p a r t i o n o e s p a o d e a m o s t r a s

c o m o o b j e t i v o d e o t i m i z a r a f a s e d e g e r a o d o m o d e l o . A p a r t i o

c o n s i s t e no ag r u p a m e n t o d e u m n m e r o m x i m o d e a m o s t r a s , d e n t r o d e

c a d a p a r t i o s e g u n d o c r i t r io s d e p r o x i m i d a d e e n t r e e l e s . E s s a p a r t i o

r e p r e s e n ta d a p o r u m a r v o r e 2 - D q u e s e r u s a d a p a r a a b u s c a r p i d a d e

v i z i n h o s d e u m d e t e r m i n a d o p o n t o . A g e r a o d o m o d e l o c o n s i s t e n a

c r i a o d e u m m o d e l o d e g r a d e r e g u l a r r et a n g u l a r . O s a l g o r i t m o s d e

g e r a o d o m o d e l o u t i l i z a m d i r e t a m e n t e a m o s t r a s , j o r g a n i z a d a s p o r u m a

p a r t i o d e e s p a o . N o c a s o d e g e r a o d o m o d e l o d e g r a d e r e t a n g u l a r ,

s o u t i l i z a d o s d i v e r s o s i n t e r p o l a d o r e s , b a s e a d o s n a m d i a p o n d e r a d a d a s

a m o s t r a s m a i s p r x i m a s d e c a d a p o n t o d a g r a d e . A d i f e r e n a e n t r e es s e s


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17

i n t e r p o l a d o r e s e s t n a c o n s i d e r a o o u n o d a p o s i o r e l a t i v a e n t r e a s

a m o s t r a s q u e s e r o u s a d a s p a r a o c l c u l o d a m d i a .

Segundo ENGESPAO (1989), deve-se indicar o nmero mximo

desejad o de pontos por par t io. Em segu ida, o processo de part ic ioname nto

in ic iado. Esse processo tanto mais dem orado qu anto o maior o nmero de

amostras d ig i ta l izadas e quanto menor o nmero de pontos por clu la, def in ido.

Em compensao, quanto menor o nmero de pontos por clu la menor ser o

tempo gasto para a gerao da grade regular .

MARTINS NETO e SOUZA (1993) , p rocedeu organ izao de

pontos no SGI / INPE, para cada Plano de In fo rmao (PI ) , ace i tando a opo

que era o fe rec ida default. Es te con s t i tu i -se no proc essa me nto mais

demorado de todo o t raba lho .

f ) Ge rao de Grade : MOORE, GRAY SON e LADSO N,

3

c i tados por

S, R ISSO e HAERTEL (1993) , asseveram que o S is tema de

In formao Geogr f i ca (SIG) base ia-se em es t ru tu ra ce lu la r ou

pixel,

uma vez que os m todos ba sead os em grade de an l i se

do te r reno proporc ionam um dado geogr f i co bs ico e pode ser

in tegrado nes tas an l i ses de subs is temas.

Para ENGESPAO (1989) , o SGI c r ia uma grade re tangu lar

espaada de pontos a par t i r de um con jun to de amost ras de uma super f c ie

no esp ao 3-D . O valo r da cota de cada ponto da gra de est im ad o a part i r

da in te rpo lao de um cer to nmero de v iz inhos mais p rx imos desse ponto .

Conforme FELGUEIRAS e ERTHAL (1988) , os mode los de grade

re tangu lar regu lar so encont rados com maior f reqnc ia nos s is temas

3

MOO RE, I.D.; GRAY SON, R .B; LADSON , A.R.. Digital terrain modelling: review of hydrological,

geomorphological, and biological applications. Hydrological Processes, Chinchester, v.5, p. 3-30, 1991.


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18

ex is ten tes , po is so s imp les de serem gerados e u t i l i zados pe los programas

de ap l i caes .

De acordo com FELGUEIRAS e ERTHAL (1988) , a par t i r de um

modelo de grade prees tabe lec ido pode-se gerar um MNT Imagem, que nada

mais do que um MNT re f inado para uma reso luo de uma imagem

qu alqu er e cujos valore s de cota var iam na fa ixa de 0 a 25 5. Ness e caso

cr ia-se uma tabela que mapeia os valores de nveis de c inza da imagem de

sada para os valores de cotas reais do terreno.

Con fo rme ASSAD, SANO e MASUTOMO (1993 ) , na f ase de

gerao da grade regu lar ,

. .. o u s u r i o i n i c i a l m e n t e d e v e s e l e c i o n a r o i n t e r v a l o d e g r a d e q u e s e r

u t i l i z a d o . A p r i n c i p a l t e n d n c i a a s e l e o d e u m a g r a d e d e 3 0 l i n h a s po r

3 0 c o l u n a s , c o m o s u g e r e o S G I {defaul t d o s i s t e m a ) ; o u u m c o n j u n t o m a i s

d e n s o , s u p o n d o - s e q u e q u a n t o m a i s d e n s a a g r a d e , m a i s p r e c i s o s e r o

m o d e l o . N o e n t a n t o , es t a t e o r i a , s e g u n d o G O M E S ( 1 9 9 0 ) , n o s e m p r e

v e r d a d e i r a , p o i s a d e f i n i o d e u m a g r a d e m a i s d e n s a n o c r i a m a i o r

n m e r o d e a m o s t r a s , m a i s s i m u m m a i o r n m e r o d e p o n t o s i n t e r p o l a d o s .

g) I n te rpo lado res : Os i n te rpo lado res ap rese n tados pe lo SGI ,

segundo GOMES (1989) , so do is , e o que var ia o t ipo de

amost ragem, pe lo v iz inho mais p rx imo e pe lo v iz inho mais

p rx imo po r quad ran te . A inda segundo GOMES (1989 ) , quando

os dados fo rem proven ien tes de car tas topogr f i cas , a esco lha

do in te rpo lador pe lo mtodo do v iz inho mais p rx imo pode

t razer g randes er ros .

De acordo com FELGUEIRAS, ERTHAL e PAIVA (1989) , a fase de

e laborao do Mode lo Numr ico do Ter reno (MNT) , envo lve a gerao de

uma grade regu lar re tangu lar a par t i r do con jun to de amost ras que fo i

d ig i ta l i za do. Como os pon tos da grade no nec ess ar iam ente co inc ide m com

as amost ras , deve-se u t i l i za r um processo de in te rpo lao.


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19

De acordo com GOMES (1989) , a amost ragem a t ravs da

d ig i ta l i zao de mapas a mais u t i l i zada no Bras i l . Porm, como uma

amost ragem i r regu lar , necessr ia a ap l i cao de um in te rpo lador para

gerar uma grade regu lar , o que d iminu i o tempo de processamento na fase

segu in te de re f inamento da grade.

A inda conforme GOMES (1989) , no ex is te um mtodo de

in te rpo lao per fe i to e a p rec iso necessr ia ser em funo da f ina l idade

do mo de lo . Enq uanto para a lgum as ap l i ca es o mo de lo gerad o pode ser

exce len te , para ou t ras pode ser inadequado ou a t mesmo in t i l .

S A N O et ai. (1993) , que es tudaram os in te rpo ladores para ob ter

dados c l imt icos , chegaram conc luso de que:

. . . . c o m u m a g r a d e d e 3 0 l i n h a s p o r 3 0 c o l u n a s , o i n t e r p o l a d o r 5 (mtodo

d o v i z i n h o m a i s p r x i m o p o r c o t a : w = 1 / d * * n ; o n d e 'w ' c o r r e s p o n d e

f u n o p e s o , d a d i s t n c i a e u c l i d i a n a d o p o n t o a s e r i n t e r p o l a d o a o s eu

v i z i n h o e ' n ' a o e x p o e n t e d a f u n o p e s o ) , c o m e x p o e n t e 4 , f o i o q u e

a p r e s e n t o u o m e n o r e r r o r e s i d u a l , e n q u a n t o q u e p a r a u m a n o v a g r a d e d e

1 5 0 l i n h a s p o r 1 5 0 c o l u n a s , o i n t e r p o l a d o r 2 [ m d i a p o n d e r a d a d o s N

v i z i n h o s m a i s p r x i m o s c o m p e s o : w = e x p ( - a l f a * d * * n ) / d * * n ; o n d e ' d ' a

d i s t n c i a , n e x p o e n t e d a f u n o p e s o e

a

= 1 / ( d / n ) , ou se ja ,

a

i g u a l a o i n v e r s o d a m d i a a r i t m t i c a d a s d i s t n c i a s e n t r e o s p o n t o s d a

v i z i n h a n a e o p o n t o a s e r i n t e r p o l a d o ( S I L V A F I L H O

4

, c i t a d o p o r

G O M E S 1 9 8 9 ) , c o m 1 2 d e p o n t o s e e x p o e n t e 1 , a p r e s e n t o u e r r o r e s i d u a l

m e n o r q u e a g r a d e a n t e r i o r ( 3 0 x 3 0 ) .

Para S, R ISSO e HAERTEL (1993) , em se t ra tando de mode lagem

de a l t i tudes de super f c ie , o in te rpo lador cons iderado mais apropr iado o

in te rpo lador de var iao espac ia l g radua l , descr i to por uma super f c ie

cont nua matemat icamente de f in ida , de a jus te loca l , que mais ind icado

para o es tudo de fenmenos com pequeno in te rva lo de var iao, do t ipo

mdia mve l , que cons is te no c lcu lo da md ia dos va lo res amost rados em

sua v iz inhan a para ob te r -se o va lo r a ser in te rp o lad o. fe i ta uma

4

SILVA FILHO, P.N.

Desenvolvimento de interpoladores para aplicaes em modelagem digital de

terreno.

So Jos dos Campos, INPE. Trabalho realizado durante curso de especializao em 1988, INPE.


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2 0

ponderao re fe ren te a d is tnc ia en t re os pontos amost rados e o ponto a

ser es t imado, cons iderando-se tambm out ros fa to res , v isando o t im izar o

tempo de computao para gerao de uma mat r i z de a l t i tudes .

2 .3 .1 .3 Converso

Este subsis tema contm programas que permi tem a converso dos

dados de um PI de um formato para outro, a converso dos dados de um

sistema de pro jeo para outro e mascaramento das in formaes de um dado.

GOMES (1989) , percebeu que o re f inamento da grade regu lar ,

rea l i zado pe lo mtodo de se leo dos v iz inhos mais p rx imos por quadrante

( INPE, 1987)

5

, apresentou a lguns er ros , ta is , como achatamento de p icos e

mo di f i cae s nas dec l i v idad es . Ta is e r ros no so s ign i f i ca t i vo s para mui tas

ap l i caes , mas cer tamente bas tan te impor tan tes para ap l i caes que

necess i t em de i n fo rmaes de dec l i v i dade .

O re f inamento da grade no SGI cons is te em se ob ter uma imagem

at ravs de um a lgor i tmo de in te rpo lao b i l i near ou b icb ica ap l i cado sobre

a grade regu lar , (ENGESPAO, 1989) .

2 .3 .1 .4 An l i se Geog r f i ca

a .1 Gera o de de c l i v idad e: o SGI gera o mapa de de c l i v idad e a

par t i r de um MNT. Es ta funo pode gerar como resu l tado do is P i 's -

dec l i v idade e aspec to - ambos da ca tegor ia MNT, ( fo rmato var redura) ,

(ENGESPAO, 1989 ) .

a.2 Fat iamento de MNT: Conforme FELGUEIRAS e CMARA (1993), o

fat iamento de MNT consis te na cr iao de uma imagem temt ica a part i r de uma

5

INSTITUTO DE PESQUISAS ESPACIAIS (INPE).

Sistema de Informaes Geogrficas. Verso

1.0,

Manual do Usurio. So Jos dos Campos, 1987.


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21

imagem MNT. O fat iame nto permi te c lass i f icar a imagem de sada segu ndo

valores de cotas associados aos pontos da imagem MNT. O usur io pode fat iar

essa imagem no modo automt ico, fornecendo apenas o nmero de intervalos

ou, no modo manual , fornecendo os l imi tes de cada intervalo.

2 .3 .1 .5 Sada

Este mdu lo tem como f ina l idade a gerao de produtos

car togr f i cos , l i s tagem de arqu ivos , v isua l i zao em 3D, expor tao de

dados , t abu lao c ruzada .

2.4 IDRISI

TEIXEIRA, MORETTI e CHRISTOFOLETTI (1992 ) , desc reve ram

sobre a lguns S is temas de In fo rmaes Geogr f i cas , dent re e les o IDRISI ,

sobre o qua l d izem que:

. . . . l a n a d o e m 1 9 8 7 , e s t e s i s t e m a d e s e n v o l v i d o p e l a Clark Univers i ty ,

Massashussets, b a s e a d o n a f o r m a raster d e r e p r e s e n t a o d e d a d o s , f o i

e s p e c i a l m e n t e d e s e n h a d o p ar a m i c r o c o m p u t a d o r e s d a l i n h a P C - A T 3 8 6 ,

e P S 2 . U m a s p e c t o i m p o r t a n t e a p o s s i b i l i d a d e d o u s u r i o e s c r e v e r

p r o g r a m a s e s p e c f i c o s q u e p o s s a m a m p l i a r a s u a g a m a d e a p l i c a e s .

U t i l i z a b an c o d e d a d o s e x t e r n o , c o m i n t e r f a c e p a r a L O T U S , Q U A T T R O

e t c . O u t r o a s p e c t o i n t e r e s s a n t e d o I D R I S I o f a t o d e p e r m i t i r m i g r a o

d i r e t a d e d a d o s , t a n t o p a r a o E R D A S c o m o p a r a o A R C - I N F O . u m

s i s t e m a q u e s e a d a p t a s a t i v i d a d e s d e p e s q u i s a e e n s i n o d e v i d o a o s e u

c u s t o r e l a t i v a m e n t e b a i x o e a s u a e s t r u t u r a m o d u l a r , o q u e p e r m i t e o

d e s e n v o l v i m e n t o d e n o v o s m d u l o s c o m o c o n h e c i m e n t o m n i m o d a

e s t r u t u r a i n t e r n a d e f u n c i o n a m e n t o . O s m d u l o s p o d e m s e r

d e s e n v o l v i d o s e m q u a l q u e r l i n g u a g e m .

2.4 .1 Ca rac ter s t i cas bs ica s do S is tem a de In fo rm ao - IDRISI -

necessr ias ob teno de MNT's .

2 .4 .1 .1 Ed io

um edi tor de texto bsico que pode ser usado para cr iar ou

a l te rar qua lque r a rqu ivo AS CI I . Sua fun o pr inc ipa l na en t ra da de dados

est na cr iao de arquivos com valores de at r ibuto para o uso com o


45/179

22

mdu lo

ASSIGN.

O ed i to r tamb m pode ser usado para c r ia r uma var ieda de

de out ros arqu ivos IDRISI FOR WINDOWS, ta is como arqu ivos de

cor respondnc ia para usar com

RESAMPLE

e a rqu ivos de sr ies em temp o

para uso com o

Display System

(EASTMAN, 1995 ) .

2.4.1.2 In ic ia l

usado para cr iar uma:

. . .. i m a g e m q u e c o n t e n h a u m n i c o v a l o r . E n q u a n t o h a l g u m a s

o p e r a e s a n a l t i c a s o n d e u m a n i c a i m a g e m d e v a l o r p o s s a s e r

n e c e s s r i a e q u e c o m u m e n t e s e r u s a d o p a r a e s t a b e l e c e r u m a i m a g e m

e m b r a n c o , i n i c i a d a c o m z e r o s p a r a q u e o s o u t r o s m d u l o s d e e n t r a d a d e

d a d o s o p e r e m e m s e g u i d a . O s p a r m e t r o s d o n o v o ar q u i v o , t a i s c o m o

l i n h a s e c o l u n a s , c o o r d e n a d a s d e r e f e r n c i a , e t c . , p o d e m s e r

i n t r o d u z i d a s i n t e r a t i v a m e n t e , o u p o d e m s e r c o p i a d o s d e u m a i m a g e m

e x i s t e n t e e s p e c f i c a . ( E A S T M A N , 1 9 9 5 ) .

2 .4 .1 .3

Lineras

Conver te os dados de ve tor para o fo rmato

raster.

Todo s os

pixels

cor tado s por uma linha de ve tor so des igna dos ao iden t i f i cado r do

vetor , (EASTMAN, 1995) .

2 .4 .1 .4 Regresso

uma tcn ica es ta t s t i ca que permi te examinar a re lao en t re

duas var ive is qu ant i ta t i vas . Essa re lao expre ssa em te rmos de

cor re lao en t re as var ive is ( i s to , seu grau de assoc iao) e a l i nha de

melhor a jus te que expressa matemat icamente o car ter des ta re lao,

(EASTMAN, 1994 ) .


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23

2 .4 .1 .5 Scalar

Real iza operaes matemt icas en t re uma cons tan te e imagem

nica . Suas ope s so: ad i o, sub t ra o, m u l t ip l i ca o, d iv iso e

exponenc ia l , (EASTMAN, 1995 ) .

2 .4 .1 .6

Intercon

In te rpo la uma super f c ie a par t i r de um:

. . .. c o n j u n t o d e l i n h a s d i g i t a l i z a d a s . E s t e m d u l o f o i p r o j e t a d o

e s p e c i f i c a m e n t e p a r a t o r n a r a c r i a o d e M o d e l o s d e E l e v a o D i g i t a l

m a i s f c i l . I n i c i a -s e d i g i t a l i z a n d o o s c o n t o r n o s c o m o T O S C A , q u e f a z

p a r t e ( e s t i n c l u i d o ) n o I D R I S I F O R W I N D O W S . D e p o i s o s c o n t o r n o s d o

v e t o r s o r a s t e r i z a d o s ( a t r a v s d o Ini t ia l e Lineras). D e v e - s e t o m a r c u i d a d o

p a r a q u e q u a l q u e r c o n t o r n o q u e c o r t e a i m a g e m raster o faa e x a t a m e n t e .

I n t e r c o n e n t o p a s s a d o s o b r e o a r q u i v o d e l i n h a s r a s t e r i z a d a s p a r a

p r o d u z i r o m o d e l o i n t e r p o l a d o . F i n a l m e n t e , c o m u m p a s s a r o f i l t r o p a r a

s u a v i z a r a s u p e r f c i e ( u s a n d o o f i l t r o m d i o ) j q u e o p r o c e d i m e n t o d e

i n t e r p o l a o l i n e a r t e n d e a c r i a r u m a s u p e r f c i e l i g e i r a m e n t e f a c e t a d a

( E A S T M A N , 1 9 9 5 ) .

2 .4 .1 .7

Reclass

Produz uma nova imagem de mapa rec lass i f i cando os va lo res de

uma imagem de en t rada . Am p l i t udes , ass im como va lo res ind i v i dua i s podem

ser espec i f i cados a par t i r da imagem or ig ina l , enquanto que os va lo res

produ z idos deve m ser in te i ros e deve m ser dado s ind iv id ua lm ente . Qu a lquer

va lo r o r i g i na l no menc ionado p rev iamen te se r a r redondado , caso

con t r r i o , pe rmanece r sem a l t e rao (EASTMAN, 1995 ) .

2.4.1.8 Fi l t ro

uma ope rao , execu tada em uma:

. . .. i m a g e m , q u e a f e t a o s v a l o r e s d e c a d a pixe l b a s e a d a n o v a l o r d e s s e

pixe l e d a q u e l e s s e u s v i z i n h o s . O p r o c e s s o m a t e m t i c o d e f i l t r a g e m

c o n h e c i d o c o m o c o n v o l u o , o q u a l d e t e r m i n a u m v a l o r d e pixe l f i l t r a d o

m u l t i p l i c a n d o - s e e l e e c a d a u m d e s e u s 8 v i z i n h o s p e l o s v a l o r e s


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24

a r m a z e n a d o s n a p o s i o c o r r e s p o n d e n t e d e u m g a b a r i t o . O s r e s u l t a d o s

s o e n t o s o m a d o s p a r a o b t e r - s e o v a l o r f i l t r a d o . O s c o n t e d o s d e u m

g a b a r i t o s o c o l e t i v a m e n t e c o n h e c i d o s c o m o o kerne l d o f i l t r o .

(EASTMAN, 1994).

2 .5 APL ICA E S TEMTICAS DOS SISTEM AS DE INFORMA ES

GEOGRFICAS (S IG 's )

O sucesso e rp ida expanso do uso dos SIG 's deve-se ,

fundam en ta lme n te , a sua g rande ve rsa t i l idade e po tenc ia l quand o usado

para so luc ionar p rob lemas de an l i se , nas mais d iversas ap l i caes

temt icas , p r inc ipa lmente nas d isc ip l inas l igadas Geoc inc ias e C inc ias

Agrr ias . Es tudos de uso da te r ra , topogra f ia , geo log ia , an l i se ambien ta l ,

c l ima e so los , en t re ou t ros , vm sendo am plam ente de sen vo lv id os e

d i vu lgados (TEIXEIRA, MORETTI e CHRISTOFOLETTI , 1992 ) .

Para MAZUCHOWSKI (1981), uma propr iedade rura l e/ou uma

microbacia, para serem rac ionalmente p lanejadas e manejadas, necessi tam de

um mapa de decl iv idade, que deve ser e laborado, sal ientando as d iversas

c lasses de decl ives, para os d iversos f ins, como para o uso agronmico.

2 .5 .1 Mode lo Num r ico de Ter ren o (MNT)

Qualquer representao d ig i ta l da var iao cont nua do re levo sobre

o espao um Modelo Dig i ta l de Elevao (MDE), (BURROUGH, 1987).

Uma mat r i z o rdenada de nmeros que representam a d is t r ibu io

espac ia l de de terminado a t r ibu to do te r reno carac ter i za um Mode lo Numr ico

do Ter ren o (MNT) . Se a mat r i z o rde nad a de nm eros repres enta a

d is t r ibu io espac ia l das a l t i tudes ac ima de uma re fe rnc ia a rb i t r r ia de um

ter reno, en to tem-se um Mode lo de A l t i tude do Ter reno (S, R ISSO e

HAERTAL, 1993) .


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2 5

As informaes referentes s a l t i tudes podem ser descr i tas at ravs

de funes matemat icamente def in idas ou de uma forma discret izada por

pontos e/ou l inhas. Os MNT's podem ser dese nvolv ido s segund o dois modelos

bsicos: mode los de linhas e mode los de pontos (S, RISSO e HAERTE L,

1993).

Os pr ime i ros mode los de i so l inhas , como so chamados, no so

mui to adequados para o c lcu lo de dec l i v idades e de or ien tao az imuta l de

cada ponto da sup er f c ie . Face a esses asp ec to s , cos tu ma -se con ver t - lo s

de mode lo de l inhas para o fo rmato de uma mat r i z de a l t i tude d isc re t i zada

(mode lo de ponto s) . Os mo de los de pontos so os mais com uns para

representar um MNT, chamado mat r i z de a l t i tude ou grade regu lar

re tang u lar . Esse t ipo de mo de lo perm i te a gera o de i so l inha s , de ngu los

de dec l i v i dades e o r i en tao , de sombreamen to de re l evo e de l i neamen to de

bac ias (S, R ISSO e HAERTEL 1993) .

Para CORREIA, DUTRA e FELGUEIRAS (1990) , um Mode lo

Num r ico de Ter ren o (MNT) represe nta a d is t r ib u i o esp ac ia l de uma

carac ter s t i ca v incu lad a a uma sup er f c ie rea l . Dent re essas c arac ter s t i cas

podemos c i ta r tempera tura , ba t imet r a , a l t imet r ia e ou t ras .

O SGI/ INPE incorpora recursos para o t ratamento de dados vetor ia is

e raster, permi t indo t ratar mapas temt icos, Modelos Numricos de Terreno

(MNT's) e tambm imagens de sat l i te (SOUZA, CMARA NETO e ALVES,

1990).

Os Sis temas de Informaes Geogrf icas, SIG's , so bancos de

dados que armazenam e manipulam t ip icamente objetos grf icos

geo rreferenc iados. Esses objetos esto agrup ados em planos de informa es,

Pis, segund o a natureza da informa o que e les represe ntam . A represe ntao


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2 6

grf ica desses objetos pode ser : no formato vetor ia l ( l inhas), no formato

varredura ( imagens), no formato pontual ou no formato de grades (dados de

Modelos Numricos de Terreno - MNT's) , (FELGUEIRAS e AMARAL, 1993).

Podemos def in i r um "Mode lo D ig i ta l de E levao" (MDE) como

sendo a representao do re levo a t ravs de coordenadas car tes ianas (x , y ,

z ) , que carac ter i zam um ponto de acordo com sua loca l i zao espac ia l e sua

a l t imet r ia . A or igem desses mode los da ta da dcada de 50 , com os t raba lhos

de Char les L . MILLER (MILLER 1957, MILLER e LAFLAME 1958a e 1958b) ,

sendo u t i l i zados a tua lme nte com os seg u in te s ob je t i vos bs icos : ob ten o

de pro jeo p lanar ; gerao de mapas de contornos ; per f i s do te r reno;

de terminao da in te rv is ib i l i dade en t re pontos ; c lcu lo de vo lume;

somb reamen to s i n t t i co ; ge rao de mapas de dec l i v i dade ; ge rao de

mapas de or ien tao de ver ten tes ; gerao de mapas de expos io de

ver ten tes ; ex t rao de padres (va les , d iv isores , fo rma de ver ten tes , e tc . ) ;

co r reo geom t r i ca de p rodu tos do senso r i amen to remo to ; i n teg rao com

imagens de sa t l i te ; de terminao de ro tas de acesso de acordo com

cr i t r ios p r es ta be lec idos (MO RET TI e TE IXE IRA , 19 91) .

2.5 .2 Intercmbio de dado s entre Sis temas de Informaes Geog rf icas

(SIG's)

O uso de s is temas de in fo rmaes geogr f i cas (SIG 's ) incent i va e ,

de cer ta fo rma, a t p ressupe o in te rcmbio de dados d ig i ta is mant idos por

d i f e ren tes i ns t i t u ies em d i f e ren te s s i s temas (ALVE S e ALM EIDA, 1993 ) .

Ta l in te rcmbio reduz o cus to de c r iao dos acervos de dados

d ig i ta is e favorece a padron izao e a d isseminao das bases de dados .

Apesar de ex is t i rem padres para in te rcmbio de dados , comum o


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des env o lv im ento de so lu es espe c f i cas para a con vers o de dado s en t re

s i s temas d i f e ren tes , p r i nc i pa lmen te quando a adoo de pad res de

in te rcmb io pode aumen ta r a comp lex idade da ta re fa e , consequen temen te ,

seus cus tos (ALVE S e ALM EIDA , 1993) .

2 .5 .3 Agr icu l tu ra

Para TEIXEIRA, MORETTI e CHRISTOFOLETTI (1992 ) , a l m das

ap l i caes na an l i se ambien ta l , que in te ressam d i re tamente agr icu l tu ra ,

um Sis tema de In fo rmao Geogr f i ca (SIG) t i l na prev iso de sa f ras

agr co las ; p lane jamento do escoamento da produo; loca l i zao de s i los e

agro inds t r ias ; mane jo de ta lhes , ava l iao da ap t ido agr co la ,

l evan tamen to pedo lg i co , e t c .

O desenvo l v imen to de mode los que l evam em cons ide rao as

cara c ter s t i cas f s i cas do te r reno pos s ib i l i tam um d iag ns t i co mais ad equ ado

para imp lan tao de cu l tu ras agr co las , ou a loca l i zao das reas mais

propc ias para uma cu l tu ra p redef in ida .

Como benef c ios des ta tecno log ia tem-se o uso rac iona l dos

recu rsos na tu ra is e f i nance i ros , ob tendo -se ganhos de p rodu t i v idade ,

podendo-se inc lus ive d i rec ionar as po l t i cas de f inanc iamento da produo

com base em dados prec isos .

De acordo com KOFFLER (1982) , na carac ter i zao de um so lo ,

a lm da fe io f i s iogr f i ca , so descr i tos o re levo e a dec l i v idade. O re levo

pode ser de f in ido como as e levaes ou i r regu la r idades de uma fe io

f i s iogr f i ca cons iderada como um todo. A dec l i v idade do so lo , por sua vez ,

se re fe re inc l inao da sua super f c ie .


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28

Para MALAGUTTI e GARCIA (1988) , um dos grandes prob lemas

re la t i vos expanso da agr icu l tu ra b ras i le i ra a e roso do so lo . Med idas

conservac ion is tas so ap l i cadas em funo do t ipo de so lo , re levo e

cu l tu ras . O re levo carac ter i zado a t ravs da c lass i f i cao dos dec l i ves e ,

nes te caso, o mater ia l fundamenta l a Car ta Topogr f i ca .

Cons ta ta -se que o p rob lema bs i co na e labo rao de documen tos

temt icos de so los a g rande quant idade de in fo rmaes e

conseq uen tem en te , dados a se rem manuse ados . Com essa p reocupa o ,

TEIXEIRA (1987) , sa l ien ta que:

. . .. o g r a u d e c o m p l e x i d a d e a q u e c h e g a r a m o s e s t u d o s d e n a t u r e z a

g e o g r f i c a t o r n o u i m p r e s c i n d v e l o u s o d e c o m p u t a d o r e s n o m a n u s e i o

d a s i n f o r m a e s . A s t c n i c a s c o m p u t a c i o n a i s p e r m i t e m r e d u o d o

t e m p o g a s t o p e l o p e s q u i s a d o r em r o t i n a s l o n g a s e r e p e t i t i v a s ,

p o s s i b i l i t a n d o a i n d a a i n t e g r a o d e d i f e r e n t e s t i p o s d e i n f o r m a o e s u a

r e p r e s e n t a o c a r t o g r f i c a d e f o r m a r p i d a e a d e q u a d a . D e n t r e as

t c n i c a s e m p r e g a d a s p a r a a u t o m a o d e s t e t ip o d e e s t u d o , o s S i s t e m a s

d e I n f o r m a e s G e o g r f i c a s ( S IG ' s ) v m c o m p r o v a n d o s u a e f i c i n c i a e m

d i v e r s a s r e a s d a p es q u i s a , d e s t a c a n d o - s e n a A g r o n o m i a o n d e v e m

s e n d o c a d a v e z m a i s u t i l i z a d o s .

De acordo com KOFFLER (1994), em planejamento terr i tor ia l a car ta

de decl iv idade, combinada com o mapa de solos de uma regio, poss ib i l i ta

determinar o melhor uso agrcola das terras, baseando-se no fato de que

determinadas coberturas vegeta is apresentam caracter s t icas que promovem

maior (ou menor) proteo do soio aos processos de degradao do que outras.

2 .6 REPR ESE NTA O DO RELEVO

Para que o re levo se ja representado sobre os mapas , so

ut i l i zados do is mtodos : o mtodo quant i ta t i vo e o qua l i ta t i vo . O mtodo

quant i ta t i vo no apenas descreve o re levo , mas tambm o to rna mensurve l .

Ass im sendo, fo rnece in fo rmaes mt r i cas sobre mui tos aspec tos do re levo


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de uma rea, como por exemplo , as curvas de n ve l e pontos co tados , que

so ind ispe nsv e is em qua lque r mapa em que se pre te nde m ost ra r o re levo .

O m todo qua l i t a t i vo f reqe n tem en te usado , p r i nc i pa lmen te pa ra me lho ra r

o aspec to v isua l (PAREDES, 1986) .

Conforme KOFFLER (1993) , o re levo pode ser de f in ido como as

e levaes ou i r regu la r idades de uma fe io f i s iogr f i ca cons iderada como

um todo. Peq uena s d i fe re na s den t ro do re levo gera l , com um ente in fe r io res

a 1 m, so den om inad as

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d - Luiz Gilberto Bertotti