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E X E R C Í C I O S D E
S I S T E M A S D E I N F O R M A Ç Ã O G E O G R Á F I C A
( V E R S Ã O 1 5 . 2 , 2 7 / O U T / 2 0 1 5 )
A L E X A N D R E G O N Ç A L V E S
D E P A R T A M E N T O D E E N G E N H A R I A C I V I L ,
A R Q U I T E T U R A E G E O R R E C U R S O S
I N S T I T U T O S U P E R I O R T É C N I C O
2 0 1 5
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 2
A U L A S P R Á T I C A S D E
S I S T E M A S D E I N F O R M A Ç Ã O G E O G R Á F I C A ( I ) 2 0 1 5 - 2 0 1 6
Programa provisório
Aula Semana Ex. Matéria prevista 1 14 a 18/set 1,2 Apresent. do software: introdução ao ArcGIS
2 21 a 25/set 2 Informação alfanumérica; simbologia
3 28/set a 2/out 3,4 Georreferenciação; construção de informação
geográfica
4 5 a 9/out 5 Junção de tabelas; seleção por atributos
5 12 a 16/out 6,7 Seleção por localização; exercícios de análise
espacial (vetorial)
6 19 a 23/out 8 Continuação da matéria anterior (exercicios)
7 26/out a
30/nov
9,10 Continuação da matéria anterior (exercicios)
8 2 a 6/nov 11 Continuação da matéria anterior (exercicios)
9 9 a 13/nov Revisões e conclusão dos exercícios anteriores
10 16 a 20/nov Avaliação prática 1 (60 minutos)
11 23 a 27/nov 12,13 Modelos matriciais (MDT e hidrologia)
12 30/nov a 4/dez 14,15 Modelos matriciais (interpolação e superfícies de
custo)
13 7 a 11/dez 12 a 15 Revisões e conclusão dos exercícios anteriores
14 14 a 18/dez - Avaliação prática 2 (60 minutos)
B I B L I O G R A F I A R E C O M E N D A D A :
- João Matos: “Fundamentos de Informação Geográfica” – 5.ª edição; Ed. LIDEL;
ISBN: 978-972-757-514-5 (há na biblioteca central)
- Slides das aulas
A V A L I A Ç Ã O
Componente teórica 70% [exame, mínimo 9,5]
Componente prática 30% [avaliação na 9.ª e na última aulas práticas,
individual ou em pares]
D O C E N T E
Alexandre Gonçalves; sala: 3.19 (3.º piso); telefone: 218418329 (ext.2329);
e-mail: [email protected]; horário de dúvidas: a combinar
com cada turma
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 3
I N S T R U Ç Õ E S G E R A I S
A informação geográfica para as aulas práticas encontra-se no
servidor, num ficheiro que será indicado no quadro da sala de aulas.
Copie o ficheiro para o disco D do seu computador, para uma
diretoria nova, como por exemplo:
D:\sig_meamb\
ou
D:\sig_muot\
ou
D:\sig_legm\
e descompacte-o para essa diretoria.
Irá existir uma subdiretoria, inicialmente vazia, chamada
exercicios. Será nesta pasta que irá guardar todos os resultados
dos exercícios que se forem fazendo ao longo das aulas.
A informação deverá estar organizada da seguinte forma:
exercicios – pasta a preencher ao longo das aulas
grids – informação geográfica em formato matricial
images –imagens
shapefiles – informação geográfica em formato vetorial
tables – tabelas em formato dbf
tins – redes trianguladas
É recomendado trazer em todas as aulas um disco externo (pen
disk, p.ex.) ou usar um serviço de guarda de ficheiros na nuvem
(ex. Dropbox, Google Drive, etc.) para onde copiar a informação da
diretoria exercicios no final de cada aula prática.
Aconselha-se compactar a sua diretoria de trabalho (apenas a
pasta exercicios) para um ficheiro ZIP ou RAR antes de a copiar.
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 4
E X . 1
Abrir o ArcCatalog e ver as suas funcionalidades. Verifique como está organizada
a informação vetorial na pasta “shape”. Escolha um destes conjuntos de dados
geográficos e verifique a diferença entre os separadores Contents, Preview e
Metadata. Utilize no separador Preview os botões da barra de ferramentas
Geography.
Copie através deste programa a informação disponibilizada para o seu disco
externo. Abra o disco externo com o Windows Explorer e verifique que ficheiros
copiou.
E X . 2 – S I M B O L O G I A
Abrir o ArcMap. Crie um novo
projeto, a que chamará ex2.mxd.
Adicione com o botão Add Layer a
layer de concelhos chamada
concelhos_dt73.shp e a layer da rede
viária nacional (shapefile
vias_dt73.shp), que estão na pasta
\shape.
Troque a ordem das layers (coloque a layer de linhas "por cima" da layer de
polígonos). Depois reponha a ordem inicial.
Abra a tabela de atributos da layer dos concelhos. Anote o nome do atributo
com a população em 1996.
Crie um mapa temático (simbologia de acordo com um atributo) de concelhos
por número de habitantes em 1996. Use 9 classes com cores à escolha e com os
limites superiores:
2500, 5000, 10000, 20000, 50000, 100000, 200000, 500000 e 600000
Crie um mapa temático de vias em função da sua categoria com simbologia à
escolha.
Crie labels nas vias de modo a mostrar o nome da via.
Coloque a layer das vias apenas visíveis em escalas menores ou iguais que
1:1000000 (Visible Scale Range).
De seguida responda às seguintes perguntas:
2.1. Os dois mapas temáticos têm o mesmo tipo de simbologia?
2.2. Será possível ver em simultâneo dois mapas temáticos diferentes da mesma
layer de polígonos?
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 5
E X . 3 - G E O R R E F E R E N C I A Ç Ã O
Num novo ficheiro de projeto (ex_3.mxd) adicione a imagem 403_dir.jpg que
está em D:\.....\images e proceda ao processo de georreferenciação e correção
geométrica adequado, verificando a qualidade do mesmo. Utilize os seguintes
pontos de controlo (coordenadas cartográficas no sistema militar, Datum
Lisboa, denominado no ArcGIS Lisboa_Hayford_Gauss_IGeoE):
Ponto XX YY
CALHANDRIZ 119481 217158
MATO DA CRUZ 118128 216132
BOIÇÃO 114978 216524
MOURÃO 117594 218905
Deve usar-se o ponto central do símbolo triangular de vértice geodésico.
Grave e feche o projeto. Use o ArcCatalog para criar uma cópia dos dados e
projeto no seu disco externo pessoal.
E X . 4 – C R I A Ç Ã O D E N O V O S C O N J U N T O S D E
D A D O S G E O G R Á F I C O S
Abra o projeto do exercicio/aula anterior, que terá a imagem 403_dir já
georreferenciada.
Dê o comando rectify para gravar um novo ficheiro com a imagem, em
...\images, com resolução de 2 metros.
Construa as seguintes shapefiles no ArcCatalog (defina o sistema de
coordenadas respetivo e grave em ...\exercicios):
1 - Shapefile de linhas (polyline) para representação da rede viária que liga as
localidades de Santiago dos Velhos e Calhandriz e esta ao vértice geodésico de
Mato da Cruz. A shapefile deve ter as seguintes características:
i. Chamar-se estradas_bucelas.shp;
ii. Sistema de coordenadas Hayford-Gauss Militar DtLX (Lisboa Hayford
Gauss IGeoE, que está em Projected Coordinate Systems\National
Grids|Europe);
iii. Existência de conetividade entre todos os arcos, ou seja, não poderá
haver espaços vazios entre os arcos;
iv. Deve existir um atributo chamado Nome associado ao nome da
estrada (a vermelho na carta);
v. Deve existir um atributo chamado extensão com o valor numérico do
comprimento do arco (double, precision 7, scale 2).
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 6
Quando as edições terminarem, escolha Stop Editing na barra de ferramentas
Editor; isso dará a opção de gravar (ou não) as edições.
Para o preenchimento automático do comprimento, faça o Calculate Geometry
sobre a coluna que pretende atualizar:
4.1 Indique para a rede viária construída a respetiva extensão total (em
quilómetros).
2 - Shapefile de pontos para representação dos quatro vértices geodésicos
presentes na carta. O shapefile deve ter as seguintes características:
i. Chamar-se vértices_geodesicos.shp;
ii. Sistema de coordenadas Hayford-Gauss Militar DtLX (Lisboa Hayford
Gauss IGeoE, que está em Projected Coordinate Systems\National
Grids|Europe), como no caso anterior
iii. Deve existir um atributo chamado nome associado ao nome do vértice
geodésico (a vermelho na carta);
iv. Devem existir dois atributos (X e Y) com as respetivas coordenadas
(double, precision 12, scale 3).
Para o preenchimento automático das coordenadas (ex.: X), faça o Calculate
Geometry sobre a coluna que pretende atualizar
E X . 5 – Q U E R Y A U M A T A B E L A D E A T R I B U T O S
Inicie o ArcMap. Crie um novo projeto, a que chamará ex3.mxd.
Adicione com o botão Add Layer a layer de concelhos concelhos_dt73.shp e
a da rede viária nacional (shapefile vias_dt73.shp), que estão na pasta
\shapefiles (este passo é igual a um do exercício anterior).
Adicione também (mesmo botão) a tabela autarquicas.dbf presente em
\tables e que contém dados referentes ao partido vencedor das eleições
autárquicas de 1997 em cada concelho de Portugal Continental.
Faça a junção entre a tabela de atributos da layer dos concelhos e esta última
tabela.
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 7
Leia atentamente o conteúdo da janela Join Data para compreender a junção
entre a layer dos concelhos e a tabela com os resultados eleitorais. Será pedido:
Qual o campo da tabela de atributos pelo qual a ligação será feita;
Qual a tabela externa que se pretende ligar a esta;
Qual o campo da tabela externa que permite fazer a ligação.
Abra a tabela de atributos da layer dos concelhos e explique o que aconteceu.
Depois, crie um mapa temático de concelhos por partido vencedor das eleições
autárquicas de 1997.
De seguida responda às seguintes perguntas:
5.1. Qual o número de concelhos em que cada partido foi vencedor das eleições
autárquicas de 1997?
5.2 Qual o número total de habitantes, em 1996, dos concelhos em que o PS foi
vencedor das eleições autárquicas de 1997?
5.3 Qual o concelho com menor número de habitantes, em 1996, onde o PSD foi
vencedor das eleições autárquicas de 1997? E qual o maior?
5.4 Indique, de entre os concelhos em que o PSD ganhou as eleições de 1997,
qual o que mais perdeu e qual o que mais ganhou população entre 1991 e
1996.
5.5 Qual o comprimento total das vias de Portugal Continental para cada tipo de
via existente?
5.6 Qual o somatório do comprimento das vias de Portugal Continental?
5.7 Qual o numero total de arcos (um arco é uma linha ou segmento) que
representam IC’s (independentemente de ser AE)? Destes, quantos têm
comprimento inferior a 5 km?
5.8 Calcule o valor de Y para cada segmento de via, sabendo que se define pela
fórmula: Y = (velocidade * número de pistas + TMD) / comprimento
5.9 Indique o valor médio de Y para os segmentos de “autoestrada” (a categoria
deve indicar a abreviatura AE).
Respostas: 5.2: 4410230; 5.3: Vila de Rei / Vila Nova de Gaia; 5.7: 414 / 3
Não se esqueça de gravar regularmente o ficheiro de projeto na pasta
“exercicios”.
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 8
E X . 6 – E D I Ç Ã O E Q U E R Y A T A B E L A
Crie um novo ficheiro de projeto (ex_6.mxd) e adicione-lhe a layer de
concelhos concelhos_dt73.shp.
Na tabela de atributos crie uma nova coluna numérica com o nome COMPACT e
calcule, para cada concelho, o índice de compacidade que é dado pela
expressão:
4 x área / perímetro2.
Responda às seguintes perguntas:
6.1. Quais são os concelhos de Portugal Continental com maior e menor índice de
compacidade?
6.2. Quais são os distritos de Portugal Continental com maior e menor valor
médio de índice de compacidade?
Botão direito no nome da coluna na tabela de atributos Summarize; depois,
escolher o(s) campo(s) a agrupar, a(s) estatística(s) e a tabela-resumo onde será
gravado o resultado.
Respostas: 6.1: Trancoso e Pampilhosa da Serra; 6.2: Viana do Castelo e Évora
Não se esqueça de gravar regularmente o ficheiro de projeto na pasta
“exercicios”.
E X . 7 – Q U E R Y E S P A C I A L
Crie um novo ficheiro de projeto (ex_7.mxd) e adicione-lhe uma layer de
vértices geodésicos (shapefile vertices.shp que está em \shape).
Adicione também as layers concelhos_dt73.shp e vias_dt73.shp.
Verifique nas propriedades de cada layer, qual o seu sistema de coordenadas:
- A layer vertices.shp não tem sistema de coordenadas associado
- A layer vias_dt73.shp está no sistema Datum_73_Hayford_Gauss_IPCC
- A layer dos concelhos está no sistema Lisboa_Hayford_Gauss_IGeoE
Atribua ao data frame “Layers” o sistema Datum_73_Hayford_Gauss_IPCC.
Esta operação pode ser feita diretamente no ArcMap (botão direito no nome do
data frame, properties e depois “copiando” o sistema a partir de uma layer já
inserida no projeto e que “esteja” neste sistema.
Atribua ao shapefile vertices.shp o sistema Lisboa_Hayford_Gauss_IGeoE. Esta
operação pode ser feita por uma das duas seguintes maneiras:
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 9
(i) no ArcCatalog escolhendo “Properties” do shapefile, e selecionando-o
em “Projected Coordinate Systems”/”National Grids”
(ii) em alternativa, no ArcToolbox (ArcToolbox Data Management
Tools Projections and Transformations Define Projection)
Responda às seguintes perguntas:
7.1. Quantos são os vértices geodésicos que verificam simultaneamente estas
duas condições:
Estão no distrito de Faro; (não é "concelho de Faro", é "distrito de Faro")
Situam-se até 1000 m das Estradas Nacionais (ou seja, Categoria = ‘EN’).
Layers Properties … Coordinate system
Menu: Selection by location
Opções: «select features from» / «select from the currently selected features in»
7.2 Quais os nomes dos vértices geodésicos mais ocidental e mais setentrional na
região definida por "distrito de Évora e sua envolvente até 3500m"? Utilize a
seleção por localização.
Menu: Selection by location
Não se esqueça de gravar regularmente o ficheiro de projeto na pasta
“exercicios”.
E X . 8 – A N Á L I S E E S P A C I A L V E T O R I A L I
Crie um novo projeto (ex_8_9.mxd), cujo data frame Layers use o sistema de
coord. Datum Lisboa (Lisboa Hayford Gauss IGeoE, como no exercício anterior).
Adicione as layers de bacias, concelhos, hidrografia e mon_qualidade que
estão em D:\...\sig\shapefiles\, verificando se há sobreposição correta.
Nota: Pode ser necessário associar o sist. de coord. apropriado aos CDG que
não o tenham atribuído (ArcToolbox Data Management Tools Projections
and Transformations Define Projection), escolhendo Datum 73 Hayford
Gauss IPCC , que está em Projected Coordinate Systems\National
Grids|Europe
Crie uma layer dos distritos a partir da layer de concelhos: use a operação de
análise espacial adequada (dissolve/fusão), gravando o novo CDG em
D:\...\sig\exercicios\. Nas opções: (i) Escolha o "dissolve field" adequado; (ii)
faça com que para cada distrito se saiba a população em 1996 (atributo
"POP1996") e também a área, a partir dos atributos equivalentes dos concelhos.
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 10
Dissolve (fusão): ArcToolbox Data Management Tools Generalization
Dissolve, ou menu Geoprocessing Dissolve.
Para as questões seguintes, terá de executar operações de análise espacial:
8.1 Indique qual a área (em hectares) que cada distrito tem na bacia do rio
Tejo (só no interior da bacia do Tejo!). Crie uma layer que apenas contenha
essas zonas, com uma coluna chamada “area_real” na tabela de atributos
para esse valor de área (double, 12, 3), preenchendo essa coluna.
8.2 (sem usar "select by location") Quantas estações de medição da qualidade da
água (layer "mon_qualidade") estão a menos de 2000 m do rio Mondego?
Buffer: ArcToolbox Analysis Tools Proximity Buffer, ou menu
Geoprocessing Buffer.
No parâmetro "dissolve type" escolher sempre ALL (comparar com o resultado
que obteria se escolhesse NONE)
8.3 Suponha que o caudal do Mondego vai aumentar e em consequência desse
aumento é necessário declarar como zona de risco uma faixa de 300 m para
cada lado do Mondego e de todos os seus afluentes «mais
importantes» (ver nota abaixo). Indique quais os concelhos onde irá ser
declarada a zona de risco e qual a área dessa zona de risco em cada um
desses concelhos.
Nota: Os afluentes «mais importantes» do rio Mondego têm um código que
começa por “701” (coluna CODRIOS). Porém, este atributo é numérico (pode-
se ver isso porque os números aparecem alinhados à direita, enquanto os
textos são sempre alinhados à esquerda), de modo que será necessário criar
uma nova coluna de texto na tabela, e copiar para lá o conteúdo de CODRIOS,
e assim ser possível construir uma query usando comparação de textos:
novacoluna Like '701%'.
8.4 Use o resultado da pergunta anterior para estimar, para cada concelho, a
população em zonas de risco, supondo que em cada concelho a densidade
populacional é constante. Use o atributo POP1996.
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 11
E X . 9 – A N Á L I S E E S P A C I A L V E T O R I A L I I
Crie no projeto anterior (ex_8_9.mxd) um novo data frame (Insert Data
Frame). Adicione as layers u_solo_a.shp e u_solo_b.shp. ambas localizadas em
D:\...\sig\shapefiles\.
A layer u_solo_a tem um campo chamado VALOR_A, e a layer u_solo_b tem um
campo chamado VALOR_B.
9.1 Crie um novo layer que corresponda à união destes dois layers, mas de tal
maneira que a layer criada tenha um atributo, denominado VALOR_UNIAO,
que deve:
– conter o valor da layer de origem (VALOR_A ou VALOR_B) onde não haja
sobreposição de layers;
– ter a média de VALOR_A e VALOR_B no caso contrário.
9.2 Execute a operação de identidade (u_solo_a id u_solo_b) à custa de uma
sequência de operações de união e seleção por atributos.
União: ArcToolBox Analysis Tools Overlay Union
Identidade: ArcToolBox Analysis Tools Overlay Identity (não disponível
em licença ArcEditor)
E X . 1 0 - A N Á L I S E E S P A C I A L V E T O R I A L I I I
NOTA: Este exercício e o seguinte resumem toda a matéria dada anteriormente.
Envolvem ou podem envolver operações de seleção por atributos, seleção por
localização, junção de tabelas, análise espacial, cálculo de colunas, etc.
Considere para todo o exercicio os seguintes CDG em D:\...\shapefiles\Lisboa:
Freguesias.shp –freguesias de Lisboa
Esp_verde.shp – espaços verdes de Lisboa;
Rede_viaria.shp – ruas de Lisboa;
Metro.shp – estações de metropolitano de Lisboa (no ano 2000).
10.1 Identifique a freguesia de Lisboa com maior área total de espaços verdes.
Apresente os resultados numa tabela de freguesias e áreas totais de espaços
verdes (em m2 ou hectares).
10.2 Qual o valor de espaço verde per capita para as diversas freguesias de
Lisboa (em m2/hab)?
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 12
10.3 Encontre o maior espaço verde (pode ser uma parte de um espaço verde já
existente) na cidade de Lisboa com as seguintes características:
Condição A: Ter uma parte (mesmo que muito pequena) até 175 m de
distância de uma “estrada” (é preciso distinguir as “estradas” dos
restantes elementos da rede viária da cidade, como as "ruas",
"avenidas", "praças", etc.);
Condição B: Estar integralmente situado a menos de 500 m de uma
estação de metro.
Condição C: Localizar-se mesmo que parcialmente numa freguesia que
tenha um valor de densidade populacional que seja superior à média
de densidade populacional da cidade;
Sugestão: para as condições que envolvem “localização parcial”
experimente utilizar um dos modos de seleção por localização (select by
location); para o resto do exercício experimente utilizar operações de
análise espacial (buffer, intersect, etc.)
10.4 Supondo que a população se distribui de forma homogénea dentro de cada
freguesia (ou seja, toma-se a densidade populacional como constante em
cada uma), quantos habitantes de Lisboa moram até 200 m das estações de
metro? E qual seria o resultado se se excluíssem os espaços verdes das áreas
habitadas? Descreva o método num diagrama de análise espacial.
E X . 1 1 - A N Á L I S E E S P A C I A L V E T O R I A L I V
Suponha que pretende localizar as áreas com aptidão para o cultivo de um fruto
no concelho da Trofa. Ajude o Ministério a procurar essas zonas, com base na
lista de critérios que se indica de seguida:
CR1 = Estar situada numa zona onde o pH do solo seja maior ou igual a
5,3 e o uso seja “Agricultura”
CR2 = Ficar a mais de 1000 m das estradas do tipo “Nacional”
CR3 = Estar a menos de 300 m de um ponto de rega
Considere para todo o exercicio os seguintes CDG em \...\shapefiles\Trofa:
concelhos_ave.shp – shapefile com os concelhos da região do Ave
solos_trofa.shp – shapefile dos solos do concelho (todo o concelho está
classificado nesta layer)
vias_trofa.shp – shapefile das estradas do concelho; existem estradas
nacionais e estradas municipais
pontosrega_trofa – shapefile das chaminés industriais
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 13
NOTA: A partir do exercício 12 será utilizada informação geográfica no formato
matricial. Para copiar, mover ou apagar os conjuntos de dados geográficos neste
formato deve utilizar-se o ArcCatalog e não o Windows Explorer.
Deverá ter ativada a extensão Spatial Analyst (Costumize Extensions)
E X . 1 2 – C L A S S I F I C A Ç Ã O D E I M A G E N S
Num novo projeto adicione a imagem 004051Argbx_10.tif (ortofoto da região do
rio Tejo, que será disponibilizado no servidor).
12.1 Faça uma classificação não-supervisionada da imagem, em __ classes. O
primeiro passo consiste na produção de um ficheiro de assinatura. Utilize os
valores-padrão sugeridos pelo software.
ArcToolbox: Spatial Analyst Tools Multivariate Iso Cluster
12.2 Utilize o ficheiro de assinatura produzido anteriormente para fazer uma
classificação não-supervisionada pelo método de máxima verosimilhança.
Utilize os valores-padrão sugeridos pelo software.
ArcToolbox: Spatial Analyst Tools Multivariate Maximum Likelihood Classific.
E X . 1 3 – M D T + A N Á L I S E E S P A C I A L M A T R I C I A L
Considere a grelha DTM_1985 localizada em …\grids que representa um modelo
digital de terreno (MDT) para uma determinada zona no Alentejo (cada célula do
MDT representa a altitude do local).
13.1 Qual a área total da zona representada?
13.2 Quantas são as células que têm entre 250m e 300m de altitude?
13.3 Qual a média de altitudes (de toda a grelha)?
13.4 Qual a média de altitudes, mas só para a zona entre 250m e 300m de
altitude?
ArcToolbox: Spatial Analyst Tools Reclass Reclassify
ArcToolbox: Spatial Analyst Tools Map Algebra Raster Calculator
Com o botão direito sobre o nome de uma layer matricial Properties
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 14
13.5 Indique quais as zonas onde poderão ser plantadas árvores de uma dada
espécie, sabendo que são as zonas que verifiquem em simultâneo as
seguintes condições:
declive inferior a 5% (função slope)
exposto a sudoeste, sul ou sudeste (função aspect)
cota inferior a 285 m
ArcToolbox: Spatial Analyst Tools Surface …
13.6 Ao acrescentar ao exercício 13.5 a seguinte nova condição, quanto é que
diminui a área possível?
a área para uma zona de plantação tem de ser pelo menos de 1 hectare
(não esquecer que 1 ha = 10000 m2)
ArcToolbox: Spatial Analyst Tools Generalization Region Group
E X . 1 4 – M D T + M O D . H I D R O L Ó G I C A
Considere a grid DTM_1985 usada no exercício 13. Empregue as funções de
modelação hidrológica para determinar as linhas de água principais, utilizando o
critério de área de drenagem mínima de 500 células.
Não se esqueça de fazer o pit filling no início do processo.
ArcToolbox: Spatial Analyst Tools Hydrology
E X . 1 5 – S U P E R F Í C I E S D E C U S T O
15.1 Considere a grid DTM_1985 usada no exercício 13 e a grid “floresta” que
estão em …\grids. Construa uma superfície de custo (representa o esforço ou
custo de passagem em cada célula) com base na tabela seguinte:
V A L O R P A R A A
S U P E R F . C U S T O
D E C L I V E
< 5 %
D E C L I V E
[ 5 % , 1 0 % [
D E C L I V E
> = 1 0 %
F L O R E S T A
T I P O 1 O U 3 1 3 5
F L O R E S T A
T I P O 2 O U 4 2 7 1 2
15.2 Calcule o caminho de menor custo entre os pontos A e B (use o shapefile
pontosAB.shp para saber onde estão A e B ou crie um shapefile novo).
Cost Distance: ArcToolBox Spatial Analyst Tools Distance Cost Distance
Cost Back Link: ArcToolBox Spatial Analyst Tools Distance Cost Back Link
Cost Path: ArcToolBox Spatial Analyst Tools Distance Cost Path
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 15
E X . 1 6 – I N T E R P O L A Ç Ã O
Considere o CDG de pontos pontos.shp (na pasta ....\shapefiles) onde a coluna
SPOT contém o valor de altitude de cada ponto. Faça, num novo projeto chamado
ex_15e16.mxd, uma interpolação para formato matricial de modo a gerar um
MDT com resolução espacial de 100 m, pelos seguintes métodos:
a) IDW, com os 12 vizinhos mais próximos
b) igual ao anterior, mas com o CDG perim_lago como barreira
c) IDW, com os 6 vizinhos mais próximos
d) igual ao anterior, mas com o CDG perim_lago como barreira
Qual das interpolações resulta na maior amplitude de declives? Porquê?
ArcToolbox: Spatial Analyst Tools Interpolation
E X . 1 7 – V I S I B I L I D A D E
Na sequência do exercício anterior, use um dos MDT gerados por interpolação
para estimar a percentagem da superfície do lago que é visível a partir do ponto
do CDG pontos.shp de maior altitude. Nota: use o CDG de polígonos lago.shp.
ArcToolbox: Spatial Analyst Tools Surface Viewshed
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 16
E X E R C Í C I O S E X T R A
E X . A - V E T O R I A L
Todos a informação necessária para a resolução do exercício está em
d:\SIG\revisao\dados. A informação produzida no decurso da resolução do exercício
deve ser guardada em d:\SIG\revisao\resultados.
1. Suponha que se pretende requalificar o lago grande do jardim do Campo
Grande com o intuito de o transformar num parque aquático. Sabendo que
a dimensão minima aceitável para o respetivo espelho de água é de 1ha
(não dê importância às ilhas), verifique se o lago tem a dimensão
necessária. Os pontos de controlo para georreferenciar a imagem têm as
seguintes coordenadas:
A: (x,y) = (111000,199500) B: (x,y) = (111500,199500)
C: (x,y) = (111000,199000) D: (x,y) = (111500,-199000)
Diga qual o erro médio quadrático encontrado e justifique se este é
aceitável.
Grave os pontos de controlo como pcXX.txt.
Defina o sistema de coordenadas respetivo (Projeção de Gauss, Elipsoide
de Hayford, Datum Lisboa – Sistema Hayford-Gauss Militar).
Descreva a metodologia utilizada.
2. Com base na imagem anterior construa as seguintes shapefiles:
- Eixos_via_alvalade.shp correspondendo aos seguintes arruamentos:
- Avª da Igreja; Avª do Brasil; Avª de Roma; Campo Grande e Rua
envolvente ao Hospital Júlio de Matos.
Estes arrumamentos devem formar apenas três quarteirões e deve garantir a
conectividade entre todos os eixos. Calcule a extensão de arrumamentos
construída e identifique cada um deles com o respectivo nome.
- Quarteiroes_alvalade.shp correspondendo aos três quarteirões definidos
pelos arrumamentos anteriores. Calcule a posição (x,y) para o centroide do
Hospital Júlio de Matos
Descreva a metodologia usada.
3. Considere os seguintes dados:
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 17
Fregs.shp – delimitação das freguesias de Lisboa; Esp_verde.shp – jardins de
Lisboa; e Rede_viaria.shp – ruas de Lisboa;
a) Identifique o maior espaço verde existente na cidade de Lisboa que
apresente as seguintes caracteristicas:
Ter acesso por avenida até 300m (e apenas por avenida);
Localizar-se mesmo que parcialmente numa freguesia de elevada
densidade populacional (densidade superior à média da cidade);
Descreva o método utilizado nos cálculos.
b) Suponha que pretende urbanizar na totalidade o espaço verde
identificado na alínea anterior. O novo loteamento prevê um índice de
construção de 30 fogos/ha. Calcule a população estimada para essa área
admitindo que cada fogo é ocupado por 2,8 habitantes
E X . B - M A T R I C I A L
Considere as grids DTM_1943 e DTM_1985 localizadas em D:\....\grids\.
Ambas representam modelos digitais de terreno para a mesma zona.
1. Calcule qual o volume de erosão e de depósito na área coberta pelo MDT
entre 1943 e 1985.
2. Indique, na zona do MDT anteriormente referido, quais as áreas onde
poderá ser implantado uma infra-estrutura de turismo rural tendo em
conta as seguintes limitações de implantação:
- declive inferior a 5 %
- exposto a sul
- área total superior a 1 ha
- a menos de 6000 mts de uma estrada
- cota inferior a 285 mts
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 18
T Ó P I C O S A B O R D A D O S
N A S A U L A S P R Á T I C A S
I N T R O D U Ç Ã O
Introdução ao ArcGIS 9.x – descrição dos 3 módulos funcionais (ArcMap,
ArcCatalog e ArcToolBox)
Principais Funcionalidades do ArcMap:
Visualização de informação (geográfica e alfanumérica);
Edição de informação (geográfica e alfanumérica);
Produção de saídas gráficas (layouts).
Principais Funcionalidades do ArcCatalog:
Gestão de informação (geográfica e alfanumérica);
Ligação a base de dados externas;
Definição de sistemas de coordenadas.
Principais Funcionalidades do ArcToolBox:
Operações diversas de análise espacial;
Conversão entre formatos;
Organização e funções básicas do ArcMap:
Conceitos de data frame; layer; shapefile; entidade; tabela de atributos
Data view vs layout view;
Simbologia;
Zoom, pan, seleção, identificação e procura.
T A B E L A S
Propriedades das tabelas
Tabela de layers vs outras tabelas (txt, info, dbf)
Relações das tabelas com as layers – ligação às entidades
Criar tabelas a partir de dados existentes
o Ficheiros
Criar uma tabela nova
o Adicionar, definir e apagar campos
o Adicionar e apagar registos
Estado de edição da tabela
Diferentes formas de edição da tabela
o Registo a registo
o Seleção simples e edição conjunta
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 19
Sorting
Estatísticas sobre campos da tabela (com e sem seleção)
Seleção / Promote
Joins(1:1)
o Normal
o Spatial
Entre pontos e linhas equivale a distância mínima
Entre polígonos e qualquer outro é relação “contido em”
Links (1:N)
Summarize
o Generalidades
o Operações de agrupamento
o Soma de valores por grupo
o Cardinalidade por grupo
o Operadores de agrupamento: mínimo, máximo, média, etc.
Atenção ao facto de as operações do tipo Spatial Join ou Spatial
Summarize não serem de facto operações de Base de Dados mas sim
operações de Análise Espacial
Exercícios sobre informação alfanumérica
S E L E Ç Ã O D E I N F O R M A Ç Ã O
Métodos de seleção de entidades: Construção de Querys.
O modo de seleção “Select by attributes” e os diferentes métodos existentes.
Seleção por localização espacial.
O modo de seleção “select by location”.
4 Exercícios sobre Métodos de seleção.
C O O R D E N A D A S
Sistema de coordenadas:
Elipsoide; Datum; Projeção cartográfica.
O sistema de coordenadas da data frame vs o sistema de coordenadas da layer
Transformação de coordenadas e respetivos parâmetros
Procedimentos de georreferenciação (exemplo prático):
Pontos de controlo;
Erro médio quadrático;
Validação.
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 20
G E O R R E F E R E N C I A Ç Ã O
Georreferenciação de um raster (extrato de uma folha da carta 1:25000 do
IGeoE)
Sistema de coordenadas da cartografia militar
o Sistemas Hayford-Gauss militar e UTM
Toolbar de georreferenciação
Pontos de controlo
Erro médio quadrático
Correção geométrica
Definição do sistema de coordenadas do dataset
C R I A Ç Ã O E E D I Ç Ã O D E I N F O R M A Ç Ã O
G E O G R Á F I C A V E T O R I A L
Converter uma layer para uma Shapefile
o Selected – non selected – table attribs
Criar uma Shapefile nova
o XY layers
o Point
o Line
Propriedades do snapping
Split line
Merge
Edit vertices
Shape properties
Calculo automático de comprimentos
o Zooms e Pans dinâmicos
o Polygon
Propriedades do snapping
Split poly; Adjacent poly; Donut poly
Edit vertices
Edit common line
Subtract (with ou without shift)
Intersect
Shape properties
Cálculo automático de áreas
Criação de Shapefiles por digitalização de imagens
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 21
A N Á L I S E E S P A C I A L
Análise espacial: Buffer; Dissolve; Merge; Union; Intersect; Clip; Eliminate, etc
A N Á L I S E E S P A C I A L
As operações de análise espacial, recorrendo a funções de proximidade como
a função de buffer ou sobreposição topológica como a função de união,
constituem as operações elementares de manipulação de layers que
permitem a derivação de novos layers verificando condições expressas sobre
a distribuição espacial e/ou atributos.
A descrição da utilização de operações de análise espacial é apresentada na
forma gráfica, e acordo com a notação indicada na que se segue. Esta é uma
notação informal, no caso de se pretender uma descrição mais formal sugere-
se a utilização de UML com os estereótipos adequados.
Operadores de análise espacial sobre 1 layer
o Buffer e Dissolve
Operadores de análise espacial sobre 2 layers
o Merge; Union; Intersect; Clip
B U F F E R
A operação buffer é aplicável a layers de pontos, linhas ou polígonos e gera um
layer de polígonos com o conjunto de pontos do espaço a uma distância dada
(constante ou variável em função de atributo) dos elementos do layer original. Na
Conjunto de Dados Geográficos
Operação Espacial
Operação SQL
Sequência de Processo
Indicação de Prioridade no Processo
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 22
opção aqui considerada os polígonos de buffer que se intersetam são fundidos. O
layer resultante tem como atributo a indicação de interior ou exterior ou buffer.
D I S S O L V E
No layer resultante são agregados todos os polígonos adjacentes que tenham o
mesmo valor no atributo designado.
Buffer
< dist >
Tema A
Tema C
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 23
Dissolve <atributo>
Tema A
Tema C
M E R G E
Corresponde à junção das entidades existententes em vários layers,
supostamente contíguos.
Merge
Tema A Tema N
Tema C
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 24
U N I O N
As entidades dos dois layers são unidas num só, procedendo-se à interseção
espacial das entidades quando necessário.
União
Tema A Tema B
Tema C
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 25
I N T E R S E C T
Corresponde a uma operação de SQL sobre uma união; só ficam no layer
resultantes as entidades que existiam nos dois layers.
C L I P
Esta operação é aplicada a layers de pontos, linhas ou polígonos, tendo como
argumento um layer de polígonos cuja forma define a zona a apagar do layer
objeto da operação.
Int
Tema A Tema B
Tema C
Corte
Tema A Tema B
Tema C
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA – 2015 @ IST 26
S I G M A T R I C I A L
E X T E N S Ã O S P A T I A L A N A L Y S T
Interpretação dos dados – discreto vs contínuo
Grid properties
Georreferenciação de grids
Classificação de imagens
Grids, suas tabelas e limitações destas
Histogramas
Find distance
Calculate density
Assign proximity
Formatos de importação e exportação
Conversão grid – layer e vice - versa
Interpolação: IDW / krigagem (fora da matéria)
Cálculos com grids: Map calculator; Map query; Reclassify (reclassificação)
Criação de informação derivada (modelação do relevo em matricial): Isolinhas
(curvas de nível); Declive; Orientação de encostas