Introdução ao Geoprocessamento: Laboratório 1 1 - Elementos para o Projeto de Aplicações Geográficas 2 - SPRING Básico para Principiantes Gilberto Câmara

Introdução ao Geoprocessamento: Laboratório 1

1 - Elementos para o Projeto de Aplicações Geográficas

2 - SPRING Básico para Principiantes

Gilberto Câmara Antônio Miguel Vieira Monteiro

Eymar LopesSER-300


Algumas Definições Necessárias

DadoDado é tomado como a representação primária (primeira) de uma medida, ou conjunto de medidas, para uma propriedade ou fenômeno de interesse ;

Informação Informação é uma transformação sobre o conjunto de

DadosDados ;


Informação = T (Dado)Informação = T (Dado)

Onde:

TT pode ser:

• um mapeamento por função linear (n-dimensional)

• um mapeamento por função não-linear

• um mapeamento pela função Identidade (Dado = Informação)

• um mapeamento probabilístico

• um mapeamento possibilístico

• um mapeamento por lógica (qualquer lógica!)

• um mapeamento cognitivo


Sistemas de InformaçãoSistemas de Informação são aqui tratados como sistemas que operam TransformaçõesTransformações sobre uma base de DadosDados armazenada em meio digital quando solicitado por um AgenteAgente, objetivando gerar a InformaçãoInformação necessária aos propósitos delimitados pelo escopo daquela interação ;

Banco de Dados Geográficos-BDG (Base) Banco de Dados Geográficos-BDG (Base) podem ser vistos como sofisticados “repositórios” (armazenamento, acesso,

integridade, consulta e gerência) de DadosDados e InformaçõesInformações que têm uma dimensão espacial e temporal , isto é, existem em algum “lugar” e em algum “momento”;


Sistemas de Informação GeográficaSistemas de Informação Geográfica são os

Sistemas de InformaçãoSistemas de Informação que podem ser projetados e construídos para operar sobre uma ou mais BasesBases para atender as mais diferentes demandas de AgentesAgentes sociais, naturais ou artificiais, e que aqui chamamos também de Aplicações GeográficasAplicações Geográficas;


Lidando com a Complexidade do Mundo Geográfico Lidando com a Complexidade do Mundo Geográfico

“Real” : Método da Decomposição“Real” : Método da Decomposição

• Divida o problema em sub-problemas de Divida o problema em sub-problemas de

complexidade menor;complexidade menor;

Para uma Para uma Aplicação GeográficaAplicação Geográfica temos a temos a

complexidade dos complexidade dos DadosDados, das , das InformaçõesInformações e de suas e de suas

RelaçõesRelações, que são o substrato para o mapeamento de , que são o substrato para o mapeamento de

comportamentoscomportamentos e e processosprocessos observados no observados no mundo mundo

geográfico realgeográfico real ou no ou no universo ontológicouniverso ontológico do do

observadorobservador..


Análise de Requisitos: Instrumento para a Análise de Requisitos: Instrumento para a

DecomposiçaoDecomposiçao

Base para o Desenho Conceitual de Base para o Desenho Conceitual de Aplicações GeográficasAplicações Geográficas

Elemento Essencial: O Observador

• Os Observadores são Agentes sociais, individuais ou coletivos, que possuem Demandas de Informação;


Um Rápido Exemplo: Identificando ObservadoresUm Rápido Exemplo: Identificando Observadores

Professores, Diretores e o Secretário Municipal de EducaçãoProfessores, Diretores e o Secretário Municipal de Educação

• 3 3 ObservadoresObservadores• Cada ObservadorObservador possui diferentes Demandas de Demandas de

InformaçãoInformação


Observador: : ProfessoresProfessores

Escala de ObservaçãoEscala de Observação : : Unidade EscolarUnidade Escolar

Demanda de InformaçãoDemanda de Informação: :

¿ Que Que linhas de ônibuslinhas de ônibus servem a minha escola ? servem a minha escola ?

¿ Qual a parada de ônibus Qual a parada de ônibus mais próxima hojemais próxima hoje ? ?

¿ Quantas Quantas aulasaulas darei darei hojehoje? E ? E amanhãamanhã ? ?

¿ Quantos Quantos alunosalunos têm têm minhaminha turmaturma ? ?

¿ Onde estáOnde está localizada a localizada a salasala para a para a minha aula de hojeminha aula de hoje ? ?


Observador: : DiretorDiretor

Escala de ObservaçãoEscala de Observação : : Unidade EscolarUnidade Escolar


¿ Qual o Qual o orçamentoorçamento da da minha escolaminha escola para para este anoeste ano??

¿ Quantas Quantas salassalas tenho e tenho e ondeonde estão localizadas ? estão localizadas ?

¿ QuemQuem está na está na salasala 55 agoraagora ? ?

¿ Quantos Quantos professores tenho na escolaprofessores tenho na escola??

¿ Quais Quais professoresprofessores deveriam estar na escola e deveriam estar na escola e ondeonde eles deveriam eles deveriam

estar estar agoraagora ? ?


Observador: : SecretárioSecretário

Escala de ObservaçãoEscala de Observação : : Conjunto de Conjunto de Unidades Unidades

Escolares/Unidade EscolarEscolares/Unidade Escolar


¿ Qual o Qual o orçamentoorçamento da da escolaescola X para X para este anoeste ano??

¿ Qual a demanda por vagas na Qual a demanda por vagas na escola Yescola Y ? ?

¿ Que escolas de ensino Fundamental Que escolas de ensino Fundamental estãoestão mais Próximas mais Próximas

da Escola Kda Escola K ? ?

Um Exemplo: Um Aplicativo Aplicativo GeográficoGeográfico Modelado e Implementado com o apoio do SPRING

O Problema:

Uma Equipe de PlanejamentoEquipe de Planejamento no Distrito Federal está trabalhando para criar alguns subsidios necessários aos estudos de regionalização do DF, para atender as demandas da cidade de maneira mais racional e com mais qualidade.


Observador: : Equipe de PlanejadoresEquipe de Planejadores

Escala de Observação Escala de Observação : : Área do Plano Piloto do DFÁrea do Plano Piloto do DF

Demanda de InformaçãoDemanda de Informação::

Quais os usos e cobertura na região do Plano PilotoPlano Piloto;

Quais são as quadras da asa norte e asa sul do Plano Piloto de classe de utilização residencial, suas áreas, número de casas e moradores;

Que áreas se encontram em determinadas cotas altimétricas;

Como utilizando as vias de circulação de automovéis se vai de um ponto a outro na região do Plano Piloto;


Traduzir para uma linguagem de engenhariaengenharia: Redução de ambiguidades e precisão de termos ( muitas vezes com simplificação do problema!)

Identificar Identificar VERBOSVERBOS e e NOMESNOMES a partir das a partir das

Demandas de InformaçãoDemandas de Informação::

Quais os usos e cobertura na região do Plano PilotoPlano Piloto;VERBO - IdentificarNOMES - Usos e Cobertura do SOLO URBANO

Definir TIPOS de uso e cobertura

Modelagem de Dados - SPRING

campos

temático numérico imagem

objetos

solos

topografia declividade

TM propriedades mapa de propriedades

cadastral

atributos

Universo Matemático (Conceitual)Modelagem de Dados em Geoprocessamento

ImagemSensor Remoto

MapaCadastral

MapaTemático

MNT

Geo-objeto

MapaGeo-Objetos

Plano deInformação

Geo-campo

MapaRedes

Banco DadosGeográfico

is-located-in

is-a

part-of part-of

is-ais-ais-ais-ais-a

is-aObjeto não-espacial

part-of

is-mapped-in

Geo-objeto

Cadastral

Plano Informação

Banco de DadosGeográficos

Temático

Geo-campo

Numérico

is-a is-a

part-of part-of part-of

Matriz TIN Amostras Isolinhas Poligono Linha Ponto

Não-espacial

Universo EstruturalModelagem de Dados em Geoprocessamento

As diversas entidades formais são mapeadas para representação gráficas (geométrica) utilizadas no modelo, podendo ser especializadas entre as representações matricial (“raster”) e vetorial.

Represen.Geométrica

Represen.

MatricialRepresen.

Vetorial

is-a is-a

is-repres.-in

PlanoInformação

OMT-G: Imagem

IMAGEM

RepresentaçãoGeométrica

RepresentaçãoMatricial

é representado em

Conjunto de células de uma matriz 2Dcomvalores inteiros e finitos

* Obtida a partir de Sensores Remotos

Imagem

é um é um

Mapas Temáticos



RepresentaçãoVetorial

é representado em

Conjunto de células de uma matriz 2Dde números inteiros (índices deTab. deCores)* Gerada a partir de mapeamentos deimagens classificadas ou conversão vetor - matriz

Imagem Temática

Mapas vetorias constituídos de Nós2D, Linhas 2D e Polígonos

* Gerados a partir da digitalização debases existentes, mapeamentos ouconversão matriz - vetor

Temático

é um é um

é umé um

OMT-G: Temático




Conjunto de Linhas 2D commesmo valor de cota* Altimetria* Curvas de Isovaloresmagnéticos

ISOLINHA

Conjunto de Pontos comcoordenadas 3D (x,y,z)* Pontos Altimetria* Amostras de Solo (geoquímica)

PONTOS COTADOS

Conjunto de Linhas 2Dconectadas a Nós 3D* Gerada a partir de Isolinhas e/ou Pontos Cotados (c/ ou s/linhas de quebra)

GRADE TRIANGULAR

é representado em

Conjunto de células de umamatriz 2D* Gerada a partir de Isolinhas e/ou Pontos Cotados, GradeTriangular ou outra Retangular

GRADE RETANGULAR

é umé um

Modelo Numérico de Terreno

é um é um

é um

é um

OMT-G: Geocampos Numéricos

Geo-objeto



é representado em

é um é umMapas vetorias constituídos de Nós2D, Linhas 2D e Polígonos* Gerados a partir da digitalização debases existentes, mapeamentos(levantamento topográfico, gps etrena)

Cadastro

OMT-G: Objeto e Cadastro

Mapa de Redes



é representado em

é um é um

Mapas vetorias constituídos de Nós derede 2D e Linhas 2D orientadas* Gerados a partir da digitalização debases existentes, mapeamentos(levantamento topográfico, gps etrena)

Redes

OMT-G: Geo-Objeto e Redes

Operações GeográficasExemplo de representação para operação entre Dados geográficos Modelados

“quanto da área urbana de Brasília encontra-se em uma classe de baixa aptidão ao uso”.

Mapa Temático c/classes de uso(matriz 2D de Num.Inteiros)

Uso_TerraMapa de Classes deAptidão ao Uso(matriz 2D de Num.Inteiros)

Aptidão

TabularPI's

Relatório deTabulação

Cruzada

Mapa de Uso da Terra

Imagens Landsatgeorreferenciadas(matriz 2D de Num.Inteiros)

Imagens

Segmentação /Classificação

Imagem Classificada(matriz 2D de Num.Inteiros)

Imagem clasMapeamento

p/ classestemáticas

Imagens Landsat não -georreferenciadas(matriz 2D de Num.Inteiros)

ImagensRegistrarImagens

Mapa Temático c/classes de uso(matriz 2D de Num.Inteiros)

Uso_Terra

Mapa de Aptidão

Mapa Temático c/classes de declividade(matriz 2D de Num.Inteiros)

DeclividadeMapa Temático c/classes de declividade(matriz 2D de Num.Inteiros)

Solos

CruzarPI's

(LEGAL)

Mapa de Classes deAptidão ao Uso(matriz 2D de Num.Inteiros)

Aptidão

Mapa de Declividade

AltimetriaCurvas de Nívelimportadas oudigitalizadas

Pontos Cotadosimportados oudigitalizados

Altimetria

Grade Retangular c/valores de Altimetria(matriz 2D de Num.reais)

Altimetria

Grade triangular c/valores de Altimetria(Linhas 2D e Nós 3D)

Altimetria

Grade Retangular c/valores de Declividade(em % ou graus)(matriz 2D de Num.reais)

DeclividadeFatiamentop/ classestemáticas

Gerar GradeRetangular

Gerar GradeTriangular

GerarDeclividade


Declividade

Mapa de Solos

Edição (Ajuste ePoligonalização)

Importaçãode Dados

Mapa Temático semajustes (Polígonos comLinhas 2D e Nós 2D)

Solos

Mapa Temático c/classes de declividade(Polígonos com Linhas2D e Nós 2D)

SolosConverter

Vetor- Matriz

Dados deSolos em

outrosistema


Solos

Operação Geográfica - Mapa Cadastral de Quadras

Mapa de Classes deAptidão ao Uso(matriz 2D de Num.Inteiros)

Aptidão

Mapa Cadastral comObjeto Quadras

Quadras


Dados c/Atributos

nãoespaciais

Atributos- Asa, Populc., etc- Aptidão- Decliv. médio

Quadras

Operador de MaioriaZonal sobre objeto

Quadras


Dados c/Limites deQuadras


Dados c/Identifica-ção dasQuadras

Grade Retangular c/valores de Declividade(em % ou graus)(matriz 2D de Num.reais)

Declividade

Operação de MédiaZonal sobre objeto

Quadras

“apresente quais quadras do eixo central de Brasília tem declividade média entre 2 a 3 graus e estão na classe de baixa aptidão”.

Modelagem Conceitual da Base BANCO DE DADOS

GEOGRÁFICO

Mapas(planos de

informações)

Geo-Campo

Cadastral

Imagem de SRTM-Landsat

Temático Numérico

Altimetria(grade e

amostras)

Rede deDrenagem

Uso da Terra

é um é um

Cadastro deSetores

Geo-Objetos(setores, quadras e

estradas)

Redes

Não-Espacial

Cadastro deQuadras

Rede deEstradas

estámapeado

em

é parte deé parte de

é um é um é um é um

é parte de

é um é um é um é um é um

está ligado a

mapeado em

Modelagem OMT-G da

Base

SETOR

QUADRA

C

Estradas

Base Altimétrica

Pontos Cotados

Isolinhas

Estradas Estaduais Estradas Municipais

Rede de Drenagem

Represa / LagoRios

Rios

Rios

E

Imagens

Fotos Aéreas

Imagens

Imagens de Satélite

Imagens

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Plano Piloto

C Declividade

U

Uso_Terra

Documents

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