MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

Universidade Federal de Ouro Preto

Escola de Minas - Departamento de Geologia

Laboratório de Geoprocessamento LGP-DEGEO

ArcGIS 8.3 MANUAL DO USUÁRIO

Ouro Preto, MG Março, 2004

I – INTRODUÇÃO 1. O SISTEMA ArcGIS 8.3

Sistema de softwares interoperacionais da ESRI, consistindo de três partes:

• ArcGIS Desktop: família integrada de aplicativos avançados para GIS, fornecendo um arcabouço para implementar sistemas para um ou vários usuários (corporativo).

• ArcSDE Gateway: interface para gerenciar informações de multiusuários (geodatabases) em um sistema gerenciador de banco de dados (SGBD);

• ArcIMS: software de GIS para publicar e compartilhar dados e serviços pela Internet.

O ArcGIS é um sistema escalonável que pode trabalhar em um único desktop ou disponibilizado para operar em uma rede heterogênea de computadores, workstations e servidoras, em nível de workgroup, departamental, empresarial, municipal, estadual ou federal. Pode ser estendido a serviços móveis, com software adicional (por ex., ArcPad para Windows CE).

O ArcGIS utiliza modelos de dados geográficos do mundo real para estruturar qualquer procedimento de GIS, simples a avançado, provendo todas as ferramentas necessárias para criar e trabalhar com mapas, incluindo edição e automação de dados, cartografia e análise baseada em mapas, gerenciamento de dados, análise geográfica/espacial, geoestatística (geoprocessamento), gerenciamento de metadados e disponibilização de dados e aplicações pela Internet.

2. ArcGIS DESKTOP

O ArcGIS Desktop é uma ferramenta acessada por meio de três softwares (ArcView, ArcEditor e ArcInfo), todos compartilhando uma arquitetura comum, cada um fornecendo um elevado nível de funcionalidade. Mapas, dados, simbologia, layers, interfaces e ferramentas de customização, relatórios, metadados, etc., podem ser acessados de forma compatível em todos os três produtos. Os três aplicativos podem trabalhar com um amplo espectro de formatos de dados e se conectar a bancos de dados relacionais (via ArcSDE) bem como a serviços de ArcIMS, incluindo serviços de metadados.

• ArcView: dispõe de ferramentas de análise e mapeamento juntamente com simples funções de geoprocessamento básico e edição. Integra três aplicativos:

- ArcMap: principal aplicativo GIS do ArcView, utilizado para realizar tarefas baseadas em mapa, incluindo cartografia, análise de mapa e edição. Mapas possuem dataframes contendo uma série de layers, legendas, escalas gráficas, símbolos de norte e de outros elementos.

- ArcCatalog: auxilia na organização e no gerenciamento de todos os dados GIS, incluindo ferramentas para navegar e localizar informações geográficas, registrar, visualizar e gerenciar metadados, visualizar rapidamente qualquer dataset e definir a estrutura mestra para os níveis de dados geográficos.

- ArcToolbox: aplicativo com inúmeras ferramentas de GIS empregadas para geoprocessamento, conversão de dados, gerenciamento de mapas, análise de overlay,

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projeções de mapas, etc. Há uma versão completa para ArcInfo (em torno de 150 funções) e uma compacta para ArcView e ArcEditor

• ArcEditor: inclui funções avançadas de edição, em adição às funcionalidades do ArcView. É uma solução de automação e compilação de dados GIS para a construção e manutenção de shapefiles e geodatabases. Possibilita a capacidade de gerar comportamento de geodatabase, como topologia, subtipos, domínios e redes geométricas. Inclui também ferramentas que suportam a criação de metadados, exploração e análise de dados geográficos e mapeamento.

Criação de Dados

- Edição de geodatabases armazenados em um SGBD multiusuário; - Gerenciamento e edição de topologias, redes e relacionamentos; - Estabelecimento de relacionamentos entre atributos e classes de feições; - Criação e edição de múltiplas versões em geodatabases multiusuários; - Resolução de conflitos entre versões em geodatabases multiusuários; - Criação e edição de feições dimensionais; - Definição de atributos de feições dimensionais; - Criação de anotações vinculadas de feições, vinculadas a feições nos geodatabases; - Catalogamento e edição de redes geométricas; - Suporte para grandes datasets contínuos de raster; - Entrada planejada de subdivisão e edição COGO; - Gerenciamento de versões históricas; - Extração, verificação interna e externa de base de dados; - Integração de campos editados com ArcPad.

Gerenciamento de Dados

- Carregamento de dados (incluindo raster) em geodatabases multiusuários; - Criação de subtipos para geodatabases; - Criação de redes lógicas para geodatabases.

• ArcInfo: fornece todas as funcionalidades do ArcView e do ArcEditor acrescido de avançadas funções de geoprocessamento e de processamento de polígonos, inclusas na versão completa do ArcToolbox. Inclui as capaciades do Arc, ArcPlot e ArcEdit. Trata-se de um sistema de GIS completo para criação, atualização, pesquisa, mapeamento e análise de dados.

• ArcReader: é um aplicativo gratuito, baixado a partir do site da ESRI (www.esri.com), utilizado para visualizar e usar mapas gerados com o ArcMap e a extensão opcional ArcGIS Publisher.

3. MÓDULOS ESPECIAIS

Há inúmeras extensões disponíveis para ArcGIS Desktop, outras a serem produzidas. Elas permitem executar tarefas como geoprocessamento de raster e análise tridimensional.

(a) ArcGIS Spatial Analyst: provê inúmeras ferramentas avançadas de análise e modelagem espacial, que permitem criar, pesquisar, mapear e analisar dados baseados em raster bem como executar análises integradas raster-vetorial. Através desse aplicativo é possível derivar informação a respeito dos dados, identificar relacionamentos espaciais, encontrar locais preferenciais e calcular o custo acumulado de deslocamento de um ponto a outro.

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(b) ArcGIS 3D Analyst: permite analisar e visualizar efetivamente dados de superfície. Pode-se ver uma superfície de múltiplos pontos de vista, pesquisar uma superfície, determinar e tornar visível locais escolhidos sobre uma superfície além de criar uma imagem de perspectiva realística mediante a renderização de dados vetoriais ou raster sobre uma superfície. O núcleo principal do aplicativo, o ArcScene, fornece a interface para visualizar múltiplos layers de dados tridimensionais e para criar e analisar superfícies. Em adição fornece ferramentas avançadas de GIS para modelagem tridimensional, tal como corte-e-preenchimento, linha de visibilidade e modelagem de terreno.

(c) ArcGIS Geostatistical Analyst: capacidade de criar uma superfície contínua a partir de medidas esparsas levantadas como pontos de amostragem. Auxilia prever valores para superfícies por meio do métodos de krigagem e inclui ferramentas para modelagem de probabilidade, erro estatístico e limite, dentre outros parâmetros estatísticos. Permite ainda analisar tendências e representar graficamente dados estatísticos.

(d) ArcGIS Survey Analyst: permite gerenciar uma ampla base de dados como uma parte integrante do GIS, incluindo atualizações interativas a partir de novos levantamentos de campo ao longo do tempo. A precisão e o erro no sistema de levantamento pode ser obtido para qualquer localidade trabalhada. Em adição, pode-se associar locais das feições com pontos no sistema de levantamento e ajustar a geometria das feições para apontar os locais de coleta.

(e) ArcGIS Tracking Analyst: permite visualizar e analisar dados temporais para rastrear o movimento das feições ao longo do tempo bem como rastrear valores do sistema para locações no tempo. Inclui as seguintes funções: exibir ponto e rastrear dados (em tempo real e tempo específico), simbolizar tempo por cores (mostrando a idade dos dados), gerenciar reprodução interativa, ações (baseado em atributos ou pesquisas espaciais), iluminar, supressão, suporte para linhas e polígonos, histograma temporal na reprodução, renderizadores adicionais de simbologia temporal, janelas baseadas no tempo para gerenciar inúmeros níveis temporais, deslocamento temporal para comparação de eventos temporais, arquivos de animação e relógio de dados para análise adicional.

(f) ArcScan for ArcGIS: adiciona as capacidades de digitalização de scanners e edição de raster às capacidades de edição no ArcEditor e ArcInfo. É utilizado para gerar dados de manuscritos e mapas vetoriais escaneados. Pode-se realizar tarefas de conversão raster-vetorial, incluindo edição e snapping de raster, delineação manual de raster e vetorização total.

(g) ArcGIS Schematics: automatiza as representações gráficas geoesquemáticas e esquemáticas conduzidas por banco de dados, através de gráficos de redes e simbológicos.

(h) Maplex for ArcGIS: adiciona posicionamento avançado de rótulos e textos e detecção de conflitos ao ArcMap. Pode ser usado para gerar texto que é salvo com documentos do mapa bemo como para gerar anotações que possam ser incorporadas na base de dados do GIS para reutilizações.

(i) ArcGIS Publisher: permite criar formatos de arquivos de mapas publicáveis (.pmf) para qualquer documento do ArcMap. Tais documentos podem usados no aplicativo ArcReader e permitem compartilhar os documentos do ArcMap com qualquer número de usuários. O formato PMF pode também ser utilizado para disponibilizar o mapa na Web ou na Intranet por meio da extensão do ArcMap Server para ArcIMS.

(j) ArcPress for ArcGIS: é a extensão de impressão para ArcView, ArcEditor e ArcInfo. Seu papel é controlar a impressão de mapas de alta qualidade, rapidamente e sem requerer hardware ou

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memória onboard adicional. Ao invés disso, o aplicativo torna o computador um processador de impressora, permitindo que a impressão suceda continuamente, sem a necessidade de upgrades dispendiosos.

(k) MrSID Encoder for ArcGIS: metodologia de alta performance e elevada qualidade para reduzir o tamanho de imagens muito grandes. Permite utilizar o ArcToolbox para mosaicar e comprimir imagens com tamanhos de de 50 a 500 megapixels. Imagens menores que 50 megapixels podem ser armazenadas sem essa extensão. O limite do tamanho do arquivo raster não é baseado no tamanho do arquivo armazenado, mas sim no número de pixels.

(l) TIFF/LZW Compression: método de compressão de imagem. A leitura é incluída no ArcGIS porém o processo de geração requer uma licença da extensão, cujo aplicativo é propriedade da Unisys Corporation.

(m) Extensões Particulares: ArcGIS StreetMap USA e ArcGIS StreetMap Europe.

4. ArcSDE

Há i

5. ArcIMS

Há i

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II – FERRAMENTAS BÁSICAS DO ArcVIEW 1. INTRODUÇÃO AO ArcMAP

Objetivos: conhecer o processo de visualização de mapas no ArcMAP, explorar suas informações tabulares e trabalhar a forma de apresentação das mesmas.

Procedimento Inicial:

Iniciar > Programas > ArcGIS > ArcMAP

Selecionar a opção An existing map na janela; em seguida OK

No navegador que se abre, vá até o arquivo Conhecendo ArcMAP.mxd, que está dentro

do diretório Curso ArcGIS na pasta “Conhecendo as Ferramentas do ArcMAP.

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O ArcMap carrega o Projeto América do Sul com suas três layers: Cities, Rivers e Coutries.

Observações: Caso o mapa não apareça na área de trabalho, é necessário carregar os shapefiles do Projeto; isso sucede quando o caminho em que foi criado o projeto é alterado. Clique com o botão da direita do mouse sobre uma das layers; uma janela de opções se abre imediatamente. Clique sobre Data e depois sobre Set Data Source. Em seguida procure a pasta onde se encontram os dados relativos a esse Projeto (no caso, Conhecendo as Ferramentas do ArcMAP) e selecione a shape relativa à layer escolhida anteriormente.

O mapa que aparece permite a observação dos países da América do Sul, as principais cidades e os principais rios. Estes elementos estão agrupados em layers (definido como uma coleção de feições geográficas similares). Na tabela de conteúdo estão listadas todas as layers presentes no mapa bem como a cor ou o símbolo usado para desenhar cada layer. Indica também se esta layer está ou não disponível para visualização. Abaixo do nome de cada layer é mostrado o modo atotado de representação por cada uma: ponto, linha ou polígono.

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Operações:

Renomeação de Layer: selecione a layer e clique novamente sobre o nome. Em seguida digite o novo nome que se quer dar. A outra opção é dar um duplo clique sobre a layer. Na caixa que se abre, selecione a guia General e troque o nome no campo Layer Name.

- Mude o nome da layer Countries para Países, Cities para Cidades e Rivers para Rios.

Ferramentas de Zoom: Zoom In, Zoom Out, Fixed Zoom In, Fixed Zoom Out, Pan, Full Extent e Go Back to Previous Extent, Go to Next Extent.

- Exercite essas ferramentas.

Visualização de Layer: para retirar/ativar a visualização de uma layer, clicar no pequeno quadrado ao lado de seu nome na caixa de conteúdo.

- Deixe visível apenas a layer Países.

Seleção de Feições: clique em Selected Features, situada na barra de ferramentas, e, em seguida, clique sobre as feições que deseja selecionar. Clique fora dos objetos para tirar a seleção dos mesmos, ou vá na guia Selection (na barra de menu)> Clear Selected Features.

- Clique no polígono que representa o Brasil. Repare que seu contorno ficou destacado em azul.

- Algumas vezes será importante a visualização das feições selecionadas. Para tanto, clique com o botão direito na layer Países > Selection > Zoom to Selected Features. Todas as feições selecionadas serão centralizadas na tela.

Visualização de Tabela de Dados: clique com o botão direito sobre a layer desejada e, em seguida, selecione clique sobre Open Attribute Table. A tabela que se abre mostra todos os dados tabulares que estão agregados às feições dessa layer. Outra forma de verificar as informações tabulares ligadas a cada feição é clicando no ícone Identify da barra de ferramentas e, em seguida, clicar na feição de interesse.

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- Execute esta ação sobre a layer Países. Destacado em azul está o polígono que foi selecionado anteriormente (Brasil).

- Com a opção Shift pressionada, clique em outros países da América do Sul e observe

o resultado na tabela; todos os polígonos selecionados adquirem um destaque em azul.

- Você pode visualizar apenas as feições selecionadas na tabela, clicando no campo Selected localizado na parte inferior da tabela de atributos.

- Feche a tabela.

Rotulamento (Labeling): para rotular as feições da layer, clicar com o botão direito sobre a layer > Label Features.

- Faça este procedimento para a layer Países. Neste caso você irá rotular com o campo correspondente ao nome de cada País.

- É possível nomear com qualquer outro campo da tabela desde que você proceda da seguinte configuração: clique com o botão direito sobre o layer Países > Properties >

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Labels e escolha qual o campo de seu interesse em Label Field > OK. Em seguida clique novamente com o botão direito sobre a layer Países > Label Features; as denominações desaparecem.

Trabalhando com a simbologia das layers

Acionar a visualização da layer:

- Visualize a layer cidades clicando na pequena caixa ao lado do nome Cidades, na tabela de conteúdo.

Seleção do Símbolo: clique no símbolo abaixo da layer escolhida para abrir a caixa Symbol Selector.

- Mude a forma do símbolo da layer Cidades para Star 1, sua cor para laranja e o tamanho para 15 e OK. Observe as modificações no mapa.

Gerando mapas temáticos

Propriedades da Layer: clique com botão direito sobre a layer desejada > Properties > Symbology. Na caixa Layer Properties que se abre, podemos classificar e apresentar os dados tabulares de diversas formas.

- Clique com o botão direito sobre a layer Países > Properties > Symbology

- Clique em Quantities > Graduate Colors

- Em Value, escolha SQKM

- Em Classes, escolha 4

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- Em Classify, escolha Equal Interval e OK

- Na caixa Layer Properties, clique em Aplicar e OK. Observe o resultado no mapa

- Explore as outras alternativas disponíveis na caixa Layer Properties.

Configuração da visualização conforme a escala

Pode-se determinar uma faixa de escala em que deseja que os rótulos sejam visualizados.

- Visualize a layer rios, clicando sobre o pequeno quadrado ao lado de seu nome na tabela conteúdo;

- Rotule os rios clicando com o botão direito sobre a layer > Label Features

- Clique com o botão direito sobre a layer Rios > Properties > Labels.

- Clique em Scale Range, marque Don’t show labels when zoomed e digite 20000000 na caixa Out beyound e 1 na caixa In beyound. Clique Ok; em seguida clique OK na próxima caixa.

- Experimente variar a escala, primeiro 1/20.000.000, depois 1/30.000.000. Verifique que os rótulos dos rios somem quando você está com um zoom maior que 1:20.000.000.

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2. ArcCATALOG

Objetivos do ArcCatalog:

Gerenciamento de dados;

Pré-visualização dos dados através de sua geografia ou de seus atributos;

Registros dos metadados (dados dos dados).

2.1. Procedimento Inicial

Iniciar > Programas > ArcGIS > ArcCATALOG. Ou clique no ícone ArcCatalog do menu principal.

No ícone Connect do Folder, direcione para o diretório Curso ArcGIS;

Navegue até o diretório Conhecendo Ferramentas do ArcMap; Repare que neste diretório existem três arquivos shapes, dois layers e um arquivo mxd.

Na área de visualização clique em Contents, caso esteja selecionado a opção Preview ou Metadata.

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Clique em Coutries.shp. Veja que, na área de visualização aparece o nome e tipo de arquivo (shapefile) e o modo de implantação das feições deste arquivo (polígono).

Clique na guia Preview e veja o resultado. Aparecem todas as feições presentes neste arquivo. Com essa opção ativada, aparece um campo para a escolha entre dados geográficos (Geography), ativado, e tabulares (Table) na parte inferior da tela.

Clique na opção Table. Aparece a tabela com todos os campos e registros de cada feição presente neste arquivo.

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Clique na guia Metadata e veja o resultado. Aparecem informações sobre aspectos descritivos do projeto, dados espaciais e atributos.

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2.2. Criando Novos Arquivos Shapes a Partir do ArcCatalog

Na Tabela de conteúdo do ArcCatalog, clique com o botão direito em Conhecendo Ferramentas do ArcCatalog > New > Shapefile.

Na Caixa que se abre, digite Quadras no campo Name.

No campo Feature Type, escolha Polygon.

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Para selecionar um sistema de coordenadas, clique em Edit > Select > Projected Coordinate Systems > UTM > WGS84 > WGS 1984 UTM Zone 23S.prj > Add. Aplicar e Ok na próxima caixa e Ok na subseqüente.

2.3. Criando Novas Colunas no Arquivo Shape

Clique no arquivo Quadras.shp. Certifique-se que a guia Preview está selecionada. Na caixa inferior do Preview, selecione Table. Os três campos desta tabela são criados automaticamente.

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Crie um novo campo, chamado Uso. Para criar o campo, clique em Options > Add Field.

Digite Uso no campo Name.

Selecione Text no campo Type e Ok.

Proceda desta forma para criar quantos campos forem necessários, lembrando-se de selecionar adequadamente o tipo de dado (numérico, texto, data) no campo Type.

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3. TRABALHO COM DADOS GEORREFERENCIADOS

Distorções provocadas por projeções. Projeções On-The-Fly. A projeção de dados espaciais geralmente resulta na distorção de pelo menos alguma propriedade espacial como, forma, área, distância ou direção.

Objetivos:

Demonstrar como diferentes projeções podem afetar dados georreferenciados, especificamente as distorções em forma, área, distância e direção.

Examinar a propriedades de projeção de alguns dados;

Usar as ferramentas do ArcToolbox para projetar uma shapefile.

Definição de Projeções

O Arc Map examina as coordenadas dos dados e determina se possuem um sistema de coordenadas de projeção, devido a que os valores x e y dos dados projetados (valores lineares) são diferentes dos valores de latitude e longitude de dados não projetados (valores angulares).

A informação do sistema de coordenadas se encontra armazenado com os dados. Para shapefiles, a informação é mantida em um arquivo com extensão .prj. As Geodatabases armazenam esta informação como uma tabela dentro da base de dados.

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Todos os dados geográficos possuem um sistema de coordenadas, porém pode não existir a informação que identifica esse sistema de coordenadas. Se essa informação se encontra disponível (ex. em algum documento de descrição do dado) você pode adiciona-la usando o Define Projection Wizard em ArcToolbox.

Reconhecimento e configuração da escala do mapa. Abra no ArcMap o arquivo Capítulo 2\ex.projeções.mxd. As cidades do mundo e os países estão desenhados na escala que aparece na barra de ferramentas Standard.

Aplique diferentes “Zooms” nos dados e observe como muda o valor da escala na barra de ferramentas.

Variações de distância em função do sistema de projeção. Para demonstrar como a projeção pode distorcer as propriedades espaciais, tal como a distância, você medirá a distância existente entre duas cidades do Brasil (da sua escolha), usando dois sistemas de projeções.

Faça um Zoom no Brasil, e visualize as labels para os nomes das cidades.

Clique no botão Measure na barra de ferramentas.

Clique em uma das cidades e logo dê um duplo clique na outra cidade escolhida para medir a distância entre as duas cidades. Guarde o resultado.

Na tabela de conteúdo, clique com o botão direito o Dataframe Layers e logo clique em propriedades.

Clique a tabulação Coordinate System e Clique a pasta Predefined, clique na pasta Geographic Coordinate Systems, clique a pasta World, clique WGS 1966 e clique em Apply.

Clique Yes na caixa de diálogo de aviso para continuar;

Clique a tabulação General e em Display units, clique em Kilometers e clique Ok. Clique Yes na caixa de diálogo de aviso e volte a medir a distância entre as cidades.

Qual é a diferença entre as duas medidas?

Variações na forma em função do sistema de projeção. Para ver isso claramente, utilizaremos a layer contendo rostos (Circles). Desabilite a layer Cities para que não apareça na tela.

Clique no botão Full Extent e no Dataframe Layer clique com o botão direito, clique em Properties.

Clique na tabulação Coordinate System;

Para selecionar o sistema de coordenadas clique na pasta Predefined, depois clique na pasta Projected Coodinate System, clique na parta World, e clique em Plate Carree (World). Depois clique OK.

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Clique em Yes na caixa de diálogo de aviso para continuar, depois disso adicione desenho dos rostos em seu mapa habilitando a Layer Circles.

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Ajuste o Zoom para Full Extent para poder verificar todos os círculos. Agora mude as projeções e verifique a distorção dos círculos.

Clique com botão direito no dataframe Layer e clique em Properties;

Clique na tabulação Coordinate System, clique na pasta Predefined > Projected Coordinate System > World e clique Miller Cylindrical (World);

Clique OK e depois Yes na caixa de diálogo de aviso para continuar. Veja que os rostos por volta da linha do equador parecem estar menos distorcidos do que os estão no Norte e no Sul.

Propriedades de projeção de dados espaciais. Inicie o ArcCatalog e navegue até a pasta Redlands localizada no diretório Capítulo_2.

Clique em mastercov e clique na tabulação preview para visualizar sua geografia.

Clique na tabulação Metadata para podermos ver as informações sobre a projeção.

Clique na tabulação Spatial.

Clique em Details para expandir as informações sobre o sistema de coordenadas horizontais e veja as informações mostradas sobre mastercov. Responda as seguintes questões:

Qual projeção foi usada para armazenar as coordenadas de mastercov? UTM.

Qual é a unidade de distância planar (a unidade de medida)? Metros.

Qual datum é usado para referenciar esses dados? Nad-1983, zona 11.

Observação: a projeção Universal Transversa de Mercator (UTM) divide o globo em 60 zonas. Cada zona tem seu próprio meridiano. Redlands se encontra no meio da Zona 11 Norte. A projeção UTM foi escolhida como padrão para os dados Redlands nesse exercício.

Projeções On-The-Fly.

Mesmo o ArcMap estando apto para a projeção de dados on-the-fly para ajustar a projeção escolhida para a das layers visíveis em um dataframe, as vezes é necessário mudar fisicamente a projeção para um novo sistema de coordenadas. Talvez você tenha recebido os dados de uma outra empresa que use um sistema de coordenadas diferente do seu, e você queira incorporar esses dados à sua base de dados. Muitas das funções de análise espacial em ArcGIS necessitam que os dados de diferentes layers estejam no mesmo sistema de coordenadas.

A shapefile censusBlk da pasta Redlands está convertida de um arquivo CensusTiger. Dados do US Census Bureau estão sendo estocados e distribuídos em coordenadas geográficas.

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Clique em censusBlk e clique na tabulação Spatial em metadata. Veja a shapefile censusBlk tem apenas parâmetros de coordenadas geográficas. Verifique as seguintes questões:

Qual datum é usado para referenciar a shapefile CensusBlk?

Qual são as unidades de coordenadas geográficas?

Observação: Latitude/longitude é um bom sistema para armazenar dados espaciais, mas não é muito bom para visualização, pesquisa e análise de mapas. Lembre-se que graus de latitude e longitude não são unidades consistentes para medir área, distância e direção.

Uso das ferramentas do ArcToolbox para projetar uma shapefile. Agora usaremos o Projection Wizard do ArcToolbox para adaptar os dados anteriores para o resto dos dados de Redlands.

Abra o ArcToolbox e dê um duplo clique em Data Management Tools para expandir seus conteúdos.

Dê um duplo clique em Projections, após isso, dê um duplo clique em Project Wizard

(shapefiles and geodatabases) para abrir o assistente (Wizard).

Para escolher o dado que se deseja converter, clique no botão do browser (o botão com uma pasta amarela) e escolha a shapefile censusBlk na pasta Redlands e logo após clique next.

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Em Output Location, navegue até a pasta Redlands e salve a nova shapfile com o nome CensusBlk_UTM e clique next.

Para selecionar o sistema de coordenadas desejado, clique em Select Coordinate

System... Essa ferramenta permite que possamos converter o sistema de coordenadas de dados já existentes através da opção Import.

Clique em Import, e na pasta Redlands, selecione mastercov. As informações sobre o sistema de coordenadas escolhido aparecerão na caixa de diálogo Spatial Reference Properties.

Clique em OK, logo após, clique em next.

Clique next para aceitar os padrões da coordenada para o arquivo de saída. Após isso, clique em Finish.

Verifique a metadata da nova shapefile censusBlk_UTM para ver as informações da nova projeção escolhida.

Para visualizar esses novos dados,será preciso atualiza-los para serem exibidos. No ArcCatalog, clique na pasta Redlands e pressione a tecla F5.

Clique em censusBlk_UTM e clique na tabulação Spatial para ver as propriedades em metadada. Assim terminamos a conversão de uma shapefile de um sistema de coordenadas geográficas para o sistema de coordenadas UTM.

Feche o ArcToolbox e o ArcCatalog.

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EXERCÍCIO 1. Você possui um arquivo shape de um dado geográfico projetado, porém não possui um arquivo de projeção para esse dado (.prj). Desta maneira quando aberto em ArcMap, este não poderá ser alinhado com outras layers do dataframe. Você definirá a projeção para esse dado geográfico: “Vale” que se encontra em C:\ArcGIS_Demo\Capítulo 2. Verifique com o Windows Explorer a não existência de um arquivo de projeção (.prj) para esse dado e posteriormente,no ArcCatalog ou no ArcToolbox defina uma projeção para ele: UTM Zone 23 S (Datum South American 1969). Após essa definição, examine com um editor de texto o arquivo .prj criado para o dado “Vale”. Observe também a informação espacial do arquivo no ArcCatalog > Metadados.

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4. MONTAGEM DE UM PROJETO

Objetivos:

Treinar procedimentos necessários para a montagem de um projeto completo a partir de uma imagem.

4.1. Importação de Dados Raster

Abrir o ArcMap.

Iniciar o ArcMap com um novo mapa, sem quaisquer registro cartográfico.

Configurar o sistema de projeções a partir das propriedades do Data Frame (clicar com o botão direito sobre o data frame). Em seguida selecionar:

• Sistema de coordenadas (<coordinate system>);

• Pasta <predefined>;

• Pasta <projected coordinate systems>;

• Pasta <UTM>;

• Pasta <WGS84>;

• Arquivo WGS84 UTM Zone 23 S.

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Para adicionar uma imagem raster ao projeto criado, seguir os seguintes passos:

• Acionar o comando <Add Data>, situado em três locais: (a) na barra de ferramentas padrão; (b) no menu File; ou com o botão direito sobre o data frame.

• Em seguida, navegar até a pasta que contém o arquivo raster desejado (Ex_importação_de_dados_raster\Dados).

• Selecionar a imagem raster (Ex_importação_de_dados_raster_Cláudio.tif) e clicar a opção <add>.

• No quadro Create Pyramids ative a opção Build Pyramids e clique Ok e depois Ok, no quadro seguinte.

Salve o projeto em uma pasta diretório, criada dentro da pasta curso ArcGis.

4.2. Georreferenciamento de uma Imagem Raster

Após a inserção de uma imagem Raster na área gráfica do projeto, será necessário georreferenciar esta imagem para torná-la uma base para digitalização cartográfica. Com relação à imagem do centro da cidade de Cláudio, serão utilizados os cantos extremos da malha quadrada, como referência para as coordenadas conhecidas. São elas:

• Canto superior esquerdo: E = 523.237 e N = 7.739.171;

• Canto superior direito: E = 523.616 e N = 7.739.296;

• Canto inferior esquerdo: E = 523.300 e N = 7.738.980;

• Canto inferior direito: E = 523.678 e N = 7.739.106.

Vá ao menu View, depois em Toolbars a ative a barra de ferramentas Georreferencing. Essa barra pode ser transportada para qualquer lugar e ter sua forma modificada.

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Para facilitar a identificação dos pontos, vá ao menu Window e selecione a opção Magnifier. Uma janela com um zoom de 400% se abrirá. Para posiciona-la sobre o ponto desejado, basta arrastar a janela para a região de interesse, centralizando ao máximo o ponto dentro da janela Magnifier.

Para o georreferenciamento, proceder aos seguintes passos:

Clique em <Add Control Points> para começar a definir os pontos base para o georreferenciamento. Serão necessários três pontos para uma transformação de primeira ordem, seis para segunda e 10 para terceira ordem.

Dentro da janela Magnifier, clique sobre o ponto desejado.

Após clicar (aparecerá uma cruz verde), clique com o botão direito sobre a cruz. Escolha Imput X and Y e atribua os valores de coordenada relativos ao ponto. Em seguida clique Ok. Provavelmente a imagem irá desaparecer da área gráfica, uma vez que ela será deslocada para as coordenadas do ponto de controle dado. Para visualiza-la

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novamente, clique sobre Full Extend. Caso a indicação do ponto não esteja correta, pode-se cancelar a sua inserção na janela de entrada de coordenadas, ou seja, com o botão direito sobre a cruz.

Em seguida repita o procedimento de identificação e atribuição de coordenadas para os demais pontos de controle. Ao entrar com o segundo ponto, a imagem poderá sofrer ampliação ou redução, em função do ajuste geométrico da imagem raster. De novo, clique Full Extend para visualiza-la integralmente na área gráfica.

Feito os quatro pontos, pode-se verificar o erro residual gerado na opção <View Link Table>. Dentro dessa tabela, é possível remover pontos inconvenientes ao processo de georreferenciamento.

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O raster georreferenciado poderá ser definitivamente salvo através da opção <Rectify>, no menu Georeferencing. Para apagar os pontos de controle acione a opção <Delete Control Points>.

4.3. Digitalização Automática

Com o georreferenciamento de uma imagem temos, agora, uma base para iniciar o processo de vetorização manual de quadras, lotes, edificações e eixos viários.

Primeiramente devemos criar as shapefiles desses elementos, tal como visto no item 2.2., e salva-las dentro do mesmo diretório onde se encontra o projeto de Cláudio.

Em seguida, adicionar as layers criados na tabela de conteúdo do projeto.

4.3.1. Primeiros passos da vetorização manual

Para iniciar a vetorização manual, deve-se tornar o layer editável, da seguinte forma:

Vá ao menu View, depois em Toolbars a ative a barra de ferramentas Editor. Essa barra pode ser transportada para qualquer lugar e ter sua forma modificada.

Clique em <Editor>, depois <Start Editing>;

Em Task, selecione Create New Feature;

Em Target, selecione Quadras;

Clique no ícone Sketch Tool (lapis) para iniciar a criação de polígonos. Utilize a ferramentas de Zoom conforme a necessidade.

Para sair do comando de criação de novas feições clique em <Stop Editing>.

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Em seguida, proceder a vetorização manual dos lotes, eixos viários e edificações.

Para tanto, será necessário tirar o preenchimento dos polígonos das quadras, mudar a cor da linha e aumentar sua espessura do traço para 2. Todas essas modificações podem ser feitas clicando-se no retângulo abaixo do layer Quadras, na tabela de conteúdo.

Feito isso, mude o Target para o tema desejado, assim este layer passa a ser o editável.

O passo seguinte será trabalhar com as edificações. Retire o preenchimento do polígono, aumente a espessura e troque a cor da linha de contorno dos lotes, conforme feito para as quadras. Em Target, mude para edificação e inicie a criação de novos polígonos (ícone do lápis). Habilite as variações de Snapping, conforme a conveniência, de maneira a não deixar uma edificação ultrapassar os limites de seu lote ou da quadra.

Finalizada a vetorização das edificações, criar o eixo das ruas, pois esta é uma forma bastante comum de representação que permite a espacialização de diversos atributos, como nome da via, tipo de pavimentação, comprimento, presença das redes de infra-estrutura, etc. Em Target, escolha o Eixo Viário. Em Task, Create New Feature. Clique no ícone lapis para iniciar a construção das novas feições. Neste layer só poderão haver elementos do tipo linha. Clique no centro do cruzamento de uma rua para iniciar e dê duplo clique no centro do próximo cruzamento para finalizar este trecho da via. Repita este procedimento quantas vezes forem necessária para cobrir todas as ruas de sua área de trabalho.

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4.3.2. A opção Snapping

Para coincidir os limites, faces e/ou pontos dos polígonos pode-se utilizar a opção Snapping, situada na barra de ferramentas do Editor.

Em seguida ative as opções Edge, End e Vertex da layer desejada.

Neste processo aconselha-se deixar visível a caixa de Snapping, pois constantemente será necessário a ativiação e desativação de suas variáveis.

4.3.3. Opções de auxílio na construção de feições

Para verificar as opções de auxílio na construção de feições, inicie a linha e clique com o botão da direita. Diversas funções estarão neste quadro com sua respectiva tecla de atalho.

(A) Construção de uma linha paralela a outro elemento:

Por exemplo eixo viário paralelo a uma quadra.

Clique no centro de algum cruzamento para iniciar a construção do eixo da via;

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Em seguida, aproxime bem o cursor (praticamente sobre) da face da quadra que servirá como referência ao paralelismo e digite <Ctrl P>.

Mova o cursor para a direção desejada e verifique seu movimento.

(B) Para definir o tamanho exato de um segmento, quando o primeiro ponto já estiver definido:

Digite <Ctrl L>;

Uma caixa de diálogo irá se abrir, permitindo entrar com o comprimento exato.

(C) Para criar uma linha perpendicular a outro segmento:

Clique em um ponto qualquer para iniciar a construção da linha;

Em seguida, aproxime o cursor do elemento que servirá como referência à perpendicularidade e digite <Ctrl E>;

Finalize a linha com duplo clique no local desejado.

(D) Deslocamento de uma feição

Para mover uma feição qualquer (ponto, linha ou polígono) clique sobre o ícone Edit Tool, na barra de ferramentas do Editor;

Depois basta posicionar o cursor sobre a feição, clicar sobre ele e arrasta-lo para o local desejado.

(E) Rotação de uma feição

Para proceder à rotação de uma feição clique sobre o ícone Rotate Tool, na barra de ferramentas do Editor;

Em seguida clique no display da área gráfica (qualquer lugar próximo ou sobre a feição desejada) e gire para qualquer lugar. A feição será rotacionada ao redor de X, assinalado sobre ela.

Para mover o ponto de origem da rotação, mova o cursor sobre o X de seleção até ele mudar de forma. Clique no X e arraste-o para outra posição. Rotacione o polígono novamente.

Com o auxílio do Snapping, será possível posicionar com precisão o X em locais estratégicos como vértices e arestas.

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(F) Mover vértice

Ao movimentar os vértices a forma do objeto é alterada. Para efetuar essa transformação clique sobre o ícone Edit Tool, na barra de ferramentas do Editor;

Em seguida, dê duplo clique sobre a feição que se quer editar. O objeto muda de cor e aparecem símbolos que representam seus vértices.

Mova o cursor sobre o vértice e arraste-o para a posição desejada;

Clique fora do objeto quando quiser finalizar a operação.

(G) Apagar vértice

Para apagar um vértice clique sobre o ícone Edit Tool, na barra de ferramentas do Editor;

Em seguida, dê duplo clique sobre a feição que se quer editar. O objeto muda de cor e aparecem símbolos que representam seus vértices.

Mova o cursor sobre o vértice que será apagado até mudar sua forma;

Clique com o botão direito e selecione a opção <Delete Vertex>;

Clique fora da feição para visualizar o resultado.

(H) Adicionar vértice

Para adicionar um vértice clique sobre o ícone Edit Tool, na barra de ferramentas do Editor;

Em seguida, dê duplo clique sobre a feição que se quer editar. O objeto muda de cor e aparecem símbolos que representam seus vértices.

Aproxime o cursor sobre a linha, próximo ao local do novo vértice, e clique com o botão direito. Na caixa que se abre escolha <Insert Vertex>;

Clique fora da feição para finalizar a edição dos vértices.

(I) Cortar polígonos

Outra forma de vetorizar rapidamente os lotes de uma quadra é através da utilização do comando Cut Polygon Features.

Primeiramente selecione a layer Lotes no campo Target. No campo Task, escolha Create new feature. Crie um polígno envolvendo todos os lotes de uma quadra, para possibilitar a visualização da imagem que está por baixo, tire o preenchimento dos polígonos e aumente a espessura da linha de contorno das feições.

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A partir de então mude a opção em Task para Cut Polygon Features e, em seguida, selecione o polígono e clique no lápis (comando que passa a ser o Cut Polygon Features).

Clicar dois pontos foras do polígono, ou na interseção com os seus limites (através do Snapping), para determinar a linha de corte que dividirá o mesmo em dois novos elementos.

Repita este procedimento sucessivas vezes até dividir o lote inicial (correspondente à quadra) em unidades menores e correspondentes a cada um dos demais lotes.

Deve-se respeitar duas condições: para dividir o polígono, ele deverá estar selecionado; a linha de corte é iniciada com um clique e finalizada com dois.

(J) Junção de dois ou mais polígonos

Dois ou mais polígonos adjacentes podem ser unidos e transformados em apenas um. Para tanto, basta que os dois estejam selecionados.

Em seguida clique na guia Editor e escolha a opção Merge;

Dois ou mais polígonos podem ser unidos em um único elemento, mesmo não estando ligados geograficamente. O processo é semelhante ao descrito anteriormente. Selecione as feições desejadas e, em seguida, clique na guia Editor e escolha a opção Merge. Se você selecionou três polígonos inicialmente (cada um com seu registro no banco de dados) eles passarão a ser representados como apenas uma entidade e, conseqüentemente, terão apenas um registro.

(K) Interseção de dois ou mais polígonos

Crie dois ou mais polígonos com uma área de superposição entre eles.

Selecione todos eles. Clique na guia Editor e escolha a opção Intersect.

Um novo polígono será criado a partir da interseção entre todas as entidades selecionadas. São mantidos também os polígonos originais.

(L) União entre dois ou mais polígonos

Crie dois ou mais polígonos com uma área de superposição entre eles.

Selecione todos eles. Clique na guia Editor e escolha a opção Union.

Será criada uma nova feição cuja área é o resultado da soma de todos os polígonos anteriores. Estes polígonos também serão preservados.

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(M) Seleção através de uma linha ou de área

Quando se está em um processo de edição de dados uma forma bastante simples e útil de selecionar várias feições ao mesmo tempo é realizada com o auxílio de linhas ou áreas.

Em Target selecione a layer que estará disponível para edição;

Em Task selecione a opção Select Features Using a Line;

Clique no lapis para iniciar a linha de seleção e dê duplo clique para finalizar. Todos os objetos que interceptaram esta linha serão selecionados.

O procedimento é análogo para área, com a diferença de que, em Task, deve-se selecionar a opção Select Features Using an Área. Em seguida clique no ícone do lápis e inicie a criação da área com um clique e termine com um duplo clique. Todos os objetos que interceptarem esta área serão selecionados.

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4.4. Importação de Arquivos de Pontos

É possível importar coordenadas de pontos coletadas em campo por GPS e armazenadas em uma tabela. Ressalta-se que ArcView só importa tabelas no formato DBF, portanto, se você for utilizar o Excel não se esqueça de salva-la com a devida extensão.

Para importar os dados GPS de uma tabela, seguir os seguintes passos:

Vá ao menu Tools e selecione a opção <Add XY Data>.

Na caixa que se abre, clique no ícone do navegador (pasta amarela) e selecione o arquivo de pontos GPS.dbf, que se encontra dentro do diretório Ex_impontação_dados_raster\Dados;

Em seguida, clique em <Add>.

Uma nova caixa se abrirá para o usuário associar o campo da tabela com as coordenadas, da seguinte forma:

Em X Fild, escolha COORD_X;

Em Y Field, escolha COORD_Y;

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Em Edit > Selected > Projected Coordinate Systems > UTM > WGS 84, escolha 1984 UTM Zone 23S.prj;

Clique Ok nesta janela e nas próximas.

Os pontos aparecerão no mapa.

Para classificar os pontos segundo o tipo que cada um representa, clique com o botão direito na layer Ponto GPS Events.

Em Properties, escolha a guia Symbology.

Clique em Categories, escolha Unique Values.

Em Value Field selecione o campo da tabela Tipo.

Clique em Add Values para selecionar os campos desejados e Ok.

Clique em Aplicar e Ok na caixa de Layer Properties e verifique o resultado na mapa e na caixa de conteúdo.

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Informações sobre o WGS84 UTM Zone 23S Projeção: Transverse Mercator Parâmetros: Leste Falso: 500000,000000 Norte Falso: 10000000,000000 Meridiano Central: -45,000000 Fator de Escala: 0,999600 Latitude da Origem: 0,000000

Unidade Linear: Metro (1,000000) Sistema de Coordenada Geográfica: Nome: GCS_WGS_1984 Unidade Angular: Grau (0,017453292519943295) Prime Meridian: Greenwich (0,000000000000000000) Datum: D_WGS_1984 Spheroid: WGS_1984

Semi-eixo maior: 6378137,000000000000000000 Semi-eixo menor: 6356752,314245179300000000 Achatamento Inverso: 298,257223563000030000

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4.5. Atribuir Valores Através da Calculadora

Uma informação muito importante para diversas análises é o valor da área, comprimento ou perímetro dos objetos. O ArcView possui ferramentas eficientes para esta demanda. Para exemplificar utilizaremos os polígonos dos lotes como base.

Clique com o botão direito na layer Lotes e depois em Open Attribute Table. A Caixa que se abre apresenta somente os campos criados pelo próprio programa. Vamos adicionar um novo campo chamado AREA:

Em Options, escolha <Add Field>;

Em Name, digite AREA;

Em Type, escolha Double;

Em Field Properties, atribua 10 para Precision (essa variável define o tamanho do campo numérico) e 2 para Scale (essa variável define o número de casas decimais do campo).

Clique Ok.

Foi criado um novo campo numérico chamado AREA, com todos os valores igual a zero. Para atribuir os valores das áreas dos polígonos, posicione o cursor sobre o campo AREA e clique com o botão direito.

Escolha Calculate Values e clique em Ok na mensagem de alerta que aparece.

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No quadro Field Calculator, clique em Advanced;

Em seguida clique em Load para carregar a expressão que permitirá a atualização deste campo. No navegador, escolha o arquivo Calculo_área que está dentro de Dados Raster\Dados e clique em abrir.

Por último clique Ok na caixa Field Calculator. Observe os resultados na tabela de atributos dos lotes.

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5. IMPORTAÇÃO DE DADOS CAD

Objetivos:

Na formação de um projeto de SIG é muito comum obter base de dados em meio digital através de formatos CAD – Computer-Aided Design em suas extensões mais comuns como DWG (Autocad), DGN (MicroStation) e DXF. Neste passo vamos abrir um arquivo DWG e, em seguida, faremos buscas por atributos para selecionar-mos cada grupo de feições e transforma-las em um shapefile. Primeiramente você irá visualizar como o ArcCatalog armazena as feições do CAD.

5.1. Visualização de Dados CAD no ArcCatalog

Abrir o ArcMap, com um novo mapa;

Abrir o ArcCatalog clicando no ícone específico, localizado na barra de ferramentas principal.

Navegue até o diretório Ex_Importação de dados DWG\Dados e clique no símbolo + ao lado do arquivo ex_importação dados dwg.

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