Fsi8b Sumario Geral

SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM COMERCIAL - SENAC

CAMPUS SANTO AMARO - CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO (LATO SENSU)

GEOPROCESSAMENTO: PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES

FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO PARA GEOPROCESSAMENTO

Docente: Engº Luiz Carlos Soares Domingues

FSI-GEO - Sumário Geral

Sistema de Informação Geográfica

HWPC / Servidor (CPU-Z, TestScreens)

SWWindows (2K XP 2K3)Linux (Mandriva ou Poseidon/Debian)Básico / Free SoftWareOpenOffice, QGIS, GRASS, 3DEM, HyperCube, QGrid, MapImagery

DWVetorial (ponto, linha, região)Rede (Topologia, especializada)Raster

Imagem (RGB, HSI, Bandas)DEM (USGS-TOPO30, DTED)

PWMurphy, Peter Drucker e outros

DADOS INFORMAÇÃO

OBJETIVO

USUÁRIO

realimentação(feed back)

Sistema e Informação

Informação Automática

Sistema de Informação Geográfica - HW

Primeira GeraçãoVálvula – ENIAC (1945)

Segunda GeraçãoTransistor – IBM-7094 (1960)


Terceira GeraçãoCI – IBM/360 (1964)

Quarta GeraçãoVetorial – CRAY-1 (1978)


Quinta GeraçãoScalable Parallel Cluster - IBM DeepBlue (1996)

Internet – Projeto Seti@Home (1998)

Sistema de Informação Geográfica - SW

Fundação da Microsoft (1978)Top row: Steve Wood (left), Bob Wallace, Jim Lane. Middle row: Bob O'Rear, Bob Greenberg, Marc McDonald, Gordon Letwin. Bottom row: Bill Gates, Andrea Lewis, Marla Wood, Paul Allen. December 7, 1978.

Paul Allen & Bill Gates(acima: 1968 abaixo: 1978)


Linus Torvalds – criador do LINUX (1993)



Linha do Tempo - GISAno Evento

1950 SAGE (Semi Automatic Ground Environment) air defense system (MIT).

1957 PRONTO, primeiro sistema comercial de programação de controle numérico, devido a Dr. Patrick J. Hanratty, o “Pai do CADD/CAM“.

1959 MIMO (Map In Map Out), modelo para aplicação de computadores a cartografia, proposto por Waldo Tobler.Calcomp, companhia pioneira do ploters é fundada.

1960 SKETCHPAD de Ivan Sutherland, o primeiro sistema CAD.1963 CGIS (Canadian Geographic Information System, Roger Tomlinson).1966 SYMAP (Synagraphic Mapping System, Howard Fisher).1969 ESRI (Environment Sys Research Inst, Jack & Laura Dangermond).

Intergraph Corporation (Jim Meadlock).Computervision e Applicon, companhias voltadas para CAD /CAM.

1971 CGIS torna-se totalmente operacional.1972 LANDSAT (ERTS-1) é lançado;

GFIS da IBM tem seu desenvolvimento iniciado.1974 LANDSAT / INPE estação terrestre em operação (GE Image-100

operando em um computador Digital PDP-11/45).1976 Apple, o primeiro micro-computador pré-montado (pronto para uso).1977 CP/M, sistema para micro desenvolvido por Gary Kildall

Microsoft Basic é licenciado pela Apple.1978 ERDAS, referência em processamento de imagens, é fundada.1980 MAP (Map Analysis Package, Dana Tomlin). 1981 SISGRAPH (repr Intergraph no Brasil é fundada).

Themag compra o primeiro sistema Intergraph vendido no Brasil;ARC/INFO é lançado pela ESRI;IBM-PC é lançado, demarcando a revolução da micro-informática.

1982 AutoCAD, criado por John Walker, é lançado pela Autodesk (Nov/82).1984 Reserva de Mercado para Informática estabelecida (lei 7232/84).

INPE/DPI Divisão de Processamento de Imagens é criada.1985 MicroStation, versão PC do IGDS-Intergraph é lançado;

GPS (Global Positioning System) torna-se operacional;GRASS (Geographic Resouces Analysis Support System) é iniciado no

US Army Construction Engineering Research Lab.

Ano Evento

1986 MapInfo (versão MS-DOS).SPOT, primeiro satélite cartográfico.Peter Burrough "Principles of Geographic Information Systems

for Land Resources Assessment“.SITIM/SGI, precursor do Spring, é lançado pelo INPE/DPI (versão DOS)

1987 IDRISI é iniciado por Ron Eastman na Universidade de Clark.SIGAL (Sistema de Informação Geográfica – Analisador Lógico / Themag) Álgebra de Mapas (Modelagem Lógica) para o Macrozon / SUDELPA.

1989 MGE (Modular GIS Environment, Intergraph, modularidade em GIS).1991 Windows 3.1‑ , funcional para LAN, vende 50 milhões de cópias.

Linux tem o desenvolvimento iniciado por Linus Torvalds.1992 MGE-PC (Intergraph; MapInfo como módulo para mapeamento temático).

Reserva de Mercado para Informática encerrada.1993 Mosaic, o primeiro navegador Iternet (Marc Andreessen, Netscape).1994 Windows 95‑ (Microsoft, torna-se o sistema operacional dominante para

PC). 1995 MapInfo Professional (Windows-95 / Microsoft Office).1996 SPRING é disponibilizado gratuitamente na Internet;

OpenGIS é lançado como um Consórcio.1997 Microsoft DataMap da MapInfo é distribuído com o Excel-97.1998 TerraServer (Aerial Images Inc, Microsoft, USGS e Compaq).1999 CBERS-1 satélite brasileiro-chinês é lançado em Outubro.2000 TerraLib lançado como solução do SITIM para servidores WWW.

GPS-SA (Seletive Avaiabllity) desligada pelo presidente dos USA (Clinton)2001 Lei do Software consolida opção por incentivos ao setor (lei 10.176/2001).2003 TerraLib versão 2.0 é disponibilizado na Internet.

2004 Web 2.0 Conference e Sumatra Tsunami (26 de Dezembro; 9.3 Ritcher)

2005 Google Maps (8 de Fevereiro) e AJAX (18 de Fevereiro)Maps API (Junho) e Google Earth (globo digital)

2006 Google Maps API ver 2 (3 de Abril)

2007 Google Maps Geocoding incluiu o Brasil (10 de Maio)Google Maps Brasil é anunciado (24 de Outubro)

Fonte: http://www.casa.ucl.ac.uk/gistimeline/http://terralib.dpi.inpe.br/paper.htmlhttp://mbinfo.mbdesign.net/CAD-History.htm


Mapa SYMAP (1966) Sistrema SIGAL – SUDELPA (1987)

http://www.geog.utoronto.ca/schulte/ggr272/symap.html

Como um GIS FuncionaGIS conecta feições mapeadas aos dados de atributos, permitindo a elaboração de “análises espaciais”.

002

001 003

004Line 2

Line 1

Lin

e 4

Lin

e 3

Line 6Line 5

Line 8

Lin

e 7

Lin

e 9

A

Lines Points Polygons

Processamento de Imagens – Espectro da Luz

Processamento de ImagensApresentação de Imagens

• Fenômeno Físico (onda eletromagnética):Crominância + Luminância

• Percepção Visual: Matiz, Saturação, Intensidade / Brilho, Contrate;

• Representação (Modelo) de Cor: HSI, RGB, CMY, CMYK, YCbCr, YUV

• Captura, Representação e Armazenagem pixel: tamanho e granulação

sampling size: (a) 512x512, (b) 128x128, (c) 64x64, (d) 32x32;quantizing level: (a) 6 bits; (b) 4 bits; (c) 2 bits; (d) 1 bit;

Processamento de ImagensOperações Estatísticas

• Correção de Intensidade Correção de Gama ( out = in 1/γ) Look-up Table (LUT) Costrast Stretching Equalização de Histograma Especificação de Histograma

Operações e Transformações Espaciais• Posição Espacial

Máscara e Remoção de Gradação Gabaritos e Convoluções Outras Operações sobre Janelas

• Transformações Geométricas

Detecção, Morfologia, Combinação

Inferência, Reconhecimento, Classificação

Transformação de Fourier (FFT)

Correlação Espacial

Processamento de Imagens - Retificação

http://www.spatialvision.com.au/html/p_digitalairphoto.htm

Processamento de Imagens - Retificação


Projeções Cartográficas

Processamento de Imagens – Wavelet (DWT)

DWT (JPEG2000) Discret Wavelet Transfor

DCT (JPEG) Discret Cosine Transfor

Processamento de Imagens


Compactação Wavelet (160x)


Compactação JPEG (160x)

Processamento de Imagens - Mosaico


Processamento de Imagens - Mosaico

Processamento de Imagens - Distribuição

MapServer (Free SoftWare)Current Version: 4.6.1 (2005)

ERMapper WebServerIntegração caom o GoogleEarth

http://www.earthetc.com/kml/australia.kml

Exemplo 4 (Wavelet ECW x MrSID)

Origens: ECW mapeamento geotécnico (compressão típica 40x-200x)MrSID militar – datiloscopia (impressão digital – típ. 15x-50x)

Compressão: meta 40xTamanho: 1090MBytes

Compressão: 85xTamanho: 13 MB

Compressão: 45xTamanho: 24 MB

Exemplo 4 (Wavelet ECW x MrSID)

Processamento de Imagens – Landsat 7

Level 0 Reformatted (L0R)Level 1 Radiometrically Corrected (L1R)

Level 1 Geometrically Corrected (L1G)

Sistema GPS / NAVSTAR

Coordenadas Geográficas Coordenadas ECEF



The Global Positioning System (by Peter A Dana)http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps_f.html


MapInfo / QGIS Básico e Avançado

Conceitos básicos e introdução

Utilização de dados diversos

Controle de níveis de mapas

Recursos de rotulação

Criação de mapas temáticos utilizando-se tabelas

Consultas e buscas geográficas

Criação e análise de áreas de cobertura

Geocodificação

Layout

Cópia e alteração de mapas gerados no MapInfo para outra aplicação

Operações com objetos gráficos

Atualização de colunas

Mapa temático bivariado

MapImagery e Imagens Raster

MapBasic Window e edição de áreas de trabalho

Tabelas ODBC e vinculadas

Edição de mapas de ruas

Geocodificação avançada

Seleção por SQL

MapInfo

GRDB

ARQ

• MapInfo

• DBase

• Excel, Lotus

• Access

DBMS

• Oracle

• SQL Server

• MySQL

• ODBC

IMG

• TIFF, BIL

• ECW, SID

• ALG, ERS

• URL, JPG

GRID

• MIG

• DEM, TOPO3

• USGS, NOAA

• QG, GRD

Listagem

Gráfico

Redistribuição

Mapa

SQL View

• TAB MapInfo

• Tabela DBMS

LayOut

Área de Trabalho

(WorkSpace)

Processamento de Imagens – MapImagery

http://www.rga.com.br/mimgry_uso.html

http://www.ermapper.com/

Processamento de Imagens – MapImagery

Sistema Modular InfoGeo – Imagens e DEM

GeoTIF16

ECW

MapImagery

ALG

3DEMUSGSGTOPO30

NOAAGLOBE

GeoTIF32

SRTM

TerrainMatrix

QuickGrid

3DEMconv

ECW-JP2K

ERViewer

GeoTIF16XYZ

MapInfo

AutoCAD

uStation

ArcGIS

WWW

PhotoShop

• • •

GLCFGlobal Land Cover Facility

• • • HyperCube • • •

• • •

ERS

Processamento de Imagens – Bandas e Sensores

http://www.infoterra-global.com/data_media/spec_bands.gif

Descrição das Bandas: http://www.infoterra-global.com/banddescrips.htm

Dados e Imagens: http://www.infoterra-global.com/data.htm

Esquema de Utilização – Exemplo Imagem Landsat

• DataSets ERMapper Utilizados » Landsat_TM_year_1985.ers (bandas 1 a 7) » Landsat_TM_year_1991.ers (bandas 1 a 7) » Landsat_TM_two_year_Virtual_Dataset.ers (bandas 1 a 14) » LsTM_SPOT_Pan_Virtual_Dataset.ers

Normalized Difference Vegetation Index

NDVI = (I1 – I2) / (I1 + I2) {I1: b3 / RED; I2: b4 / NIR}

• There are various algorithms used to highlight vegetation. They all use the high near-infrared (NIR) reflectivity of green vegetation (band 4: 0.83um) compared to the high red chlorophyll absorption (band 3: 0.66um) to highlight vegetation.• Note: Like most processing techniques for Landsat TM, this formula can enhance information other than vegetation, as there are materials other than vegetation that have a high spectral response in NIR and low spectral response in Red.•As dry vegetation has a different spectral response to green vegetation, this algorithm is not ideal for highlighting dry grass. The ratio of band 5 over band 7 (e.g. 1.65 um / 2.215 um) is better at highlighting dry vegetation. Unfortunately, the 5/7 ratio will also highlight hydroxides.

DEM – Digital Elevation Model

X

Y

500 1000

500

800

110

110

120130

200

140

QuikGrid•Utilizar entrada de pontos dispersos•Formato DCAnpt,x,y,z,desc


Modelo Digital de Elevação preparado com o programa QuikGrid( http://www.perspectiveedge.com/ )

http://www.perspectiveedge.com/


Modelo Digital GLOBE 30” – Rio de JaneiroPreparado com o programa 3DEM

Web 2.0 - JavaScript & AJAX

ClienteNAVEGADOR(BROWSER)

PáginaHTML

GET URL

Eventos

PáginaDHTML

Dados:XML, JSON

Visual:CSS, HTML

Bancode

Dados

JavaScriptBrowser DOM

Resp

Servidor HTTP

AJAX << XmlRequest

Dados

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Windows_Mosaic_3.0.png

Performance Test Results (Feature Density)

MapServer extracts features from SDE slightly faster than ArcIMS does.

Feature Density vs. Response Time

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

1200

0

2400

0

3600

0

4800

0

6000

0

7200

0

8400

0

9600

0

1080

00

1200

00

1320

00

1440

00

Number of Features

Avera

ge R

esp

on

se T

ime (

ms)

MapServer (SDE)

ArcIMS (SDE)

MapServer (.shp)

http://www.refractions.net/expertise/whitepapers/mapserver-arcims/mapserver-vs-arcims.pdf

Education

Fsi8b Sumario Geral