ArcGIS Model Builder Orlando Jalane Ausvaldo Mabjaia.
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ArcGIS Model Builder
Orlando JalaneAusvaldo Mabjaia
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Programação• Importância da automatização dos processos em SIG• Breve histórico das linguagens script do ArcInfo / ArcView
– Arc Macro Language– Avenue
• Possibilidades de automatização de processos em outros SIGs– Spring (Legal)– ENVI (IDL)– Erdas (Model Maker)– Dinâmica EGO– Shell scripts / Python (Grass - interface por linha de comando)
• Possibilidades de automatização no ArcGIS– VB Scripts– Python– Processamento de lotes (ArcToolbox)– Model Builder
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Programação• Exemplo de processamento em lotes
– Realizar mesma tarefa em difersos arquivos separadamente– Projetar vários arquivos de uma vez
• Construindo modelos de processamento no Model Builder– Criar um novo Toolbox e um novo modelo– Parâmetros, dados intermediários e manejados pelo ModelBuilder– Modelos dentro de modelos, dentro de modelos…– Exercícios práticos
• Modelo simples – raster calculator• Calibração radiométrica• Cálculo de NDVI a partir de imagens TM• Classes de declividade• Normalizando valores em imagens• Classificação não supervisionada em apenas um click• Removendo linhas falhadas em imagens HRC• Recorte de imagem a partir de diversos polígonos (ex. de iteração e uso de variáveis)
– Exemplos• Ponto de sela• Topo de morro• USLE
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Importância da automação dos processos SIG
• Rotinas de processamento em SIG– Vários passos– Sequência correta
• Delimitação de bacias• Zoneamentos (áreas aptas, mapeamento de habitats)• Uso do solo em APP• USLE
• Possibilidade de salvar sequência de operações– Utilizar mais tarde, realizar ajustes
• Compartilhar
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Importância da automação dos processos SIG
• Linguagens Script• Programação que permite o controle de uma aplicação• Diversas aplicações, não só em SIG
• Para SIG existem diversas opções de linguagem script• Ferramentas gráficas para montagem de processos
• Model Builder: Montar um fluxograma, encadeando os processos, gerando uma nova ferramenta no ArcToolbox
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Breve histórico das linguagens script do ArcInfo / ArcView
• Arc Macro Language (AML)– Desenvolvida pela ESRI (1986)– Específica para ArcInfo GIS– Permitia criação de menus, uso de variáveis,
execução de comandos etc…
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Exemplo de AML/* script para segmentar processamento do DEM/* colocando margem de 10 km/* daniel 20 junho 2008&do i = 1 &to 3
&do j = 1 &to 3&describe srtm_30i/* setmask dem_sp_poly&sv y_range = [calc ( ( %grd$ymax% - %grd$ymin% ) / 3 )]&sv x_range = [calc ( ( %grd$xmax% - %grd$xmin% ) / 3 )]/* quanto de overlap entre os blocos?/* FUNCIONA P/ POLICONICA!! EM METROS!!!/* NÃO APLICAR EM PROJ GEOGRÁFICA&sv overlap = 10000&type Processando bloco %i% %j%setwindow [calc %grd$xmin% + ( %i% - 1 ) * %x_range% - %overlap% ] ~ [calc %grd$ymin% + ( %j% - 1 ) * %y_range% - %overlap% ] ~ [calc %grd$xmin% + %i% * %x_range% + %overlap% ] ~ [calc %grd$ymin% + %j% * %y_range% + %overlap% ]
/* rodando rotina para topos de morro/* deve-se antes acertar os nomes dos grids/* e ao final renomear as saídas!
dem_bloco = srtm_30i&type Bloco %i% %j% recortado. Definindo morros...&type Va tomar um cafe...&r topo_daniel
/* renomeando arquivos de saída e limpando intermediáriokill dem_bloco allrename terco_tm_pt tm_pt_%i%_%j%rename terc_msk terc_msk_%i%_%j%rename basin_inv basin_inv_%i%_%j%
/* voltando ao gridgrid
&end&end
Verde: VariáveisAzul: comentáriosVermelho: comandos AMLPreto: comandos Arc
Chamando um outro AML
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Exemplo de AML/* script para calcular mapas necessários aos topos de morro/* deve ser rodado dentro do grid/* daniel - 20 junho 2008/* adaptado do script de Marcos Hott
/* troca dos nomes dos arquivos deve ser feita antes de entrar neste aml/* dem deve chamar dem_bloco/* NÃO ESQUECER DE RENOMEAR SAÍDA
&severity &error &ignore
/* w C:\comum\fill_14/* GRID
setwindow dem_blocosetmask dem_blocosetcell dem_bloco
&type Invertendo e gerando direcao de fluxomde_inv = dem_bloco * -1buildvat mde_inv
flow_inv = flowdirection(mde_inv)buildvat flow_inv
&type Identificando cumessink_mask = sink(flow_inv)buildvat sink_masksetmask sink_maskcume = dem_bloco
&type Delimitando morros por baciassetmask mde_inv
basin_inv = basin(flow_inv)buildvat basin_inv
&type Obtendo altitude máxima de cada morrocume_max = zonalmax (basin_inv, cume, data)buildvat cume_max
&type Passando valor de altitude para os cumessetmask cumecume_mde = con (cume == cume_max, cume, setnull(cume))buildvat cume_mde
&type Obtendo altitude mínima dos morrossetmask mde_inv
base_mde = zonalmin (basin_inv, dem_bloco, data)buildvat base_mde
&type Calculando declividade e obtendo declividade máxima dos morrosdecl_mde = slope (dem_bloco, percentrise)buildvat decl_mde
decmax_mde = zonalmax (basin_inv, decl_mde, data)buildvat decmax_mde
&type Selecionando morros/montanhas que se enquadram na legislaçãosetmask cume_mde
terco_tm = con((((cume_mde - base_mde) >= 50) & ((cume_mde - base_mde) <= 300) & (decmax_mde > 30)) | ((cume_mde - base_mde) > 300), (cume_mde - ((cume_mde - base_mde) / 3)), setnull(cume_mde))
setmask terco_tmterco_tm_pt = gridpoint (terco_tm, cota)
&type Encontrando cumes próximos (500 m)qbuffer terco_tm_pt terc_msk # # 249.5 0.00000001 point round full
/* infelizmente, daqui pra frente tem que ser feito no ArcMAP, na mão/* removendo arquivos temporários desnecessárioskill mde_inv allkill flow_inv allkill sink_mask allkill cume all
kill cume_max allkill cume_mde allkill base_mde allkill decl_mde allkill decmax_mde allkill terco_tm
/* NÃO ESQUECER DE RENOMEAR SAÍDA!!!!/* e voltar ao grid após renomear
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Breve histórico das linguagens script do ArcInfo / ArcView
• Avenue– Linguagem de programação, orientada a objeto,
específica para ArcView– Permite desenvolver novas aplicações em ArcView– Botões, views, tabelas etc…– Muitas das ferramentas no ArcView são Avenue
Scripts, o que possibilita ao usuário realizar alterações de interesse
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Exemplo de Avenue'‘'' Example of how to handle ArcView coverages with
'' multiple attribute records per feature. '''' GeoSnap Software - www.GeoSnap.com'' '' Notes: "bchres - (Many)" VTab '''' "Parlabel" contains the parameter(chemical) name code'' "Parval" contains the detected amount'' "Units" contains the units of measure''''
'--- get the theme that contains the sample locations (points) ---'
aView = av.GetProject.FindDoc("View1")aTheme = aView.FindTheme("bchldi")
'--- make a list to hold the query strings ---'aListOfQueries = List.Make
'--- make the query string (1) ---''--- Lead (PB) >= 200 Mg/Kg ---'
aQuery = "([ParLabel] = " + "PB".Quote + ")"aQuery = aQuery + " and " + "([Units].Trim = "+ "MG/KG".Quote + ")"aQuery = aQuery + " and " + "([ParVal].AsNumber >= 200)"
aListOfQueries.Add( aQuery )
( ... )
Permitia desenvolver scripts, programas…
Trocar aplicativos
Muitos disponíveis na pág. da ESRI
Extensões do ArcView, desenvolvidas pela comunidade SIG
http://arcscripts.esri.com/Contém 1984 scripts (18/08/2011)
http://www.geosnap.com/
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Avenue
http://arcscripts.esri.com/(18/08/2011)
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Possibilidades de automatização de processos em outros SIGs
• Criar fluxos de processamento, salvar e compartilhar não é excusividade da ESRI– Spring– ENVI– ERDAS– Dinamica EGO– Outros
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Spring• LEGAL: Linguagem Espacial para Geoprocessamento
Algébrico{
// Parte 1- Declaracao
// Definição de VariaveisTematico solo_CE ("Solos");Tabela tab_peso (Ponderacao);Numerico solo_peso_CE ("SoloPond");// Definicao da Tabela de Pesostab_peso = Novo (CategoriaIni = "Solos", CategoriaFim = "SoloPond", Le : 0.60, Li : 0.2, Ls : 0.35, Aq : 0.1);// Parte 2 - Instanciacao// Recuperacao do mapa de solossolo_CE = Recupere (Nome = "Solo_CE");// Criacao do novo mapa de solos ponderado
solo_peso_CE = Novo (Nome = "solo_p", ResX = 30, ResY = 30, Escala = 100000);
// Parte 3 - Operacao de Ponderacao
solo_pond_CE = Pondera (solo_CE, tab_peso);
}
http://www.dpi.inpe.br/spring/portugues/tutorial/legal.html
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Spring• LEGAL: Linguagem Espacial para Geoprocessamento
Algébrico• Fatiamento• Reclassificação• Operações boleanas• Operações condicionais• Operações matemáticas e de vizinhança• Classificação fuzzy
http://www.dpi.inpe.br/spring/portugues/tutorial/legal.html
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Spring
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ENVI• Linguagem IDL (Interactive Data Language)
; Programa para executar o modelo linear de mistura no ENVI; Autor: Egidio Arai fev/2009pro mlm envi, /restore_base_save_files envi_batch_init, log_file='c:\user\bayma\novapasta\loglis.txt' nome_arq = ' ';; Abre arquivo de lista das imagens openr, 1, 'c:\user\bayma\novapasta\lista.txt' WHILE ~ EOF(1) DO BEGIN readf, 1, nome_arq
ENVI_OPEN_FILE, nome_arq, r_fid=fid1 if (fid1 eq -1) then return ENVI_FILE_QUERY, fid1, dims=dims, nb=nb pos = lindgen(nb) temp = strsplit(nome_arq,'.',/extract) arq_sai = temp[0]+'_mlm.tif' print, "lendo ", nome_arq
; Calcula mlm ; Read in the endmember text file. The first column are the wavelengths and the ; next 19 columns are the endmembers. We will use the 19 endmembers for unmixing. ; The endmember data must also be transposed in order to send in ; a (nb, # endmember) array. ; envi_read_cols, 'c:\user\bayma\novapasta\endmem.txt', endmem, skip=em_names, /read_skip endmem = transpose(endmem[1:*,*]) out_bname = [em_names[2:*], 'RMS Error'] ; ; Call the Unmixing processing routine. ; envi_doit,'unmix_doit', fid=fid1, pos=pos, dims=dims, $ endmem=endmem, OUT_BNAME=out_bname, $ /IN_MEMORY, r_fid=rfid, WEIGHT=10000 Código fornecido por Gustavo Bayma
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ENVI• http://www.ittvis.com/language/en-US/UserCommunity/
CodeLibrary.aspx
Hyperion Spot Calibration
Deimos-1 Toolkit
MODIS Toolkit
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ERDAS
• Model Maker
• Modelos prontos• Possibilita criar
modelos próprios e compartilhar
• Rodar modelos em um servidor
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ERDASCalibração Radiométrica Reflectância no topo da atm
Modelos de Ricardo Andrade
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Dinâmica EGO
• UFMG (Britaldo Soares et al.)• Simulação de mudanças de uso e cobertura da
terra
• Gerar fluxos de processamento…
http://www.csr.ufmg.br/dinamica/
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Dinâmica EGO
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Dinâmica EGO
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Dinâmica EGO
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Outras opções
• Python (módulos GDAL, GRASS)– Ex.: MODIS
• R (módulos Raster, Gdal)
• Shell script (GRASS)• TerraME (LUA +
TerraLIB)• ... http://grass.osgeo.org/wiki/WxGUI_Modeler
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GRASS Graphical Modeler
http://grass.osgeo.org/wiki/WxGUI_Modeler
![Page 26: ArcGIS Model Builder Orlando Jalane Ausvaldo Mabjaia.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081502/5706386c1a28abb823905694/html5/thumbnails/26.jpg)
Possibilidades de automatização no ArcGIS
• VB, Python, C#, Java …• Arc Scripts
– http://arcscripts.esri.com/ - Não será mais atualizado
– ArcGIS Resource Center– Model and script tool gallery
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Top 10 - Geral
Top 10 ArcGIS ArcInfo
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http://resources.arcgis.com/gallery/file/geoprocessing?sortBy=ratingCount&sort=up&galleryVersion=10.0
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Opções mais palatáveis…
• Dentro do ArcGIS• Processamento em lotes (batch)
– Funciona com qualquer ferramenta do ArcToolbox
• Model Builder
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Opções mais palatáveis…
• Processamento em lotes (batch)
• Funciona com qualquer ferramenta do ArcToolbox
![Page 31: ArcGIS Model Builder Orlando Jalane Ausvaldo Mabjaia.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081502/5706386c1a28abb823905694/html5/thumbnails/31.jpg)
Project RasterRaster de entrada
Projeção do raster de entrada
Raster de saída
Projeção do raster de saída
Opções diversas (método, reamostragem, resolução)
![Page 32: ArcGIS Model Builder Orlando Jalane Ausvaldo Mabjaia.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081502/5706386c1a28abb823905694/html5/thumbnails/32.jpg)
Batch Project Raster
Dois arquivos: spot_vgt_a1.tif e spot_vgt_a2.tif em coordenadas geográficasPassar para UTM Zona 23S
Parâmetros da ferramenta
Adiciona / Remove linhasCada linha é um processamento
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Model Builder
• Fluxograma, encadeando processos para gerar uma nova ferramenta no ArcToolbox
![Page 34: ArcGIS Model Builder Orlando Jalane Ausvaldo Mabjaia.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081502/5706386c1a28abb823905694/html5/thumbnails/34.jpg)
Model Builder
• Modelos devem ser salvos dentro de um ToolBox
• Criando um ToolBox para guardar os modelos– Arquivo .tbx
• Clicar com botão direito no ArcToolbox– Add toolbox– Botão New ToolBox
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Criando um ToolBox
Selecionar toolbox criado; open
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Criando um ToolBoxPode-se escrever informações na caixa de propriedades do ToolBox
-- metadados –
Botão direito; Save Settings; To Default: toolbox será aberta na próxima vez que abrir o Arc
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Criando um novo modelo
• Botão direito; new; model– Tb pode criar grupos
(Toolset)
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Model Properties
Nome interno do modelo
Nome fantasia
Descrição
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Model PropertiesEnvironments: Permite definir o ambiente
Pasta TemporáriaResolução rasterMáscaraEtc…
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Botões: Esquerda p/ direita1)Salvar2)Imprimir3)Recortar4)Copiar5)Colar6)Apagar7)Undo8)Redo9)Adicionar dados, ferramentas10)Auto-organizar11)Controles de zoom
Conectar objetosVerificarRodar
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Primeiro modelo: Raster Calculator
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Para a versao Arc 10Primeiro Modelo: Raster Calculator
• Adicionar ferramenta de Raster Calculator– Spatial Analyst / Map Algebra / Raster
Calculator
![Page 43: ArcGIS Model Builder Orlando Jalane Ausvaldo Mabjaia.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081502/5706386c1a28abb823905694/html5/thumbnails/43.jpg)
Primeiro Modelo: Raster Calculator
Imagens na área do modelo
Imagens adicionadas ao display
Expressão
Saída
Funções
Clicar OK e Rodar o modelo
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Para a Versao Arc 9.3 e 9.xxx
• Adicionar ferramenta de Raster Calculator
–Spatial Analyst / Map Algebra /Single output Map Algebra
Adicionar ImagensTM banda 3; TM Banda 4
Fazer com que resultado seja adicionado ao display (botão direito / add to display)
Duplo click no Single output Map Algebra
(abrir opções)
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Editar os nomes das variaveis
• Faca click o mouse a direita.
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Como definir as variaveis
Duplo click no single output Algebra
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Fazer os dados aparecer no operador
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Desenho da parte Matematica
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Primeiro Modelo: Raster Calculator
Somente valores -1; 0 e 1
Importante: Diferença entre valores inteiros e reais!!
Expressão deveria ser:
Float("%Banda 4%" - "%Banda 3%") / ("%Banda 4%" + "%Banda 3%")
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Primeiro Modelo: Raster Calculator
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Primeiro Modelo: Raster CalculatorBotão direito Diversas opções
1)Renomear objeto
2)Definir parâmetros do modelo
3)Dados intermediários (managed)
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Modelos dentro de modelos, dentro de modelos, dentro de mo…
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Calibração Radiométrica
Variável Double
Variável Double
Raster layer
Adicionar uma variável:
Botão direito / Create variable
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Calibração Radiométrica: dentro do Raster Calculator
Deixar vazio para não preencher automaticamente
Este erro aparece pq parâmetros não foram definidos
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BAND1_NAME = LANDSAT_5_TM_20040605_226_073_L2_BAND1;BAND1_WAVELENGTHS = 0.45,0.52;BAND1_RADIOMETRIC_GAINS/BIAS = 0.762824,-1.52;BAND2_NAME = LANDSAT_5_TM_20040605_226_073_L2_BAND2;BAND2_WAVELENGTHS = 0.52,0.6;BAND2_RADIOMETRIC_GAINS/BIAS = 1.44251,-2.84;BAND3_NAME = LANDSAT_5_TM_20040605_226_073_L2_BAND3;BAND3_WAVELENGTHS = 0.63,0.69;BAND3_RADIOMETRIC_GAINS/BIAS = 1.03988,-1.17;BAND4_NAME = LANDSAT_5_TM_20040605_226_073_L2_BAND4;BAND4_WAVELENGTHS = 0.76,0.9;BAND4_RADIOMETRIC_GAINS/BIAS = 0.872588,-1.51;BAND5_NAME = LANDSAT_5_TM_20040605_226_073_L2_BAND5;BAND5_WAVELENGTHS = 1.55,1.75;BAND5_RADIOMETRIC_GAINS/BIAS = 0.119882,-0.37;BAND6_NAME = LANDSAT_5_TM_20040605_226_073_L2_BAND6;BAND6_WAVELENGTHS = 10.4,12.5;BAND6_RADIOMETRIC_GAINS/BIAS = 0.0551576,1.2378;BAND7_NAME = LANDSAT_5_TM_20040605_226_073_L2_BAND7;BAND7_WAVELENGTHS = 2.08,2.35;BAND7_RADIOMETRIC_GAINS/BIAS = 0.0652941,-0.15;END_OF_HDR;
Parâmetros para TM
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Modelo dentro de modelo, dentro de modelo, dentro de mo…
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Classes de Declividade
• Dividir um DEM nas classes de declividade
1) Calcular declividade– Função Slope
2) Classificar– Função Reclassify
Declividade(º)
Declividade(%) Nome da Classe
0 - 1,72 0 – 3 % Plano1,72 – 4,57 3 – 8 % Suave ondulado4,57 - 11,31 8 – 20 % Ondulado11,31 -24,23 20 - 45 % Forte ondulado24,23 -36,87 45 – 75 % Montanhoso
> 36,87 > 75 % Escarpado
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Classes de declividade
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Classificação não supervisionada em um click
• Classificação no Arc é um processo com dois passos1. Gerar arquivo de assinatura2. Max Likelihood
• Arc 10 já tem script para fazer não supervisionada em apenas um passo.– Script python
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Classific não supervisionada• Adicionar imagens spotvgt_amp_bandas 1 a 4• Adicionar ferramenta IsoCluster
– Spatial Analyst / Multivatiate• Adicionar ferramenta Maximum likelihood
– Spatial Analyst / Multivatiate• Ligar imagens nas ferramentas
– IMPORTANTE: Respeitar sequência!• Definir 10 classes no IsoCluster• Ligar saida do Isocluster (arq. de assinatura) no Max.
Lik.• Adicionar Output raster ao display• Rodar
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Normalizando valores em imagens
• Diferentes imagens com a mesma aplitude nos valores (0 – 1000)
• PQ?– Isocluster: Funciona melhor se imagens apresentarem
valores na mesma faixa
Manual ArcGIS 10
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Modelo para normalizar imagem
• Funções– 2x Get Raster Properties (Data management / Raster /
Raster Properties)– Raster Calculator
• Um raster properties p/ pegar valor máx e outro para mínimo
• Raster Calculator– ("%Entrada%" - %Minimo%) / (%Maximo% - %Minimo%)
* 1000
• Deixar saida com um nome de arquivo…
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Usando um modelo dentro do outro
• Copiar modelo de classificação para um outro nome (botão direito – copy – paste e renomear)
• No modelo novo, remover bandas de entrada• Arrastar modelo de normalização de dados
para o modelo novo• TROCAR O NOME DO RASTER DE SAÍDA DO
MODELO DE NORMALIZAÇÃO!!!– Faz isso 4 x (4 bandas)
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15m Spot VGT
Não norm. Normalizada
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Removendo falhas em imagens HRC
• Imagens de alta resolução do CBERS-2b– 2.5 m
• Linhas falhadas– Largura de poucos pixels
• Corrigir VISUALMENTE
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Parte da imagem HRC 155_C 125_3 de 28/08/2008
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Removendo falhas em imagens HRC
• Identificar locais da falha– Set Null: passar valores 0 para nulo
• Spatial analyst / conditional
• Gerar imagem “borrada”– Focal Statistics: Média de 3x3, ignorando nulos
• Spatial Analyst / Neighborhood
• Juntar imagens aplicando condição– Con(original = 0, borrada, original)
• Spatial analyst / conditional
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![Page 74: ArcGIS Model Builder Orlando Jalane Ausvaldo Mabjaia.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081502/5706386c1a28abb823905694/html5/thumbnails/74.jpg)
Recorte de imagens em polígonos
• Exemplo de iteração– Repetir uma operação um determinado número
de vezes• ArcGIS 9.2: algumas maneiras de iteração• ArcGIS 10: maior suporte para iteração
• Recortar imagem em diversos polígonos, a partir de um shape
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Iteradores no Model Builder
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Recorte de imagens em polígonos
• Dados: Composta spot vgt; municipios_spotvgt.shp
• Iterate Field Values– Botão direito / iterators
• Select– Analysis tools / extract
• Extract by mask– Spatial Analyst / extraction
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Recorte de imagens por polígonos
• Conectar shape ao iterador– Iterar pelo geocodigo– Renomear saida do iterador para GeoC
• Conectar shape ao select– No query colocar “Geocodigo”= ‘%GeoC%’– Fazer saida managed
• Conectar saida do select e raster no extract by mask– Nome da saida: spotvgt_%GeoC%.tif
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![Page 79: ArcGIS Model Builder Orlando Jalane Ausvaldo Mabjaia.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081502/5706386c1a28abb823905694/html5/thumbnails/79.jpg)
Cuidado
• Iterações podem demorar MUITO• Shape de municípios tem 235 polígonos!• No meu computador demorou 20 minutos!
• Usar arquivo 10munic_spotvgt.shp– Só 10 municípios
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Problemas nas bordas dos polígonos. O que fazer?
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Topo de Morro
![Page 82: ArcGIS Model Builder Orlando Jalane Ausvaldo Mabjaia.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081502/5706386c1a28abb823905694/html5/thumbnails/82.jpg)
Ponto de Sela
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http://stanford.edu/~woodsp/natcap/invest/docs/21/index.html
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Finalmente…
• Limites?– Limites de processamento (memória, disco)– Tempo
• Referência
–Manual do ArcGIS
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Obrigado