Análises Espaciais: Funções do SIG
Introdução
Tipos de Mapas
Principais Relações Topológicas
Principais funções do SIG
- A utilização das funções de SIG requer uma metodologia adequada para permitir a otimização dos procedimentos
- Uma metodologia adequada de utilização das funções disponíveis é determinante para a qualidade dos resultados
Introdução
- Mapas observacionais: descrevem o mundo real com um mínimo de interpretação. Ex: imagens de satélite, mapas geológicos, imagens geofísicas, mapas geoquímicos, pedológicos, fotografias, entre outros.
- Mapas analíticos: modelamentos numéricos via processamento digital de imagens. Ex: imagens em falsa cor, MNT, Mapas de declividade.
- Mapas integrados: mapas cruzados e integrados através de modelos lógicos. Ex: simultaneidade booleana, possibilidade fuzzy e probabilidade bayesiana.
- Mapas fundidos: mapas derivados de operações algébricas cumulativas, como adição, multiplicação e subtração.
Tipos de mapas
DIJUNÇÃO ADJACÊNCIA CONTINGÊNCIA CONTINGÊNCIAE ADJACÊNCIA
IGUALDADE INTERSEÇÃO CRUZAMENTO
A disjunção é definida pelas relações matemática entre os elementos que não possuem limites comuns. Ex: manchas de solo num mapa pedológico.A adjacência é definida pela presenção de cadeias que separam os elementos. Ex: cartografia dos diversos tipos de vegetação de uma região, com continuidade entre os vários tipos.
A contigência compreende as relações existentes entre os elementos contidos em outros elementos. Ex: certos mapas geológicos apresentam “ilhas” de determinadas litologias, como por exemplo, coberturas quaternárias repousando sobre litologias diversas.
A igualdade é a singularidade dos elementos de possuírem as mesmas relações geométricas. Ex: um polígono pode representar a declividade e outro polígono pode representar o uso e a ocupação do solo.
A interseção representa o cruzamento de um elemento linear com um dos contornos de um determinado polígono. Ex: esta relação pode ser observada quando se estuda os limites municipais e a rede hídrica de uma determinada região.
O cruzamento é um caso particular de interseção, no qual os elementos lineares cruzam pelo menos dois lados de um polígono. Ex: rede viária e os limites municipais.
Principais relações topológicas
Consulta
Medida
Reclassificação
Análise de Proximidade
Análise de Contiguidade
Operações de superposição (overlay)
Operações Algébricas
Interpolação (MNT)
Principais Funções do SIG
Consulta
-Consiste em argüir o banco de dados, para que o sistema informe, com maior acurácia possível, as coordenadas geográficas de qualquer dado espacial, além do atributo a ele relacionado
Principais Funções do SIG
CONSULTA NO IDRISICONSULTA NO ARCGIS
1
23
5
6
4
Cursor: 345000E, 7456000NCategoria 5 (vegetação arbustiva)Perímetro 345 m; área 53 m2
Medida
-A possibilidade de calcular os parâmetros mensuráveis dos objetos espaciais é considerada uma das capacidades analíticas de maior importância de um SIG pelas possibilidades de aplicação das mesmas;
-Dentre as principais funções de medida podem ser citadas as operações de ponto em polígono, linha em polígono, medidas de comprimento, área e volume;
Principais Funções do SIG
Reclassificação
-Pode ser baseado em atributos temáticos ou nas propriedades topológicas (contingência, adjacência, interseção, etc.) dos objetos em uma determinada camada temática;
-A reclassificação pode simplificar ou tornar mais complexa a informação;
-Permite que diferentes usuários, utilizando-se de um mesmo banco de dados, produzam informações espacializadas de acordo com os respectivos interesses;
Principais Funções do SIG
Ex: Reclassificação de um mapa de variação de cobertura vegetal que possui 6 classes em um novo mapa de preservação de florestas contendo 3 classes.
1
23
5
6
4
MAPA COBERTURA VEGETAL1 CULTURA AGRÍCOLA2 FLORESTA DECÍDUA3 SOLO EXPOSTO4 CONÍFERAS5 PASTP6 REFLORESTAMENTO
RECLASSIFICAÇÃO NO IDRISI
RECLASSIFICAÇÃO NO NO ARCGIS
1
23
MAPA COBERTURA VEGETAL RECLASSIFICADO
1 CONÍFERAS2 FLORESTA 3 REFLORESTAMENTO
Reclassificação: exemplos
Análise de Proximidade
Também conhecida como operação de buffer ou análise de corredores, consiste em gerar subdivisões geográficas bidimensionais na forma de faixas, cujos limites externos possuem um distância fixa x e cujos limites internos são formados pelos limites da expressão geográfica em exame.
Ex: Se uma linha está definindo um rio, pode-se determinar faixas de cada lado do rio, em que a distância entre o limite exterior da faixa e o eixo do rio represente a área legal de preservação de mata ciliar.
Principais Funções do SIG
Análise de Proximidade:exemplos
Principais Funções do SIG
ANÁLISE DE PROXIMIDADE SIMPLES
ANÁLISE DE PROXIMIDADE MÚLTIPLA
Imagem raster de residências
Imagem raster bufferizada de residências
Análise de Proximidade:Buffer no Idrisi
Principais Funções do SIG
Análise de Contiguidade
A análise de contigüidade refere-se aos procedimentos matemáticos envolvendo o atributo de um determinado pixel e os atributos dos pixels imediatamente seus vizinhos
A geração de superfícies contínuas é muito útil no entendimento da distribuição dos dados espaciais
Principais Funções do SIG
Análise de Contiguidade
Para alcançar resultados válidos é indispensável que seja medida a autocorrelação espacial do conjunto de dados
Somente dados autocorrelacionáveis estarão sujeitos a passar por procedimentos matemáticos de geração de superfícies contínuas
Principais Funções do SIG
2
1
2
11
112
1
xx
xx
Cij
nIG
in
i
jin
j
n
in
j
n
i
2
1
11
11xx
xxxxCij
Cij
nIM
in
i
jin
j
n
in
j
n
i
Onde:xi, xj = valores dos dados espaciais nas respectivas linhas e colunas;Cij = corresponde ao total da conectividade binária;X= Média dos valores dos dados espaciais.
Análise de Contiguidade
Para a definição da autocorrelação dos dados , são utilizados, entre outros, dois índices, o ÍNDICE DE MORAN (IM) e o ÍNDICE DE GEARY (IG), que determinam o grau de ajuste necessário quando o fenômeno é modelado. O IM e o IG são expressos pelas seguintes fórmulas:
Principais Funções do SIG
Análise de Contiguidade: IGPrincipais Funções do SIG
- Os valores de IG tendem a se situar entre
0 (zero) e 2, mas não estão restritos a esta faixa
- Valores próximos de zero indicam que os dados espaciais são semelhantes, portanto possuem boa autocorrelação
- Valores próximos de 2 indicam que os valores não semelhantes tendem a se juntar
- Valores próximos de 1 indicam um padrão de dados espaciais aleatórios e o futuro mapa que represente uma superfície contínua não passará de um “lixo organizado”.
Análise de Contiguidade: IMPrincipais Funções do SIG
- Os valores de IM tendem a se situar entre -1 e +1, mas não estão restritos a esta faixa
- Valores próximos de +1 indicam que os dados espaciais são semelhantes, portanto possuem boa autocorrelação
- Valores próximos de -1 indicam que os valores não semelhantes tendem a se juntar indicando um padrão de dados espaciais aleatórios e o futuro mapa que represente uma superfície contínua não passará de um “lixo organizado”.
Análise de Contiguidade: síntesePrincipais Funções do SIG
IM < 0IG > 1Não semelhantes, contrastantes
IM < 0IG = 1Independentes, não correlacionados, aleatórios
IM > 00 < IG < 1Semelhantes, regionalizados, limites suaves
IMIGCONCEITO (dados)
-A superposição é uma das funções mais utilizadas em um SIG;
-As principais operações de superposição são: imposição ou máscara, colagem, associação e sincronização
Principais Funções do SIG Operações de superposição (overlay)
L ocalização de Fontesde C ontam inação
E dificações E xistentes
Zonas de D isponibilidade H ídrica
A nálise E spac ialM ulti-c ritério
Á reas recom endadaspara a perfuração denovos poços
(S egundo os critériosconsiderados na análise)
Principais Funções do SIG Operações de superposição (overlay)
Principais Funções do SIG Overlay: IMPOSIÇÃO OU MÁSCARA
A imposição é definida como a seleção de uma determinada área para ser analisada e observada em todos os PIs
Principais Funções do SIG Overlay: COLAGEM
A colagem representa a imposição de regiões geográficas de um determinado mapa a outro mapa
Principais Funções do SIG Overlay: COMPARAÇÃO
A comparação entre mapas permite identifcar áreas com os mesmos atributos e elas serão preservadas, desde que estejam ocupando a mesma região geográfica
Principais Funções do SIG Overlay: ASSOCIAÇÃO
A associação corresponde à geração de áreas geo-referenciadas controladas por determinados argumentos
Principais Funções do SIG Overlay: SINCRONIZAÇÃO
A sincronização corresponde à superposição de mapas, na qual cada interseção representa uma nova e independente categoria.
Diagrama de Venn mostrando os resultados da aplicação de operadores de lógica booleana para dois ou mais conjuntos (Burrough & McDonnell, 1998).
Principais Funções do SIG Overlay: Lógica Booleana
-Este tipo de operação faz uso de uma constante (escalar) ou uma operação aritmética (adição, subtração, multiplicação, exponenciação, etc.);
-O tema de saída contém novos valores de atributos resultantes do tipo de operação aritmética e do valor da constante utilizada.
Principais Funções do SIG Operações Algébricas
Funções Escalares
Exemplo de uma operação de multiplicação em um tema raster (Malczewski, 1999)
Principais Funções do SIG Operações Algébricas
Principais Funções do SIG Interpolação
Interpolar é predizer (ou estimar) o valor da variável em estudo num ponto não amostrado.
Na figura a cruz representa o ponto que se pretende predizer o valor.
Pontos de amostragem (1 a 7) e de estimativa (x) numa área de estudo
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