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
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações Geográficas
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 ;
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações Geográficas
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
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações Geográficas
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”;
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações Geográficas
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;
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações 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..
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações Geográficas
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;
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações Geográficas
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
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações Geográficas
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 ? ?
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações Geográficas
Observador: : DiretorDiretor
Escala de ObservaçãoEscala de Observação : : Unidade EscolarUnidade Escolar
Demanda de InformaçãoDemanda de Informação: :
¿ 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 ? ?
1 - Elementos para o Projeto de Aplicações Geográficas
Observador: : SecretárioSecretário
Escala de ObservaçãoEscala de Observação : : Conjunto de Conjunto de Unidades Unidades
Escolares/Unidade EscolarEscolares/Unidade Escolar
Demanda de InformaçãoDemanda de Informação: :
¿ 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.
Um Exemplo: Um Aplicativo Aplicativo GeográficoGeográfico Modelado e Implementado com o apoio do SPRING
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;
Um Exemplo: Um Aplicativo Aplicativo GeográficoGeográfico Modelado e Implementado com o apoio do SPRING
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
RepresentaçãoGeométrica
RepresentaçãoMatricial
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
RepresentaçãoGeométrica
RepresentaçãoMatricial
RepresentaçãoVetorial
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
RepresentaçãoGeométrica
RepresentaçãoVetorial
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
RepresentaçãoGeométrica
RepresentaçãoVetorial
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
Mapa Temático c/classes de declividade(matriz 2D de Num.Inteiros)
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
Mapa Temático c/classes de declividade(matriz 2D de Num.Inteiros)
Solos
Operação Geográfica - Mapa Cadastral de Quadras
Mapa de Classes deAptidão ao Uso(matriz 2D de Num.Inteiros)
Aptidão
Mapa Cadastral comObjeto Quadras
Quadras
Importaçãode Dados
Dados c/Atributos
nãoespaciais
Atributos- Asa, Populc., etc- Aptidão- Decliv. médio
Quadras
Operador de MaioriaZonal sobre objeto
Quadras
Importaçãode Dados
Dados c/Limites deQuadras
Importaçãode Dados
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
1...*
1...*
1...* 1...*
1...*
1...*
1...*
1...*
1...*1...*
1...*
1...*
1...*
1...*
1...*
Plano Piloto
C Declividade
U
Uso_Terra
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