DADOS EM GEOPROCESSAMENT

O

Profª: Iana Alexandra Alves Rufino

Dados em Geoprocessamento: dois grandes grupos

+ Dados não espaciais ou alfanuméricos ou

descritivos

Dados espaciais ou gráficos ou geográficos

Atributos/informação Temática

Representados de acordo com uma escala de medição

Forma e Posição/ características geográficas

Representação Matricial e Vetorial

Dados em Geoprocessamento

Dados em Geoprocessamento

Classificação: espaciais e não espaciais

◦ Dados não espaciais Escala ordinal Escala nominal Escala de razão Escala de intervalo

◦ Dados Espaciais Representação Vetorial Representação Matricial

Tipo de uso do solo urbano

residencial

lazer

industrialvias

Dados em Geoprocessamento

Representação de dados em GeoprocessamentoPontos

PV2

PV3

PV1

PV5

PV4

Polígonos

Linhas

Superfície

T 1-2

T 2-3T 4-3

T 5-3

Altimetria do Bairro Universitário

Exemplo: Sistema de Esgotamento Sanitário

Bairro Universitário

Representação de dados em Geoprocessamento

Modelo do mundo real: Sistema de esgotamento sanitário

Representação de dados em Geoprocessamento

Trecho Extensão (m) Cota montante (m) Cota jusante (m)

T 1-2 40 540 531

T 2-3 80 490 483

T 4-3 50 470 459

T5-3 35 385 372

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais(modelo do mundo real)

+Dados não-espaciais

(informações do modelo)

Posição Espacial

Relações Espaciais

Tempo

Forma de armazenamento

Dados espaciais: algumas considerações

Dados em Geoprocessamento

Localização absoluta expressa em coordenadas de algum sistema de referência

◦Exemplo: sistema de coordenadas geográficas, sistema plano/cartesiano, etc;

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: posição espacial

Localização:

L1: (78,53),(86,73), . . .L6: (88,46), (78,53)

L1

L2

L5L6

L3

L4

Dados espaciais: posição espacial

Dados em Geoprocessamento

Definem como as entidades se relacionam entre si e entre as demais;

Incluem conceitos topológicos (vizinhança, pertinência), métricos (distância) e direcionais (“ao norte de”, “acima de”).

Dados espaciais: posição espacial

Dados em Geoprocessamento

Topologia: estudo das propriedades geométricas que permanecem invariantes sob deformação;

Independem de fatores como escala, projeção, etc.

Dados espaciais: relações topológicas

Dados em Geoprocessamento

A B A BA B

A disjunto B ?

A B A BA B

A adjacente (toca) B ?

B

A

A B

A sobrepõe B ?

BA A

ABB A B

Dados espaciais: relações topológicas

Dados em Geoprocessamento

Dad

os e

m

Geop

rocessam

en

to

A A BA

BB está contido em / cobre A ?

A

B B cruza A ? B

A

B

AB

B acima (N) / abaixo (S) / ao lado (L/O/ Esq / Dir) de A ?

B

A

A

B A

B

A A BA

B

B sobre / sob A ?B

Dados espaciais: relações topológicas

Dados em Geoprocessamento

Distância A-B

A AComprimento/Perímetro AB

AA B

Área/Volume A

A B

Caminho ótimo A B

r

A A

Raio de alcance

A B

A B

B

A

C

Dados espaciais: relações métricas

Dados em Geoprocessamento

Pode significar:◦ quando o fenômeno ocorreu;◦ quando o dado foi coletado;

1989 2000

Dados espaciais: tempo

Dados em Geoprocessamento

Existem duas grandes classes de representações computacionais de dados espaciais:

◦Vetoriais

◦Matriciais

Dados espaciais: formas de armazenamento

Dados em Geoprocessamento

Os mapas são abstrações gráficas nas quais pontos, linhas e polígonos são usados para representar de forma simplificada objetos do mundo real;

Forma de representação de softwares CAD e outros;

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial

Pontos

PV2

PV3

PV1

PV5

PV4

Polígonos

Linhas

Superfície

T 1-2

T 2-3T 4-3

T 5-3

Altimetria do Bairro Universitário

Dados vetoriais representando variáveis para um projeto de Sistema de Esgotamento Sanitário

Bairro Universitário

Lembram do exemplo anterior??

mercado público

rua dos ilhéus

clube 12 de agosto

peixaria Guimarães

Dados em GeoprocessamentoDados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial

Ponto: abrange todas as entidades que podem ser representadas por um único par de coordenadas;

Linhas, arcos ou elementos lineares: são um conjunto de pontos conectados;

Áreas ou polígonos: são representados por um conjunto de linhas que a compõem com repetição do primeiro ponto.

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial

pontos

linhas

polígonos

Redes

◦As informações gráficas são armazenadas em coordenadas vetoriais, com topologia arco-nó;

◦Este tipo de dado é muito utilizado em serviços de utilidade pública, como água, luz, telefone, redes de drenagem (bacias hidrográficas) e rodovias.

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial

Redes: Exemplo – Distribuição de água

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial

Dados Cadastrais:◦ Cada um de seus elementos é um objeto

geográfico, que possui atributos e pode estar associado a várias representações gráficas (pontos, linhas ou polígonos);

◦ Os atributos estão armazenados num sistema gerenciador de banco de dados.

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial

Redes: Exemplo – Distribuição de água

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial

TrechoDiâmetros Nominais

(mm)

Comprimento (m)

Material

1 200 350 FoFo

2 150 150 PVC

3 300 80 Aço

Grades Triangulares ou TIN (Triangular Irregular Network)

Representa a superfície através de um conjunto de faces triangulares interligadas. Para cada um dos três vértices do triângulo são armazenadas as coordenadas de localização (x,y) e do atributo z.

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial

Grades Triangulares ou TIN: Exemplo

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial

A representação matricial consiste no uso de uma malha quadriculada regular sobre a qual se constrói, célula a célula, o elemento que está sendo representado;

O espaço é representado por uma matriz P(m,n) composta de m colunas e n linhas, onde cada célula (pixel) possui um número de linha, um número de coluna e um valor correspondente ao atributo estudado, sendo cada célula individualmente acessada pelas suas coordenadas;

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação matricial

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação matricial

Atributos representados por cores

Matriz de atributos

1 2 2 2 3

3 1 2 3 3

3 1 2 2 3

4 1 2 3 3

4 4 1 3 2

d: Dimensão do pixel = resolução espacial

d

d

q colunas

p lin

has

rio rio

rio rio

rio

rio

Dados espaciais: representação matricial

Exemplo: Tipos de solo

Grades Regulares: cada elemento da matriz está associado a um valor numérico;

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação matricial

Grades Regulares: exemplos

B R

- 2

3 0

O C

E A

N O

A T L Â N T I C O

Cotas Altimétricas:(metros)

0 a 0,50,5 a 11 a 22 a 33 a 44 a 55 a 7acima de 7

Declividades:(metros)

0 - 0.50.5 - 11 - 22 - 33 - 44 - 56 - 88 - 10acima de 10

Dados espaciais: representação matricial

Dados em Geoprocessamento

Imagens: representam formas de captura indireta de informação espacial

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação matricial

1976 1998Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação matricial

1976 1998

Formato Matricial

Formato Vetorial

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: Matricial X Vetorial

Aspecto Formato Vetorial

Formato Matricial

Relações Espacial entre Objetos

preserva relacionamentos topológicos 

relacionamentos topológicos devem ser inferidos

Ligação com o Banco de Dados

associa atributos a elementos gráficos 

associa atributos apenas às classes do mapa

Análise Simulação e Modelagem

Representação indireta de fenômenos contínuos Limitações na álgebra de mapas

Representa melhor os fenômenos contínuos no espaço Simulação e modelagem mais fáceis

AlgoritmosProblemas com erros geométricos

Processamento rápido e eficiente

Armazenamento Por coordenada (mais eficiente)

Por matrizes (maior gasto em armazenamento) 

Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: Matricial X Vetorial

Dados não espaciais/atributosAjudam a descrever as características

do objeto espacial;

Estão ligados aos elementos espaciais através de identificadores (geocódigos);

Podem fornecer informações qualitativas ou quantitativas;

Uma maneira simples de armazenar atributos é com o uso de tabelas;

Dados em Geoprocessamento

código: Lg 425tipo: praçanome: XV de novembrodescrição: área verde de domínio público

Dados não espaciais/atributos

Dados em Geoprocessamento

Para representar dados geográficos no computador, temos de descrever sua variação no espaço e no tempo: “qual é o valor deste dado aqui e agora?”

O processo de medida consiste em associar números ou símbolos a diferentes ocorrências de um mesmo atributo, para que a relação dos números ou símbolos reflita as relações entre as ocorrências mensuradas.

Dados não espaciais/atributos

Edifícios em uma cidade

(1984) (1998) (2008)

Temáticas: a cada medida é atribuído um número ou nome associando a observação, a um tema ou classe.◦ Escala Nominal◦ Escala Ordinal

Numéricas: descrição mais detalhada, que permite comparar intervalo e ordem de grandeza entre eventos (regras de atribuição de valores baseiam-se em uma escala de números reais)◦ Escala por Razão◦ Escala por Intervalo

Dados não espaciais/atributos: escalas de representação

Dados em Geoprocessamento

Escalas Temáticas: Nominal

◦ Classifica objetos em classes distintas sem ordem inerente, como rótulos que podem ser quaisquer símbolos;

◦ Um exemplo é a cobertura do solo, com rótulos como “floresta”, “área urbana” e “área agrícola”;

◦ Relações entre os valores: Identidade (a = b) Dessemelhança (a # b)

Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala nominal

Dados não espaciais/atributos: escala nominal

Dados em Geoprocessamento

Exemplo: Uso do solo

pastos

florestas

áreas urbanas

solo exposto

Legenda

sem informação

Escalas Temáticas: Ordinal◦ Caracteriza os objetos em classes distintas que

possuem uma ordem natural;

◦ Exemplo: 1 – ruim, 2 – bom, 3 – ótimo ou “0-10%”, “11-20%”, “mais que 20%”;

◦ Relações entre os valores (para todo a e b): a < b, a > b ou a = b são possíveis.

Dados não espaciais/atributos: escala ordinal

Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala ordinal

Exemplo: Precipitação

Dados em Geoprocessamento

Escalas Numéricas: por razão

◦ Ponto de referência zero não é arbitrário, mas determinado por alguma condição natural;

◦ Distâncias proporcionais entre os intervalos; ◦ Faixa de valores limitada entre [0,∞];◦ Exemplos:

Peso e Volume de objetos; Variáveis sociais: população, renda, etc.

Dados não espaciais/atributos: escala por razão

Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala por razão

Dados em Geoprocessamento

Exemplo: População residente

Escalas Numéricas: por intervalo

◦ possui um ponto zero arbitrário (não implica em ausência de atributo);

◦ uma distância proporcional entre os intervalos; ◦ uma faixa de medidas entre [-∞, +∞];◦ Exemplos:

Temperatura em oC medida por intervalo; Localização em latitude/longitude;

Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala por intervalo

Dados não espaciais/atributos: escala por intervalo

28 - 31

25 - 27

32 - 34

35 - 37

Legenda

Exemplo: Distribuição da temperatura em ºC

Exercícios

1. Identifique os diferentes tipos de dados em geoprocessamento através de exemplos de aplicações.

2. Descreva as diferenças existentes entre dados vetoriais e matriciais.

3. Um engenheiro (usuário de SIG) precisa projetar novas zonas residenciais em uma área urbana. Existe um banco de dados espacial disponível para suas análises: uso do solo urbano atual; altimetria; vias de acesso; rede de água, esgoto e elétrica existente; distâncias a hospitais, supermercados, etc.). Dentre os dados citados ou outros que na sua opinião sejam necessários para o projeto, quais podem ser vetoriais ou matriciais?