Análises Espaciais Profª Iana Alexandra Alves Rufino ([email protected])

Análises EspaciaisAnálises Espaciais

ProfProfª Iana Alexandra Alves Rufinoª Iana Alexandra Alves Rufino

([email protected])([email protected])

Análises EspaciaisAnálises Espaciais

O que são análises espaciais?O que são análises espaciais?

Funções/Operações espaciais em SIGFunções/Operações espaciais em SIGFunções de MedidaFunções de MedidaFunções de ReclassificaçãoFunções de ReclassificaçãoFunções EscalaresFunções EscalaresFunções de VizinhançaFunções de VizinhançaFunções de ConectividadeFunções de Conectividade

Exemplos de AplicaçõesExemplos de Aplicações

O que são Análises O que são Análises Espaciais?Espaciais?

O que distingue um SIG de outros tipos O que distingue um SIG de outros tipos de sistemas de informação são as de sistemas de informação são as funções que realizam funções que realizam análises espaciais.análises espaciais.

Tais funções utilizam os Tais funções utilizam os atributos atributos espaciais e não espaciaisespaciais e não espaciais da base de da base de dados e buscam fazer simulações dados e buscam fazer simulações (modelos) sobre os fenômenos do mundo (modelos) sobre os fenômenos do mundo real, seus aspectos ou parâmetros.real, seus aspectos ou parâmetros.

O que são Análises O que são Análises Espaciais?Espaciais?

Existem diferentes técnicas de análise Existem diferentes técnicas de análise espacial que permitem a produção de espacial que permitem a produção de novos mapas a partir de dados já novos mapas a partir de dados já existentes. Estas análises também são existentes. Estas análises também são chamadas de chamadas de inferências espaciais.inferências espaciais.

Inferência Espacial pode ser entendida como a geração de planos de informação a partir de dados existentes (Câmara et al, 2002; Silva, 1999), onde:

Saída = ƒ(dados de entrada)

Funções/Operações Funções/Operações EspaciaisEspaciais

Funções de MedidaFunções de Medida

-A possibilidade de calcular os parâmetros A possibilidade de calcular os parâmetros mensuráveis dos objetos espaciais é mensuráveis dos objetos espaciais é considerada uma das capacidades analíticas considerada uma das capacidades analíticas de maior importância de um SIG pelas de maior importância de um SIG pelas possibilidades de aplicação das mesmas;possibilidades de aplicação das mesmas;

-Dentre as principais funções de medida Dentre as principais funções de medida podem ser citadas as operações de ponto em podem ser citadas as operações de ponto em polígono, linha em polígono, medidas de polígono, linha em polígono, medidas de comprimento, área e volume;comprimento, área e volume;


Funções de ReclassificaçãoFunções de Reclassificação

-Pode ser baseado em Pode ser baseado em atributos temáticos atributos temáticos ou nas ou nas propriedades topológicaspropriedades topológicas (contingência, (contingência, adjacência, interseção, etc.) dos objetos em adjacência, interseção, etc.) dos objetos em uma determinada camada temática;uma determinada camada temática;

-A reclassificação pode simplificar a A reclassificação pode simplificar a informação;informação;

-Permite que diferentes usuários, utilizando-Permite que diferentes usuários, utilizando-se de um mesmo banco de dados, produzam se de um mesmo banco de dados, produzam informações espacializadas de acordo com os informações espacializadas de acordo com os respectivos interesses;respectivos interesses;


Funções de ReclassificaçãoFunções de Reclassificação


Funções EscalaresFunções Escalares

-Este tipo de operação faz uso de uma Este tipo de operação faz uso de uma constante (escalar) e uma operação constante (escalar) e uma operação aritmética (adição, subtração, multiplicação, aritmética (adição, subtração, multiplicação, exponenciação, etc.);exponenciação, etc.);

-O tema de saída contém novos valores de O tema de saída contém novos valores de atributos resultantes do tipo de operação atributos resultantes do tipo de operação aritmética e do valor da constante utilizada.aritmética e do valor da constante utilizada.


Funções Funções EscalaresEscalares

Exemplo de uma operação de multiplicação em um tema Exemplo de uma operação de multiplicação em um tema raster (Malczewski, 1999) raster (Malczewski, 1999)


Funções de Sobreposição (Overlay)Funções de Sobreposição (Overlay)

-A sobreposição é uma das funções mais A sobreposição é uma das funções mais utilizadas em um SIG;utilizadas em um SIG;

-Dependendo da natureza dos dados, as Dependendo da natureza dos dados, as operações de sobreposição podem ser operações de sobreposição podem ser efetuadas utilizando-se de operadores lógicos, efetuadas utilizando-se de operadores lógicos, aritméticos, probabilísticos, ou difusos (lógica aritméticos, probabilísticos, ou difusos (lógica fuzzy);fuzzy);


Funções de Sobreposição (Overlay)Funções de Sobreposição (Overlay)

-Nos sistemas raster a sobreposição de Nos sistemas raster a sobreposição de grades geram uma nova grade com um grades geram uma nova grade com um atributo resultante que dependerá do tipo de atributo resultante que dependerá do tipo de operador (lógico ou matemático) utilizado;operador (lógico ou matemático) utilizado;

-Em sistemas vetoriais a sobreposição de Em sistemas vetoriais a sobreposição de camadas apresenta uma complexidade camadas apresenta uma complexidade adicional pois afeta tanto o componente adicional pois afeta tanto o componente espacial como o não espacial da informação;espacial como o não espacial da informação;


Funções de Sobreposição (Overlay)Funções de Sobreposição (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 c ritériosconsiderados na análise)

Funções de SobreposiçãoFunções de Sobreposição(Overlay)(Overlay)

Funções de Sobreposição (Overlay)Funções de Sobreposição (Overlay)Operadores de Lógica BooleanaOperadores de Lógica Booleana

Diagrama de Venn Diagrama de Venn mostrando os mostrando os resultados da resultados da aplicação de aplicação de operadores de lógica operadores de lógica booleana booleana para dois ou para dois ou mais conjuntos mais conjuntos (Burrough & (Burrough & McDonnell, 1998).McDonnell, 1998).


Funções de VizinhançaFunções de Vizinhança- - Este tipo de operação designa valores para uma Este tipo de operação designa valores para uma localização de acordo com as características de localização de acordo com as características de uma área vizinha;uma área vizinha;

- Pelo menos três parâmetros tem que ser - Pelo menos três parâmetros tem que ser especificados:especificados:

. A localização dos elementos de referência. A localização dos elementos de referência

. A localização da região de interesse (por . A localização da região de interesse (por exemplo a área em torno dos elementos de exemplo a área em torno dos elementos de referência) ereferência) e

. A função segundo a qual a consulta deve ser . A função segundo a qual a consulta deve ser realizada (um raio de 10m, distantes mais de 5m, realizada (um raio de 10m, distantes mais de 5m, etc)etc)


Funções de VizinhançaFunções de VizinhançaIncluem:Incluem:- - Procedimentos de buscaProcedimentos de busca- Procedimentos de cálculo de superfícies (cálculo - Procedimentos de cálculo de superfícies (cálculo de declividades, direção de fluxo, visibilidade, de declividades, direção de fluxo, visibilidade, bacias hidrográficas, volumes, iluminação, etc.)bacias hidrográficas, volumes, iluminação, etc.)- Procedimentos de interpolação (estimativa de - Procedimentos de interpolação (estimativa de valores desconhecidos de uma variável concreta valores desconhecidos de uma variável concreta em localizações concretas a partir de valores em localizações concretas a partir de valores conhecidos em localizações vizinhas). conhecidos em localizações vizinhas).

TIN_JP


Funções de ConectividadeFunções de Conectividade- Para uma estrutura vetorial a conectividade é usada Para uma estrutura vetorial a conectividade é usada para descrever a ligação entre dois pontos, linhas ou para descrever a ligação entre dois pontos, linhas ou polígonos um para com o outro;polígonos um para com o outro;

- Nos dados em formato raster o mesmo termo é Nos dados em formato raster o mesmo termo é usado para definir ligações entre pixels, ou seja, o usado para definir ligações entre pixels, ou seja, o quanto dois ou mais pixels estão ou não conectados;quanto dois ou mais pixels estão ou não conectados;

- Estas operações podem incluir conceitos de Estas operações podem incluir conceitos de proximidade, buffering, espalhamento, análise de proximidade, buffering, espalhamento, análise de redes, Custo espacial, traçado ótimo, etc;redes, Custo espacial, traçado ótimo, etc;

Funções de ConectividadeFunções de Conectividade

Operações de Operações de conectividade-conectividade-Polígonos de Polígonos de Thiessen Thiessen (Malczewski, 1999) (Malczewski, 1999)

Operações de Buffer/Análise Operações de Buffer/Análise de Proximidade de Proximidade

Problema: Identificação de zonas de maior risco de alagamento baseada nos impactos causados por problemas de drenagem para definir prioridades de ação na gestão municipal

Alternativas:• Considerar as áreas de declividades muito baixas (de difícil escoamento), que estejam muito próximas a algum curso d’água, ou lago, nas quais, as chances de um acúmulo de água são maiores;• Considerar como prioritárias as áreas mais ocupadas pela população, pois, certamente nestas áreas os problemas causados por um alagamento serão bem maiores tanto pelo número de pessoas atingidas, quanto pela impermeabilização que reduz a infiltração da água no solo;

Exemplos de Aplicações: Exemplos de Aplicações: JPJP

Quais são as

áreas de risco??

Planos de Informação:

ESPACIALIZAÇÃO DE DADOS DE

DIVERSAS FONTES

Áreas de maior risco

De cada plano de

informação quais as

áreas implicam em

risco??? (baseado em conheciment

o especializado

)

PREFERÊNCIAS

PONDERAÇÕES

Representação Esquemática do Problema Representação Esquemática do Problema


Elaboração dos Critérios para a

Análise:Obtenção das declividades

Elaboração Elaboração dos Critériosdos Critérios

para a para a Análise:Análise:

Distância Distância Mínima aos Mínima aos

Corpos Corpos HídricosHídricos

1 0 1 2 3 4 5 Kilometers

Distância em m:

LEGENDA:

30 - 5050 - 100100 - 200200 - 500Mais de 500

0 - 30

Elaboração dos Critérios para a Análise: Elaboração dos Critérios para a Análise: Ocupação Ocupação UrbanaUrbana

Composição RGB e Classificação Automática de Padrões de uma imagem do sensor TM-LANDSAT de 04/08/2001

Análise EspacialAnálise Espacial• Cada mapa de entrada foi utilizado como uma evidência que recebeu um peso diferente dependendo da importância para com a hipótese em consideração;

• O resultado deve ser um mapa com áreas que expressam um grau de importância relativa através dos valores numéricos de saída.


Fator de adequação 01: Áreas com declividades muito baixas

•Quanto mais próximo do valor “2%” de declividade mais a área atende à avaliação “área com risco de alagamento” (maior adequação à hipótese formulada). •Desta forma o mapa de declividades foi reescalonado com valores contínuos de 0 a 100 segundo uma função monotonicamente decrescente.100

0

2

ADEQUAÇÃO

85DECLIVIDADES

(%)


Fator de adequação 02: Áreas muito próximas aos cursos d’água

•áreas que estão a menos de 30 m de distância de qualquer corpo d’água, podem ser consideradas áreas de máximo risco de inundação ou alagamento.•a partir desta distância o risco diminui segundo uma função linear decrescente

100

030

ADEQUAÇÃO

9000DISTÂNCIAS (m)


Critério Restritivo: Áreas sem ocupação urbana

•Restrições são critérios que limitam a análise, diferenciando as alternativas que são adequadas (que devem ser consideradas) das que não são adequadas (não devem ser consideradas sob condição alguma).

•As áreas que não possuem nenhum tipo de equipamento urbano, mesmo que haja algum alagamento, não serão consideradas pela análise visto que não oferecerão grande risco à população.

•Limitamos a análise então às áreas que apresentam ocupação urbana.


Ponderação dos CritériosConsiderando que a proximidade dos corpos hídricos tenha um peso maior do que a declividade na determinação de áreas de risco

Recursos de ponderação dos critérios espaciais do MCDM/Arcview


Escolha da AlternativaMais adequada

•O plano de informação resultante desta avaliação

se apresenta como uma medida de adequação às

hipóteses formuladas agregada com valores de 0

a 100.

•Esta imagem, por fim, foi reclassificada para assim

permitir a priorização das áreas de acordo com níveis

de risco calculados

Baixo Risco

Médio Risco

Alto Risco

ProblemaProblema• Selecionar todos os lotes desocupados (sem uso) no bairro da prata, que possuam uma declividade baixa e uma boa área útil para a implantação/construção de uma escola. Considerar:

-Ocupação;

-Área;

-Declividade;

Exemplos de Aplicações: Exemplos de Aplicações: CGCG


Bairro da Prata

Uso do Solo


Bairro da Prata

MDT-Altimetria


Bairro da Prata

Declividade em graus


Bairro da Prata

Lotes com declividade menor que 5 graus


Bairro da Prata

Lotes com declividade menor que 5 graus eSem ocupação


Bairro da Prata

Lotes com declividade menor que 5 graus esem ocupação ecom área do Terrenomaior que 50.000 m2

Análises Espaciais Profª Iana Alexandra Alves Rufino ([email protected])

Documents

Transcript of Análises Espaciais Profª Iana Alexandra Alves Rufino ([email protected])