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ArcGIS 10 Primeiros Passos ‐ Parte 04  Edição Vetorial: Preparação dos dados para Edição do ArcGIS 10  A digitalização e edição de feições no ambiente de trabalho do ArcGIS foi totalmente redefinido. O usuário das versões 9x agora contam com recursos  de edição extremamente intuitivos e de fácil manipulação.  Não custa lembrar que a principal razão que justifica a aplicação e uso de um aplicativo GIS para trabalhos de desenho é a garantia de que o produto final processado pelo software estará espacialmente referenciado. Em outras palavras, qualquer informação vetorial processada no ArcGIS deve ser capaz de ser interpretada por outras fontes como banco de dados espaciais, Google Earth, serviço de mapas online, leitura em outros SIG's, etc.  Antes de iniciar a edição de geometrias de ponto, linha ou área (polígonos fechados), o operador deve carregar consigo algumas noções de cartografia e fundamentos de geoprocessamento, ou seja, cada pessoa deve possuir uma idéia clara sobre a tarefa que deseja realizar e, com base nessas informações, deve decidir qual metodologia de trabalho será aplicada. Eu gostaria de destacar duas metodologias básicas que utilizo constantemente em todos os meus projetos:  ‐ Noções claras sobre Sistema de Referência de Coordenadas (SRC); ‐ Utilização de informação geográfica e dados estatísticos provenientes de organizações e instituições confiáveis (IBGE, ANA, FGV, MMA, etc.).  Sobre Sistema de Coordenadas  Este site utiliza em suas postagens feições referenciadas nos Sistema de Coordenadas Geográficas e  Sistema de Coordenadas Planas UTM. Se você possui dúvidas sobre sistemas de coordenadas, consulte o material do IBGE que fornece  noções básicas de cartografia:   http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/cartografia/manual_nocoes/indice.htm  Sobre a utilização de Bases Cartográficas Confiáveis  É importante checar a autenticidade espacial do produto gerado ao confrontar o desenho recém editado no ArcGIS ou em qualquer outro SIG usando para efeito de comparação bases cartográficas de fontes confiáveis. Para usuários iniciantes em GIS, auditar o produto gerado comparando‐o com  uma feição  proveniente do IBGE por exemplo pode ser um bom caminho para certificar a integridade do mesmo. É claro que a representação vetorial de um objeto fornecido por uma instituição confiável pode sofrer variações de acordo com a escala e o número de vértices (generalização), mas isso não torna essa metodologia inviável.   A utilização dessa técnica é prática para digitalizar geometrias dentro de um contexto espacial correto. Antes de iniciar uma edição no ArcGIS,  você precisa:  1. Definir uma Região de Interesse  Exemplo: Município de São Paulo.  2. Definir a projeção da Região de Interesse  Significa que será necessário selecionar um Sistema de Coordenadas Geográficas ou um Sistema de Coordenadas Planas para o projeto. As coordenadas de uma entidade do Sistema de Coordenadas Geográficas são representadas em graus, minutos e segundos e a posição espacial não varia, porém esse sistema não é apropriado para geoprocessos e cálculos de área. Dados de uma entidade projetada no Sistema de Coordenadas Planas retornam valores em metros porém é preciso conhecer o fuso correto da região, pois cada fuso possui sua própria coordenada. Ambos os sistemas de coordenadas estão associados a um Datum Horizontal. 

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Datum Horizontal  Datum Horizontal ou simplesmente Datum é um modelo matemático aplicado à um país, região ou dimensão global. Um Datum está diretamente associado à um sistema de coordenadas. Qualquer região precisa de um Datum referenciado e  ambos os sistemas de coordenadas utilizam um Datum. Antes de trabalhar no seu projeto, é preciso definir qual Datum será utilizado para referenciar seus dados. O Datum padrão do mundo é o World Geodetic System, de 1984 (WGS 1984). No Brasil, o Datum padrão definido pelo IBGE chama‐se South America Datum, de 1969 (SAD 1969), porém esse modelo será substituído pelo Datum SIRGAS 2000 em meados de 2014.  SISTEMAS DE COORDENADAS  

SISTEMAS DE COORDENADAS 

PROJEÇÃO  DATUM  UNIDADES 

Geográficas  ‐ WGS 1984, South America Datum 1969, NAD27, Córrego Alegre, 

SIRGAS 2000, etc. 

Graus, Minutos, Segundos 

Planas (ou Projetados) 

UTM, Cônica, Polar, etc. WGS 1984, South America Datum 1969, Lumbert, NAD27, Córrego 

Alegre, SIRGAS 2000, etc. metros 

 Sobre o Sistema de Coordenadas Geográficas  

A Longitude pode ser Oeste (W) ou Leste (E) e a Latitude pode ser Norte (N)  ou Sul (S). 

Não é necessário definir uma projeção para trabalhar no Sistema de Coordenadas Geográficas. 

As medidas do Sistema de Coordenadas Geográficas são representadas em graus, minutos e segundos. 

Para importar qualquer entidade do Sistema de Coordenadas Geográficas para um aplicativo GIS (Exemplo: tabela do Excel contendo dados e coordenadas geográficas), é preciso converter as  coordenadas em graus, minutos e segundos para graus decimais.  

O Sistema de Coordenadas Geográficas não é um sistema conveniente para aplicações onde busca‐se o cálculo de distância ou áreas. Use o Sistema de Coordenadas Planas. 

Em qualquer projeto de SIG, ao decidir pelo uso do Sistema de Coordenadas Geográficas, o usuário precisa definir um sistema de referência (Datum)  para a localidade.   

Exemplo de Coordenadas Geográficas:   22° 11' 04" S (leia‐se: vinte e dois graus, 11 minutos e quatro segundos, latitude sul). 47° 23' 10" W (leia‐se: quarenta e sete graus, vinte e três minutos e dez segundos, longitude oeste).  Dica: você pode utilizar um conversor para transformar coordenadas de graus, minutos e segundos para graus decimais: http://bit.ly/mWwHO5 . Veja o resultado na planilha abaixo:  

   

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Após a conversão e coleta de todas as coordenadas,  organize‐as em uma planilha e importe‐as para o SIG:  

  Sobre o Sistema de Coordenadas Planas ou Cartesianas  

O eixo X é chamado Este (E) e o eixo Y é chamado Norte (N) . 

O eixo X está associado à longitude e o eixo Y está associado à latitude. 

É necessário definir uma projeção para trabalhar no Sistema de Coordenadas Planas. 

UTM (Universal Tranversa of Mercator) é a projeção padrão utilizada pelo IBGE, órgão gestor do Sistema Geodésico Brasileiro. 

Qualquer entidade referenciada no Sistema de Coordenadas Planas pode ser importada de outras fontes para o SIG ArcGIS dispensando a necessidade de transformação. 

Em qualquer projeto de SIG, ao decidir pelo uso do Sistema de Coordenadas Planas, o usuário precisa definir uma projeção e um  sistema de referência (Datum) para a localidade. Além disso, é preciso indicar o Fuso correto da região de interesse. 

 Exemplo de Coordenadas Cartesianas:  

  Identificação dos Fusos na projeção UTM  Para consultar e identificar o fuso correto de uma região, utilize o Google Earth e abra o arquivo KML que contém os fusos do Brasil (é preciso instalar o Google Earth para ler esse formato de arquivo): http://bit.ly/nxrg6I    

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Identificação de Projeção UTM em Mapas  É fácil identificar a projeção em mapas e cartas topográficas. Verifique o box sempre presente no canto inferior direito das folhas e anote a projeção da carta: 

  ArcGIS 10: Definição de Projeções Geográficas do Dataframe  Acesse as Propriedades do Dataframe clicando com o botão direito do mouse sobre a camada Layers:  

 

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No ArcMap, o Dataframe é o elemento mais fundamental n um documento de mapa e na interface de usuário. Quando você cria um mapa, ele contém um Dataframe padrão listado na tabela de conteúdo como Layers. As propriedades de um Dataframe definem o contexto para os dados com os quais você trabalha, que incluem o sistema de coordenadas, unidades de medida, escala, a ordem de desenho das camadas, e assim por diante.  Para modificar uma projeção do Dataframe, Pressione a pasta Predefined na guia Coordinate System. Os dois Sistemas de Coordenadas serão exibidos.  

  Para ajustar o Dataframe numa Coordenada Geográfica com Datum SAD69, siga o caminho descrito abaixo:  

 

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Clique no botão OK. Aparentemente nada acontece, porém você pode verificar as modificações ao adicionar dados no projeto. De acordo com a nossa metodologia, vamos utilizar alguns polígonos que pertencem ao IBGE para desenhar uma área de interesse no município de Nova Friburgo, localizado no estado do Rio de Janeiro.  Clique no botão Add Data e aponte para o local do computador onde estão armazenados os dados:  

  

  RiodeJaneiroEstado.zip http://bit.ly/rdtKYU RiodeJaneiroMunicipio.zip http://bit.ly/r0IUEK  Agora temos duas camadas no mapa. Acesse novamente as Propriedades do Dataframe e verifique a novidade:  

 

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Temos três Sistemas de Coordenadas: uma delas foi ajustada para o Dataframe e dois que pertencem aos polígonos do Rio de Janeiro. A pasta Layers torna‐se disponível quando existem camadas adicionadas no ArcGIS. Tome nota desse recurso para investigar a projeção de arquivos raster e arquivos vetoriais. O prefixo GCS à frente da nomenclatura dos arquivos indica que a projeção pertence ao Sistema de Coordenadas Geográficas (GCS = Geographic Coordinate System).  Outro sistema de coordenadas geográficas extremamente usado é o WGS 1984. Anote o caminho para localizá‐lo:  

   ArcGIS 10: Definição de Projeções Planas do Dataframe  Google Earth é um aplicativo para consulta de informações espaciais frequentemente utilizado por profissionais da área de geotecnologias. Através dele vamos verificar a aplicação de uma pequena metodologia definida no último parágrafo da página 3: a leitura da grade de Fusos UTM no formato KML: http://bit.ly/nxrg6I   A imagem abaixo traz a seguinte informação sobre nossa região de interesse localizada no Rio de Janeiro:  

  

Os números 23 e 24 representam os fusos que cortam o estado do Rio de Janeiro; 

O estado do Espírito Santo está enquadrado no fuso 24; 

Três fusos cortam o estado de Minas Gerais: 22, 23 e 24. 

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Nosso objetivo é descobrir qual dos dois fusos cortam o município de Friburgo, definido como região de interesse no tutorial. Abaixo temos uma poligonal contendo um contorno do município que foi exportada para o formato KML do Google Earth. O município está enquadrado num único fuso:  

  Ao afastar o zoom, fica claro que o município de Friburgo está situado no Fuso 23 do Hemisfério Sul. Anote essa informação, pois será útil mais tarde. Em outras ocasiões vamos realizar essa leitura diretamente no ArcGIS:  

  De volta ao ArcGIS, acesse as Propriedades do Dataframe e clique na Pasta Projected Coordinate Systems. Dentre várias projeções, selecione a pasta UTM. Navegue para nossa localização, ou seja, South America. Finalmente procure pelo Datum SAD 1969 (South America Datum, 1969), padrão para uso no Brasil de acordo com o IBGE. Dentre os vários arquivos SAD 1969 existentes, localize o Datum SAD 69 no Fuso 23 do Hemisfério Sul. Veja a imagem abaixo:   

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  Clique no botão OK. Uma janela de aviso sinaliza que a projeção UTM do Dataframe Layers é diferente de uma ou mais camadas adicionadas no mapa. Esse aviso não é muito importante pois o SIG trabalha com camadas com diferentes projeções (sistema conhecido como on‐the‐fly). Clique no botão Yes para fechar essa janela:  

   

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ArcGIS 10: Salve seus Sistemas de Coordenadas na pasta Favoritos  Diferentes projeções podem ser visualizadas através das pastas Layers e Custom. Para armazenar uma projeção 

nos Favoritos, selecione o arquivo e clique no botão Add to Favorites: 

 

A pasta Favoritos facilita o acesso aos Sistemas de Coordenadas mais utilizados nos projetos de SIG: 

 

 

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Sistema de Coordenadas Desconhecido  Ao adicionar uma camada no ArcMap (qualquer vetor ou imagem), em algumas situações somos confrontados com a seguinte janela de aviso:   

  Essa janela de aviso indica que a feição adicionada no ArcMap não está espacialmente referenciada e não possui uma projeção. O software não reconhece um sistema de coordenadas no arquivo e por isso não pode renderizá‐lo juntamente com as demais camadas. Para resolver esse problema, você pode tentar as dicas listadas abaixo:  

Conhecer a região do arquivo e descobrir o sistema de coordenadas. 

Modificar a projeção do Dataframe de acordo com o fuso da região de interesse; 

Definir um projeção no ArcToolBox.  Um exemplo prático: recebi uma dúvida de um amigo por  e‐mail sobre a dificuldade de posicionar uma feição de logradouros do município de Fortaleza, Ceará. Abaixo temos algumas bases cartográficas em Lat/Long (Sistema de Coordenadas Geográficas) e uma seleção sobre o município de Fortaleza:  

 

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A pergunta do meu colega contém a resposta: a região de estudo é o município de Fortaleza e a camada vetorial de linha que representa os logradouros deve sobrepor‐se às demais camadas assim que foi adicionada ao mapa, porém,  o arquivo que continha o arruamento de Fortaleza foi transportado para outro local:  

  

No Google Earth, fui informado que o município de Fortaleza está situado no fuso 24S. No ArcGIS, modifiquei as Propriedades do Dataframe para alinhar a projeção de acordo com essas informações (Datum SAD69, Fuso 24S):  

   

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Após clicar no botão OK, a feição de logradouros do município de Fortaleza ajustou sua posição espacial:  

  

Definição de uma projeção no ArcGIS 10  Após o alinhar o arquivo com a projeção desconhecida, é preciso executar o algoritmo Define Projection  do ArcToolBox para solucionar problemas de arquivos que apresentam erros do tipo Unknown Spatial Reference.  1 ‐ Na janela principal do ArcGIS, pressione o botão Search Window:  

  2 ‐ Na janela Search, clique na categoria Tools:  

  

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3 ‐ Digite a palavra "define". Selecione o algoritmo Define Projection (Data Management):  

  4 ‐ clique duas vezes sobre a ferramenta Define Projection:  

  5 ‐ Abaixo temos a janela Define Projection. Para ajustar a projeção do arquivo, é necessário informar a projeção de entrada e o Sistema de Coordenadas. No lado direito você encontra uma breve descrição sobre o funcionamento da ferramenta. Essa janela é padrão para todas as ferramentas do ArcToolBox:  

  6 ‐ No campo Input Dataset, indique a feição com problemas na projeção (no meu caso, a feição fortaleza.shp):  

  

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7 ‐ O ArcGIS irá definir a projeção de origem como Unknown. Clique no botão Input para localizar uma projeção:  

  8 ‐ Na janela Spatial Reference Properties, pressione o botão Select:  

  9 ‐ Navegue pelas pastas em busca do sistema de referência desejado. Siga as dicas informadas anteriormente:  

 

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10 ‐ Ao clicar no botão Add, vamos retornar para a janela Spatial Reference Properties. clique no botão OK:  

  11 ‐ Clique no botão OK para iniciar o processo:   

      

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Uma janela irá indicar que o processo terminou. A partir de agora as feições do arruamento de Fortaleza serão projetadas em SAD69 UTM Zone 24S. Você pode remover a camada, salvar o projeto e fechar o ArcMap e adicionar novamente no mapa. O SIG não vai mais emitir avisos sobre problemas de projeção. Aplique as técnicas que estudamos acima e investigue a projeção da camada corrigida através da pasta Layers nas Propriedades do Dataframe:  

  No próximo tutorial vamos explorar a edição vetorial no ArcGIS 10. Até a próxima.