exercícios de geoprocessamento em Q-GIS

2021

Material de apoio ao curso ACH5536 - Modelagem Espacial e Geoprocessamento Prof. Luis Conti [email protected]

[EXERCÍCIOS DE GEOPROCESSAMENTO EM Q-GIS] ESCOLA DE ARTES CIENCIAS E HUMANIDADES – UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

exercícios de geoprocessamento em Q-GIS

Introdução:

O curso Este não é um curso de QGIS ou de uso de software e sim uma

introdução sobre ferramentas básicas de geoprocessamento aplicado a análise espacial; a parte prática da qual estes exercícios fazem parte é apenas um passeio introdutório em algumas aplicabilidades do software. Para aqueles que quiserem se aprofundar nas questões mais específicas podem encontrar vasto material na Internet e em publicações específicas. Outros que preferirem se aventurarem em outros programas são incentivados a fazê-lo, especialmente softwares livres, como o: GRASS (http://grass.fbk.eu/) e o brasileiro SPRING (http://www.spring.org.br/).

O programa utilizado neste tutorial é a versão 3.X e deverá ser baixado

do site do programa QGIS na internet: https://www.qgis.org/pt_BR/site/forusers/download.html Os exercícios apresentados nesta apostila compreendem parte do

conteúdo dado em sala e alguns exercícios complementares. Quanto requisitado, é exigido que o aluno (ou grupo) apresente os resultados (ou mapas) produzidos para avaliação específica em arquivos ‘*.pdf’. Qualquer dúvida contate o professor.

Sobre o QGIS O QGIS (originalmente chamado de QUANTUM GIS) é um programa de

geoprocessamento livre, de código aberto utilizado para diversas aplicações inclusive com a possibilidade de instalação de complementos, “ad-ons” e algoritmos externos. Na versão completa, o QGIS é instalado junto com outros programas: o GRASS, o GDAL e o SAGA (outros softwares de código aberto que tem seus algoritmos compatíveis com o QGIS e apresentam ferramentas ativas em seu ambiente). Esta configuração dos softwares operando no ambiente QGIS traz um grande conjunto opções de análise de dados raster e vetoriais, permitindo o uso em diversos tipos de aplicações como análises urbanas, demográficas e ambientais.

O QGIS recebe constantes contribuições de voluntários e de profissionais da área de geoprocessamento que buscam aprimorar o software identificando e divulgando suas falhas, produzindo tutoriais, traduzindo manuais, gerando novas ferramentas e melhorando as ferramentas já existentes. Neste curso trabalharemos com a versão “3.X” (no ano de 2021 a versão corrente estável é a 3.16 - Hannover) –versões mais antigas talvez não funcionem adequadamente para todas as aplicações e exercícios propostos.

É um dos programas que melhor se comunica com tipos de dados raster e vetorial (incluindo acesso direto a formatos cativos como ESRI, ARCGRID, GEOTIFF, ERDAS etc.) o que o torna flexível e adequado para aprendizado já que permite a manipulação direta de diversos tipos de arquivos. Outra vantagem do QGIS é o fato de poder ser instalado em versões estáveis para Windows (32 e 64 bits), Mac e Linux.


Existe uma vasta documentação sobre os detalhes de todos os aspectos abordados no curso (como interfaces, comandos e algoritmos) que podem ser acessadas através do site do projeto QGIS ou mesmo do “help” do próprio programa. Existem, também, uma grande quantidade de tutoriais e vídeos pela Internet.

Iniciando - interface gráfica (GUI) Abra o Programa QGIS em seu computador (desktop with “Grass”) Uma vez aberto, o programa terá esta apresentação

- Menu suspenso - disponibiliza todos os comandos do programa incluindo edição e manipulação de dados e arquivos

- Barras de comando - apresenta alguns dos comandos mais comuns para acesso direto (botões de ação incluindo complementos)

- Gerenciador de conteúdo - mostra os níveis de informação e camada de dados carregadas.

- Área de trabalho - área de visualização e análise de dados (ao abrir apresenta novidades sobre novas versões e eventos)

- Caixa de Ferramentas - Este elemento do software corresponde ao conjunto de todos os algoritmos (funções) disponibilizados para geoprocessamento. Mais informações sobre o “toolbox” você pode pesquisar em

O QGIS disponibiliza uma ferramenta específica para a confecção de mapas.

O uso desta ferramenta será abordado posteriormente nos exercícios específicos.

Além das funcionalidades padrões, que são instaladas junto com o software,

a comunidade QGIS está sempre desenvolvendo novas funcionalidades, que são chamados ‘complementos’ ou plugins que podem ser instalados separadamente. Os plugins de complemento são importantes na medida em que

Menu

suspenso

Gerenciador

de

conteúdos

-área de

trabalho/

novidades

Barras de

comando

Caixa de

ferramentas


você utilizar o QGIS sentirá necessidade de alguma ferramenta específica, podendo ser encontrada na plataforma dos complementos. Para isso, vá até o Menu e busque a aba ‘Complementos’, neste, clique em Gerenciar e Instalar Complementos. Após isto aparecerá esta tela, mostrando os complementos já instalados e dando a opção de buscar novos complementos

Ao clicar sobre cada complemento aparecerá uma pequena descrição e suas

aplicabilidades. Gaste um tempo buscando algum tipo de complemento que possa ser útil em sua área.

Para o nosso curso vamos instalar o complemento “HCMGIS” digite no

campo de formulário e escolha ‘instalar” (mais adiante veremos qual sua aplicação específica)


Módulo 1: Visualização de dados espaciais. Neste exercício você vai se familiarizar de como os processos de

visualização de arquivos no QGIS e com a estrutura de informação em camadas (layers). Vamos reanalisar os dados de cólera estudados por John Snow em 1813 e usar algumas ferramentas para entender a relação da cólera com as fontes de água contaminada em Londres.

Neste exercício utilizaremos arquivos vetoriais tipo "shape file (*.shp). Um

shape file é, na verdade, não um arquivo, mas um conjunto de arquivos separados com o mesmo nome, cada um com extensões:

• SHP: contém a "geometria". Isto é os pontos ou vértices que definem a

forma dos recursos geográficos (pontos, linhas ou polígonos). • DBF: Contém tabela de atributos ou descrições de cada um dos elementos. • SHX: Contém um índice para a correspondência entre arquivos e facilitar as

buscas. • PRJ: Contém a definição do sistema de coordenadas, projeção cartográfica,

datum e as unidades que utilizam shape file para gravar características geográficas.

• XML: Contém os metadados (descrição de dados geográficos) em um formato padronizado.

Se você for manipular (copiar, colar, renomear) arquivos shape no Windows

Explorer (ou similar), certifique-se que edite todos estes arquivos. Arquivos disponíveis (folder ex1)

Também utilizaremos um arquivo RASTER de uma imagem de um mapa de

Londres de 1813. Todos estes arquivos estão compactados (aula1.rar) e podem ser baixados

no tópico da aula 3 no moodle.

Arquivos descrição

"cholera deaths" shapefile dos pontos de localização dos prédios onde ocorreram mortes causadas por cólera

“Pumps" Localização das fontes de água

“OSmap” Arquivo raster do mapa de Londres em 1813

Crie uma nova pasta de trabalho (ex. Geoprocessamento e um sub pasta

"exercicio_1" Exemplo C:/georpocessamento/exercicio1. Extraia os arquivos para esta pasta

Abra o QGIS (COM GRASS) e escolha a opção “Novo projeto Vazio WGS84”


O “projeto” é a coleção de camadas raster e vetoriais dentro de um espaço

georreferenciado por um datum O primeiro passo no exercício será abrir e visualizar dados espaciais. Para carregar o mapa de Londres (abrir arquivo raster) use o comando: no

menu suspenso: "camada => adicionar camada => adicionar camada raster" ou pelo atalho "ctrl + shift + r". Escolha o arquivo “OSmap.tif”

OPA!!!! APARECERÁ UMA TELA DE ATENÇÃO! Por quê? Quando você escolheu “um novo projeto” O QGIS por ‘default’ criou sua área

de trabalho no sistema de datum (Modelo de Terra) ‘WGS84’ (o mais usado quando se obtém dados com posicionamento por GPS). O arquivo do mapa de Londres está em outro sistema de referência: no caso “Inverse British National System 1936”. Esta mensagem que aparece mostra que o software pode converter o sistema IBNS36 em WGS84. Não queremos fazer a conversão dos dados e sim trabalhar com o sistema original do mapa. Então clique em “cancelar”. Quando você faz isso o Qgis transforma automaticamente o sistema de referência da área de trabalho naquele do arquivo que você abriu (no caso o IBNS36).

Dica: Todos os sistemas de projeção/datum têm um código para facilitar seu uso e conversão – chamado de EPGS. Por exemplo o EPGS do WGS84 é 4326. Do SIRGAS200 é o 31982.


Para abrir os dados vetoriais selecione o comando "abrir arquivo vetorial". Tal

comando pode ser dado a partir do menu suspenso: "camada => adicionar camada => adicionar camada vetorial" ou pelo atalho "ctrl + shift + V"

Este comando fará abrir a janela de busca de arquivos -

Selecione em "buscar" o arquivo "cholera deaths.shp", alocado na pasta que

criamos anteriormente. Clique em “adicionar”. Repita a operação para o arquivo “pumps.shp”


Se por acaso você não estiver vendo a aba de “conteúdos” você pode ativa-

la em “Visão => painéis => camadas” Clique com o botão direito do mouse sobre a camada “cholera deaths” e

explore um pouco as opções. Veja, especialmente o painel de “metadados” que permite você inserir uma série de informações sobre o seu arquivo no projeto (pode preencher alguns campos se quiser).

Va em “simbologia” e modifique os símbolos de apresentação dos pontos de

modo a torná-lo mais facilmente identificável. Veja que na aba de simbologia, existe a opção “tipo de camada símbolo” que se refere a biblioteca de símbolos do QGIS. Escolha “SVG Marker” que carrega opções interessantes.

Selecione a camada “Cholera deaths” e abra a tabela de atributos

Veja que existe uma coluna “count” que representa o número de mortes para

cada ponto (casas, prédios). É possível criar uma simbologia proporcional aos valores de cada ponto.


Volte na aba de simbologia e escolha a opção “Graduado” e escolha um símbolo e paleta de cores (você também pode definir o espaçamento de classificação)

Eventualmente você pode querer identificar as residências com mais casos

e deixá-las bem definidas no mapa. E possível alterar o símbolo de apenas uma classe (clicando 2x sobre o símbolo específico e alteando suas propriedades)


Abra a tabela de atributos da camada “pump”. Veja que não há nenhuma

informação associada a esta camada (apenas uma coluna ‘id’ com valões ‘0’) Vamos criar uma coluna para identificarmos estas feições Para tal é preciso, primeiro, ativar o comando de ‘edição’ indicado pelo ícone

de ‘lápis’ no canto esquerdo superior da tabela. Após pressioná-lo a tabela estará apta a ser editada.

Clique no ícone de ‘novo campo’ ou aperte ‘ctl + w’. Indique o nome do campo

(poço) e escolha o formato ‘texto’. Preencha cada uma das feições com uma letra de identificação “A, B, C, D, E, F, G, H”. Crie outro campo texto (endereço) mas deixe-o em branco por enquanto. Salve as alterações e desabilite a função ‘editar’


Vamos usar agora a extensão HCMGIS que você instalou logo após iniciar o

programa. Uma das funções dessa extensão é carregar mapas base da Internet. No seu QGIS ao instalar o complemento aparece a opção ‘HCMGIS’ no

‘menu suspenso’. Escolha “Base Maps” depois a opção “Google maps” (você pode desabilitar o mapa OSMap e a camada de “cholera_deaths” por enquanto. Deixe apenas a camada “Pumps” e o mapa base ‘google maps’).

De um ‘zoom’ em um dos poços e ative a opção de ‘edição’ por exemplo no

poço mais ao sul do mapa


Use o ícone de “cursor identificador” e selecione o poço indicado

Na aba de identificação, clique com o botão direito no campo ‘endereço’ (que

você criou anteriormente) e ative a opção “editar formulário de função’ Veja que este poço localiza-se na ‘Coventry street’ então preencha essa

informação no campo editável (perceba que quando você criou o campo -ou a coluna- anteriormente é pedido para que se habilite o tamanho do texto (string) se você deixou no ‘default’ o máximo habilitado é de 10 caracteres.)

Repita este procedimento e identifique os endereços dos outros poços. Salve o projeto no seu diretório de trabalho

FIM DA LIÇÃO 1 Duvidas? Use o Moodle

exercícios de geoprocessamento em Q-GIS

Documents

Transcript of exercícios de geoprocessamento em Q-GIS