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?
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