Geoprocessamento - Parte2

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    08-Aug-2015
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    Education

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  • Sistemas de Informaes Geogrficas e Geoprocessamento

    Parte 1- ConceitosParte 2- Recursos de Anlise e Aplicaes

    EYMAR S.S. LOPES - eymar@dpi.inpe.br

  • PARTE 2Consultas ao BD Geogrficolgebra de MapasAplicaes

  • Consultas a dados espaciaisMecanismos de seleoatributos descritivosd-me todos os pases da AL com mais de 50 milhes de habitantesrestries espaciaisd-me todos os pases da AL vizinhos ao Equador

  • Consulta por Atributos* Tabela mostra o resultado da consultaConsulta por Expresso lgica envolvendo um ou mais atributos e visualizao espacial do resultadoOperadores lgicos : = > < AND OR ( )

  • Topolgica (toca, cruza, dentro, disjunto, etc)Direcional (acima, a leste, ao lado, etc)Mtrico (a uma distncia de, entre uma faixa de distncia)Consulta Espacial

  • Consulta Espacial:(Topologia : Intercepta)Ex: Quais distritos interceptam a linha norte/sul do metr ?

  • Consulta Espacial:(Topologia : Disjunto)Ex: Quais os polgonos disjuntos ao polgono de Vila MarianaVila Mariana

  • Consulta Espacial:(Topologia : Toca)Ex: Quais os distritos vizinhos (tocam) o distrito de Vila Mariana ?Vila Mariana

  • Consulta Espacial:(Topologia : Dentro)Ex: Quais os municpios de Mato Grosso esto dentro da cena Landsat de rbita 224 / ponto 75 ?

  • Consulta Espacial:(Mtrico)Ex: Quais os distritos de SP esto a uma distncia de 6000 metros da linha norte-sul do metr ?

  • Agrupamento por Atributo:(Renda Familiar por Passo Igual e Quantil)Agrupamento dos Distritos por Renda Regio Central: RicaLimite Central: MdiaPeriferia Leste: PobreRegio Sul: PobrePasso IgualQuantil

  • PARTE 2Consultas ao BD Geogrficolgebra de MapasAplicaes

  • lgebra de Mapas

  • lgebra de MapasA partir do modelo de dados foi estabelecida uma taxonomia para as diversas operaes de anlise geogrfica:

    Operaes sobre geo-campos,Operaes sobre geo-objetos,Operaes de transformao entre geo-campos e geo-objetos,Operaes mistas entre geo-campos e geo-objetos.

  • Operaes sobre :

    Podem ser classificadas como:Pontuais,Vizinhana ou locais,Zonais.TemticoNumricoImagemOperaes sobre Geo-campos

  • Ponderao Transforma um geo-campo temtico em um geo-campo numricoexemplo: mapa de solosclassepesoLE0.35Aq0.6outros0.2

    Atribuio de pesos reflete importncia relativa do tema

  • FatiamentoTransforma um geo-campo numrico em um geo-campo temtico

    A cada valor associa um tema (inverso da ponderao)Exemplo: Mapa de Declividade

    Declividade (graus)tema0-9.0Baixa10.0-19.0Mdia20.0- acimaAlta

  • ReclassificaoReclassificao: mudana de atributosunio de classes com atributos comunsgeneralizao do conjunto espacialexemplo: classificao do Brasil em regies

  • BOOLEANASExemplo: Mapa de Aptido Agrcola

    Operaes sobre Geo-campos OPERAES PONTUAIS

  • MATEMTICAS:Exemplo: M1 = mapa de solos ponderado M2 = mapa de declividade

    onde:p localizao (ponto).l o peso local.

    M1M2M3Operaes sobre Geo-campos OPERAES PONTUAIS

  • Geo-campos: Operaes LocaisGeo-campo resultante obtido atravs do valor em um ponto e mais um conjunto de pontos em uma vizinhana especfica

    Exemplos:Mnimo, mximo, mdio e modaFiltros para dados de SRInterpoladores espaciais para MNTMapas de declividade e exposio para MNTndices de Diversidade para TemticosVizinhana 3x3Vizinhana 5x5Vizinhana +

  • So definidas sobre regies especficas de um geo-campo de entrada, onde as restries so fornecidas por outro geo-campo temtico.

    Os operadores zonais incluem:mdia,mximo,mnimo,desvio padro,ndice de diversidade, dos valores sobre uma regio especificada.

    Geo-campos: Operaes Zonais

  • Exemplo: Mximo Zonal de um numrico com restrio especificada por um temtico.

    NumricoTemticoNumricoRestrio:mapa solosEntrada:grade de declividadeSada:mximo zonalGeo-campos: Operaes Zonais

  • Operaes sobre geo-campos e geo-objetosAtualizao

  • Operaes sobre geo-campos e geo-objetosEspacializao de atributos (nominais)

  • Espacializao de atributos (inteiros/reais)

    Operaes sobre geo-campos e geo-objetos

  • Operaes sobre geo-campos e geo-objetosMapas de distnciagera um mapa de geo-campos contendo as distncias de cada ponto do mapa a um(s) geo-objeto(s) de referncia (representado por ponto, linha ou regio)

    operao puramente geomtrica (espacial)

    Exemplo: Faixas de distncia ao longo de rios, estradas, lagos, etc

  • Mapa de distnciasNiloEgito Classes de distncia ao rio Nilo Determine uma faixa de terra de 200 metros ao longo das margens da represa de Paranagu

  • Operaes tpicas de Geo-campos numricos (MNT)Fatiamento do MNTMapas de declividade e exposioClculo de perfis, volumes de corte e aterroGerao automtica de drenagemAnlise exploratria (estatstica, histogramas e variogramas)Gerao de superfcies por mtodos determinsticos (IQD, mdia mvel, etc)Gerao de superfcie por Krigeagem

  • Vizinho + PrximoInverso DistnciakrigeagemMdia SimplesMapa GeolgicoTcnicas de Interpolao Espacial

  • Representao de IncertezaMapa de Teor de ArgilaIncerteza (max. Prob.) Incerteza (entropia.)

  • Inferncia GeogrficaUm dos aspectos mais importantes do uso dos SIGs em produzir novas informaes a partir de um banco de dados geogrficos.

    Tal capacidade fundamental para aplicaes como:Ordenamento territorial,Estudos de impacto ambiental,Estudos scios-econmicos, etc.PlanejamentoSimulaesComo combinar os dados da base de dados geogrfica ?

  • Modelos baseados em conhecimentoDispe de informaes de entrada e de uma metodologia a fim de encontrar zonas que satisfazem um conjunto de critriosSe os critrios so regras determinsticas o modelo aplica operadores de lgica booleana nos dados de entradaDado de sada um mapa onde cada ponto satisfaz ou no as condies do modeloExemplo: Aptido agrcola, depende do tipo do solo e da declividade

    Mapa de Aptido

  • Inferncia BooleanaCombinao lgica de mapas binrios atravs de operadores condicionaisResultado satisfaz ou no condio, no h talvezOperadores E (AND), OU (OR), Ou EXCLUSIVO (XOR) e NO (NOT)Resultado de operadores lgicos pode ser visto atravs do diagrama de Venn

  • Inferncia Booleana (voltando ao Ex.)Baixa: (Solo == Hidromorfico) OU (Decl == Alta) OU ((Solo == Litossolo) E (Decl == Media)) OU ((Solo == Litossolo) E (Decl == Baixa)),

    Media: ((Solo == Litossolo) E (Decl == MtoBaixa)) OU ((Solo == Podzolico) E (Decl == Media)),

    Baixa: Outros casos;Sintaxe de uma operao em LEGAL

  • Inferncia BooleanaMaior vantagem da inferncia booleana a simplicidadeCombinao anloga sobreposio de mapasAbordagem prtica e fcil aplicao para limiares de corte estabelecidos por leiNa prtica, normalmente no correta a atribuio de importncias iguais para cada critrio

  • Mdia Ponderada (voltando ao Ex.)Aptidao = 0.4 * Declividade + 0.6 * SoloMapa de SolosMapa de DeclividadeRegrasLatossolo: 0.7Podzolico: 0.5Litossolo: 0.3Hidromorfico: 0.1Declividade: [0...1]

  • PARTE 2Consultas ao BD Geogrficolgebra de MapasAplicaes

  • Imagens TM/Landsat na deteco de mancha de leo na Baa da Guanabara- RJ - Brasil.X SBSR -2001

  • INTRODUODeteco, controle e monitoramento dos derrames - instituies e governos - padres de controle e legislaes - Termo de Referncia -IBAMAMonitoramento e gerenciamento ambiental - facilitados com informao disponvel periodicamente. Sensoriamento remoto pode ser fonte de tais informaes. Tcnicas com potencial para deteco de poluentes e parmetros de qualidade de gua. Viso sinptica - informaes adicionais s tcnicas de medio convencionais.Objetivo: demonstrar a utilizao de imagens orbitais do sensor Thematic Mapper (TM), Landsat-5 na deteco e estimativa da extenso da mancha de leo decorrente do derrame ocorrido na Baa de Guanabara, RJ, em 18 de janeiro de 2000.

  • REA DE ESTUDOA Baa de Guanabara: Ambiente costeiro com srios problemas ambientais: desordenados crescimentos urbano e industrial a partir da dcada de 507,3 milhes de habitantes vivendo na rea de influncia direta da baa (IBGE, 1991).Ambiente estuarino: vol mdio de 22 bilhes de m3 de gua ao longo de seus 391 Km2 Recebe diariamente cerca de 400 ton de efluentes orgnicos, pequena parte recebe algum tipo de tratamento.

  • MATERIAIS E MTODOSImagens TM/Landsat, 217/76: 21/03/99 e 19/01/00 (nvel 5): Imagem 21/03/99 - registrada com carta nutica N. 1501 (DHN), 1:50.000 - referncia para registrar imagem 19/01/00 (polinmio de primeiro grau, RMS < 0,8 pixel) Cobertura de nuvens - rea til da imagem.

  • MATERIAIS E MTODOS

  • RESULTADOSA CP 1 contm a informao de brilho associada s sombras de nuvens e s variaes da reflectncia espectral de massas dgua opticamente diferenciveis na Baa. CP 1 - frente (borda) marcando o limite da mancha de leo, desde a Ponta do Saco na parte norte da baa, passando a leste da Ilha de Paquet e mais ao sul, aproximando-se da Ilha do Governador.CP1CP2CP3

  • RESULTADOSA CP 2 e as subseqentes apresentam gradativamente menos contraste entre as feies presentes nas guas da baa.CP 3 - aporte de material orgnico e inorgnico para a baa, proveniente dos rios da regio de Mag (parte NE). As demais componentes contm tipicamente menos estrutura da imagem e mais rudo que as primeiras.

  • RESULTADOSCP 1 - segmentada por regies e editada considerando-se as observaes visuais obtidas a partir de visita rea de estudo no mesmo perodo. Delimitao da mancha de leorea da mancha de leo - foi calculada equivalente a 133,45 Km2 - Imagem 19/01/00

  • Antena de CuiabRecepoCPTECImagem TM/CBERS 2Imagem NOAA/MODIS/GOESDados MeteorolgicosTomada de Deciso I