SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS Aula 2. SIG- Eng. Cartográfica Prof. Luciene Delazari

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1 SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS Aula 2 SIG- Eng. Cartográfica Prof. Luciene Delazari

2 Descrição de uma realidade com algum propósito Modelo MODELAR Termo geral para denotar o processo de construir representações do mundo real Um modelo provê um mecanismo para entender a realidade e para obter conclusões e relações entre os dados de entrada e saída

3 Mundo Real ABSTRAÇÃO MODELO

4 Modelo Um mapa é um modelo gráfico da superfície física

5 Modelo Uma fotografia é um modelo pictorial de feições sobre a superfície

6 Um modelo permite encontrar relações entre feições geográficas para entender e resolver um problema particular Modelo Residências Bairros Ruas Códigos postais Cidades Paises

7 Processo de Representação Computacional conceitos Modelo de dados Estruturas de dados Código lote Geo-objeto Poligono Tabela Lista de coord. país Geo-campo Pixels

8 Definição de um modelo Compreensão dos objetivos e necessidades dos usuários; Informações necessárias para o fornecimento das respostas que o sistema deverá prover; Quais elementos do universo real geográfico deverão ser coletados; Quais atributos deverão ser inseridos no sistema; A forma de representação dos fenômenos geográficos; Precisão; Detalhamento, etc.

9 A modelagem e a abstração Realização do modelo de dados por meio de uma linguagem de programação Dados contínuos e objetos individuais. Universo CONCEITUAL Universo de REPRESENTAÇÃO Universo de IMPLEMENTAÇÃO Associação de representação geométrica às entidades do Universo conceitual: Matrizes e vetores Fenômeno a ser representado

10 Universo conceitual Campos espaço geográfico é considerado uma superfície contínua Distribuição espacial de uma variável que possui valores em todos os pontos de uma Região geográfica Objetos O espaço geográfico é composto por entidades individualizáveis Elemento único que possui atributos nãoespaciais e está associado a múltiplas localizações geográficas

11 Modelo Baseado em Campo

12 Modelo Baseado em Campo Luciene S. Delazari

13 Modelos Baseados em Objetos (Entidades) região geográfica é vista como uma superfície ocupada por objetos geométricos identificáveis, não necessariamente disjuntos objetos pontuais, lineares, poligonais, ou mesmo uma combinação destes elementos geométricos objetos não estão necessariamente associados a características do terreno ênfase na identificação de objetos no terreno e não na análise de propriedades contínuas no terreno

14 Modelo Baseado em objeto

15 Modelos Baseados em Objetos (Entidades)

16 campo e objeto (carta topográfica)

17 Universo de Representação No universo de representação, são definidas as possíveis representações geométricas que podem estar associadas às classes do universo conceitual. Inicialmente deve-se considerar as duas grandes classes de representações geométricas: Vetorial e Matricial.

18 Universo de Representação Estrutura Vetorial Baseada em coordenadas (x,y) Estrutura Matricial Cada célula é codificada de acordo com o fenômeno que representa

19 Representação de Dados em SIG Representação de dados em SIG Dados espaciais Dados não espaciais Forma e Posição/ características geográficas Representação Matricial ou Vetorial Atributos/informação Temática Representados de acordo com uma escala de medição

20 Dados espaciais: posição espacial Localização absoluta expressa em coordenadas de algum sistema de referência Exemplo: sistema de coordenadas geográficas, sistema plano/cartesiano, etc.

21 Dados espaciais: posição Localização: L1: (78,53),(86,73),... L6: (88,46), (78,53)

22 Dados espaciais: posição 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 ).

23 Topologia: estudo das propriedades geométricas que permanecem invariantes sob deformação; Dados espaciais: Independem de fatores como escala, projeção, etc. relações topológicas Procedimento matemático para definição explícita de relacionamentos espaciais. Adjacência ( do lado de ) Propriedades Contingência ( dentro de ) Conexão ( ligado a )

24 Dados espaciais: relações topológicas A B A B A disjunto B? A B A B A B A B A B A adjacente (toca) B? A B A A B B A B A B A sobrepõe B?

25 Dados espaciais: relações topológicas A A B B B está contido em / cobre A? A B A A A B B cruza A? B B A A A B B B B acima (N) / abaixo (S) / ao lado (L/O/ Esq / Dir) de A? A A B B B sobre / sob A? A B

26 Dados espaciais: relações métricas Distância A-B A B A A B B Comprimento/Perímetro A A A Área/Volume A A A Raio de alcance A r Caminho ótimo A B A B A B

27 Dados espaciais: tempo Pode significar: quando o fenômeno ocorreu; quando o dado foi coletado;

28 Dados espaciais: formas de armazenamento Existem duas grandes classes de representações computacionais de dados espaciais: Vetoriais Matriciais

29 vetores clientes ruas lotes matrizes altitudes Uso do solo Mundo real

30 Dados espaciais: representação vetorial 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

31 Dados espaciais: representação vetorial 2005 John Wiley & Sons, Ltd

32 Dados espaciais: representação vetorial Bolstad, 2005

33 Dados espaciais: representação vetorial 2005 John Wiley & Sons, Ltd

34 Dados espaciais: representação vetorial

35 Dados espaciais: representação vetorial Label (código) Polígonos áreas fechadas por arcos 10 Arcos - segmentos de linha formando limites de polígonos ou feições lineares Vértices: pontos ao longo de arcos Nós pontos no final de arcos

36 Dados espaciais: representação vetorial Lista de coordenadas "spaghetti" A, 6 (identificador do polígono e número de vértices) 1,3 (coordenadas do primeiro vértice) 1.8, , 3 3.3, 4 3.2, 5.2 1, 5.2 1, 3 (coordenadas do primeiro vértice novamente) B, 1 (identificador do ponto e número de vértices) 4, 4 C, 4 (identificador da linha e número de vértices) 1, 2 3.5, 2 4.2, , 2.7

37 Dados espaciais: representação vetorial Lista de coordenadas "spaghetti" simples fácil de gerenciar sem topologia duplicação no armazenamento, exigindo muito espaço muito utilizada em CAD

38 Dados espaciais: representação vetorial 2005 John Wiley & Sons, Ltd

39 Dados espaciais: representação vetorial 2005 John Wiley & Sons, Ltd

40 Dados espaciais: representação vetorial 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.

41 Dados espaciais: representação vetorial Redes: Exemplo Distribuição de água

42 Dados espaciais: representação vetorial Redes 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.

43 Dados espaciais: representação vetorial Os triângulos sempre têm três nós e normalmente três triângulos vizinhos. Os triângulos na periferia do TIN podem ter somente 1 ou 2 vizinhos.

44 Dados espaciais: representação matricial A representação matricial consiste no uso de uma malha quadriculada regular sobre a qual o elemento é representado pixel a pixel; 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;

45 p linhas Dados espaciais: representação matricial Matriz de atributos Atributos representados por tons de cores d: Dimensão do pixel = resolução espacial d d q colunas rio rio rio rio rio rio

46 Dados espaciais: representação matricial Grades Regulares: cada elemento da matriz está associado a um valor numérico;

47 Dados espaciais: representação matricial Imagens: representam formas de captura indireta de informação espacial

48 Dados espaciais: vetorial x matricial Estrutura Matricial Estrutura Vetorial

49 Dados espaciais: vetorial x matricial Aspecto Estrutura Vetorial Estrutura 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 Algoritmos Representação indireta de fenômenos contínuos Limitações na álgebra de mapas Problemas com erros geométricos Representa melhor os fenômenos contínuos no espaço Simulação e modelagem mais fáceis Processamento rápido e eficiente Armazenamento Por coordenada (mais eficiente) Por matrizes (maior gasto em armazenamento)

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