EXPERIÊNCIA DE GENERALIZAÇÃO CARTOGRÁFICA EM EDIFICAÇÕES

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1 ISSN , p EXPERIÊNCIA DE GENERALIZAÇÃO CARTOGRÁFICA EM EDIFICAÇÕES TATIANA AYAKO TAURA MÔNICA DOS SANTOS PIRES CLOVIS GABOARDI MARCIO AUGUSTO REOLON SCHMIDT LEONARDO MOLINA PINO ALUÍZIO CARLOS WANDERLEY GROCHOCKI HENRIQUE FIRKOWSKI Universiae Feeral o Paraná - UFPR Curso e Pós Grauação em Ciências Geoésicas - CPGCG Departamento e Geomática, Curitiba - PR monicaisp@terra.com.br; firk@ufpr.br; {tatianataura; cgaboari; marcio.schmit; lmolinapino; aluiziowg }@gmail.com RESUMO - O presente trabalho trata a realização a generalização cartográfica em eificações e uma base cartográfica pertencente ao acervo igital o Paranaciae, a escala 1:2000 para a escala 1:5000. O estuo consistiu a comparação a generalização cartográfica realizaa por três grupos e estuantes e pós grauação em Ciências Geoésicas, sem experiência no processo, seno que caa grupo realizou a generalização e uma mesma base através a aplicação e critérios e orem e operaores e generalização próprios. Os iferentes critérios e orem e operaores aplicaos para a generalização conuziram a iferentes resultaos, o que confirma a subjetiviae envolvia nesse processo. ABSTRACT The current paper eals with carrying out cartographic generalization of builings using cartographic ata of the Paranaciae's igital atabase, from 1:2000 to 1:5000. This stuy consiste of comparing the cartographic generalization carrie out by 3 groups of Geoesic Science Master stuents with no experience, each group making the generalization of the same cartographic ata using their own criteria an operators orer. The ifferences in criteria an in operators orer le to ifferent results, emonstrating the subjectivity of the processes. 1 INTRODUÇÃO Neste trabalho mostram-se os proceimentos e iferentes aboragens utilizaos na generalização cartográfica a escala 1:2000 para a escala 1:5000, em eificações numa base cartográfica o acervo cartográfico igital o Paranaciae. O objetivo era estuar como o iferente entenimento pelo grupo e estuo, para qualquer tipo e usuário e mapa topográfico, afetaria os resultaos finais a generalização em função o conhecimento aquirio. Aotaram-se como critérios comuns: o estabelecimento e um conjunto único e operaores e a acurácia posicional seguno PEC - Parão e Exatião Cartográfica, e moo a permitir a iminuição a subjetiviae e até mesmo maximização o uso e proceimentos automatizaos. 2 GENERALIZAÇÃO Seguno JONES (1997), a generalização cartográfica é um processo e abstração e informação que epene a escala, pois etermina o espaço isponível para os símbolos no mapa. A seleção as informações importantes em uma base e aos eve resultar em uma representação clara e informativa o fenômeno geográfico. A reução e escala é acompanhaa pela reução em etalhe e representação e objetos iniviuais, e ao mesmo tempo e exagero ou realce esses objetos para torná-los mais istinguíveis. O problema relativo à quantiae e informação isponível e o espaço existente para a sua representação ocorre no momento e representar a mesma região em uma escala

2 menor, ou seja, torna-se necessário escolher algumas informações, suprimino-as na nova representação. Em outras palavras, uma as conseqüências a reução a escala é a necessiae e uma generalização cartográfica, que aumenta e forma progressiva. Quanto menor a escala e um mapa, maior será o grau e generalização. McMASTER & SHEA (1992), efinem a generalização cartográfica como os processos e erivar um conjunto e aos cartográficos simbolicamente ou igitalmente coificaos pela aplicação e transformações espaciais e e atributos a uma fonte e aos. Esse conceito é realizao com base em operações e transformações que manipulam a geometria e a semântica os objetos. Seguno esses mesmos autores, a Generalização Geográfica é o processo que envolve a manipulação geométrica as informações espaciais os objetos, consierano a estrutura e aos utilizaa, ou seja, está ligaa às transformações espaciais, que tratam e operaores geométricos, ou aina àqueles operaores que realizam muanças a partir e perspectiva geográfica e topológica. Enfocam-se primeiramente os aspectos posicionais. A Generalização Estatística envolve os processos e manipulação as informações conceituais os objetos, ou seja, está ligaa às transformações e atributo, que tratam e operaores semânticos, ou aina àqueles que realizam a muança nos atributos semânticos ou conceituais os objetos. Os operaores envolvios na representação e erivação e bases já existentes seguno KEATES (1973) são: - Simplificação: remoção e etalhes esnecessários como curvas e flutuações e uma linha ou um limite e área sem estruir sua forma essencial; Figura 1: Exemplo e Simplificação. - Combinação: combinação e características com íntima proximiae ou características ajacentes formano uma nova área. Figura 3: Exemplo e Exagero. - Deslocamento: etecção e características que se conflitam e afastamento as feições. Figura 4: Exemplo e Deslocamento. - Classificação: agrupamento e características com semelhança geográfica criano um novo atributo e simbologia. Figura 5: Exemplo e Classificação. 3 METODOLOGIA EMPREGADA Do arquivo original (escala 1:2.000) foi extraía as informações sobre a classe Eificações. Esta classe é constituía por eificações resienciais, comerciais, públicas, em construção ou ruína, escolas públicas e privaas, igrejas, hospitais, postos e saúe e clínicas, clubes e associações recreativas. Caa grupo aplicou a generalização semântica e geométrica baseaa nos conceitos e Generalização Cartográfica apresentaos acima. Foi utilizao o software ArcView para a visualização e aplicação os proceimentos e generalização efetuaas e forma manual ou através a implementação e rotinas. 3.1 Grupo 01: Figura 2: Exemplo e Combinação. - Exagero: aumento a extensão e espaço e uma característica com o propósito e ar ênfase e legibiliae. O grupo iniciou o trabalho com a generalização semântica a partir o estuo os tipos e classes e objetos a serem consieraos na generalização e eificações. As informações foram: vegetação, quaras, clubes, hirografia. As principais operações e generalização empregaas no presente trabalho poem ser visualizaas na tabela seguinte.

3 Tabela 1 Operaores utilizaos para caa tipo e feição Tipo e feição Operaor Parâmetros Agregação Simplificação por lateral mínima < 2m o terreno Eliminação por lateral mínima < 2m o terreno Eificações Quaras Vegetação Análise Estética Deslocamento e quaras afastamento Simplificação Eliminação e feições Análise global Deslocamento Suavização alternativas estuaas: 3mm (1,5m) 5mm (2,5m) 10mm (5m) 5mm (2,5m) 10mm (5m) comprimento que 2m o terreno Aotou-se uma aboragem sistemática que iniciasse pela região central e caa quara caminhanose para as eificações que ocupavam as boras a quara. Nesse sentio, evienciou-se a necessiae e se separar algumas categorias e eificações que não poeriam perer suas ientiaes se operaores fossem empregaos e forma iniscriminaa. Registram-se as seguintes categorias principais: eificações públicas, escolas, resiências e clubes. Detectaram-se problemas geométricos na base cartográfica que prejuica a aplicação os critérios efinios pelo grupo. feições com problemas geométricos (polígonos abertos, ângulos com formação não-naturais, curvas e nível com falhas, entre outros); excessos e pontos ou pontos uplos em feições lineares ou nos contornos e feições e superfície; traçaos e curvas e nível e moo inaequao (trechos com segmentos menores que 50cm o terreno); eificações fora o contexto ou classificaas e forma erraa como eificações fora a área urbana sem vias e acesso, por exemplo, coxos classificaos como resiências; classificações equivocaas e eificações na região urbana, por exemplo, ruínas juntamente com construções e funações. 3.2 Grupo 02: Foi aplicao o processo manual e generalização cartográfica one inicialmente realizou-se a generalização semântica a classe eificação resultano nas seguintes classes: Eificação Resiencial; Eificação Comercial; Eificação Pública; Construções e Ruínas; Escolas: Públicas, Privaas e Creches; Igrejas; Hospitais, Postos e Saúe e Clínicas; Clubes e Associações. Posteriormente, aplicou-se a generalização geométrica conforme exemplos apresentaos na Figura 6. Arquivo Original Arquivo generalizao Figura 6: Generalização Geométrica as classes e Eificação. Para o auxílio a etapa e generalização geométrica as eificações foi aotaa a istância e 1m ( buffer ) em torno e sua área para a realização os operaores, aotaa com base no capítulo 02 e KEATES (1973). A istância aotaa preserva a acuiae visual que consiera a iferença entre legibiliae e visibiliae e um símbolo e mantém a acuraciae posicional. Seguno o PEC, o valor máximo é 2,5m para a escala 1: Foram selecionaas as eificações a serem mantias na escala generalizaa e conseqüentemente omitias as construções com áreas inferiores a 4 m 2. Essa meia foi aotaa conforme os autores a SWISS SOCIETY CATOGRAPHY (1977), que consiera como tamanho mínimo para iscriminar a forma as áreas no mapa. Após a seleção, foi realizaa a simplificação, manteno a característica os limites e área, sem moificar o posicionamento original. Aplicou-se o processo e combinação nas eificações e mesma classe com istância entre as feições menores que 1m, conforme a figura 7 que esquematiza os critérios aotaos one a=b=1m e c= 2,5m. Em alguns casos foi necessária a aplicação o eslocamento as feições próximas as eificações, visano estacá-la.

4 A ecisão quanto aos proceimentos e generalização para caa feição a classe eificações resultou em casos particulares e generalização. Algumas classes não sofreram processos e generalização cartográfica, evio ao seu significao e sua imensão na escala 1: Foram os casos os Hospitais; Clinicas e Postos e Saúe; Construções e Ruínas; Cemitérios; Clubes e Associações e Aministração Pública. a b c LEGENDA Posição real e Pos. no mapa e Posição real e Pos. no mapa e Pos. eslocaa e com as istâncias estabelecias. Os critérios aotaos poem ser vistos esquematicamente fazeno-se, na figura 7, a=b=0,6m e c=0,9m. Por estes critérios são garantios um eslocamento máximo (no pior caso) e 90cm, equivalente a 0,18mm na escala 1:5000. Na figura 7 são mostraas uas feições (círculo e triângulo) com suas posições no mapa e a posição real no caso limite o erro máximo amitio. Se as feições estiverem a uma istância menor ou igual a 60cm (no interior a circunferência menor), ocorrerá combinação. Se a istância for maior que 60cm e menor que 90cm (posicionaas entre a circunferência menor e a maior), ocorrerá o eslocamento. A nova posição a feição eslocaa será a 1,5m e istância a feição fixa. Nas figuras 8 e 9 mostram-se, respectivamente, exemplos e operações e combinação e e eslocamento, nas quais são utilizaos os buffers inicaos. Figura 7 - Deslocamento e combinação. Após o eslocamento, a istância entre a posição a feição no mapa generalizao e a posição real não everá ser maior que aquela amitia pelo PEC na escala consieraa. 3.3 Grupo 03: Figura 8 - Exemplo e combinação e área. A superposição o buffer e 60 cm com a eificação ajacente inica a necessiae e combinação. O terceiro grupo realizou a generalização e moo preominantemente automatizao. A automatização foi realizaa por meio a criação e buffers para os proceimentos e combinação e eslocamento, e pela criação e algoritmos para simplificação e eliminação automática as eificações Combinação e eslocamento Para as combinações e eslocamentos foi estabelecia a separação mínima e 0,3mm na escala a carta, a fim e garantir a separação visual entre as feições generalizaas. Deste moo, ficou garantio que, no pior caso, o eslocamento e uma feição não poe exceer a istância e 1,5m na carta generalizaa (1:5000). A partir isso, foram estabelecios os seguintes critérios operacionais: - istância menor ou igual a 60cm: combinação - istância entre 60cm e 1,5m: eslocamento até uma istância e 0,9m. - istância maior que 1,5m: mantém a posição inalteraa. Uma vez estabelecios estes critérios, foram criaos os buffers ao reor os polígonos e acoro Figura 9 A superposição o buffer e 1,5m com a eificação ajacente inica a necessiae e eslocamento. A eificação central é mantia inalteraa. As emais são eslocaas nas ireções inicaas pelas setas.

5 3.3.2 Simplificação e eliminação e polígonos A simplificação foi automatizaa por algoritmos implementaos na linguagem Avenue, o ArcView. A eliminação foi realizaa para os objetos e imensão menor que 0,3mm na escala final (1,5m). vértices próximos é inferior a um ao valor. O valor ao está em função o valor mínimo iscernível na escala final (Figura 10) b) Ângulo formao nas ireções os vértices imeiatamente próximos Estes algoritmos realizam a simplificação e polígonos por meio e: a) eliminação e vértices não significativos: os vértices que não são perceptíveis na escala final a generalização são eliminaos. Os critérios para a eliminação são: a istância o vértice consierao à linha que une os vértices mais próximos ou o ângulo formao pelo vértice consierao com os vértices mais próximos. b) eliminação e vértices reunantes: os vértices cujas istâncias ao vértice mais próximo forem menores que o erro parão na escala original são eliminaos. c) acréscimo/subtração e polígonos: as reentrâncias e apênices existentes nos polígonos com laos menores que o mínimo iscernível na escala final são acrescias/subtraíos, e moo a tornar a forma a figura o mais regular possível. Neste caso são eliminaos toos os vértices one o valor e ângulo entre as uas ireções os vértices próximos é inferior a um ao valor. O valor ao está em função o valor angular mínimo iscernível na muança e ireção e uma linha no contexto o polígono avaliao (Figura 11). Vértice próximo anterior Vértice avaliao α Vértice próximo posterior Figura 11 - Ângulo formao nas ireções os vértices imeiatamente próximos. Vértice próximo anterior Vértice avaliao Vértice próximo posterior = istância e eslocamento em relação à linha que une os vértices próximos Figura 10 - Deslocamento o vértice em relação à linha que une os vértices imeiatamente próximos Algoritmo para eliminação e vértices não significativos para a figura Vértices não significativos para a figura são aqueles que não são perceptíveis na escala e representação final, ou aqueles que quano são eliminaos a figura o polígono mantém a sua aparência geral. Os critérios e avaliação foram: eslocamento o vértice em relação à linha que une os vértices imeiatamente próximos e ângulo formao nas ireções os vértices imeiatamente próximos Algoritmo para ampliação/subtração e zonas exteriores/interiores a figura Zonas exteriores são os paralelogramos exteriores ao polígono formao por ois laos consecutivos o polígono. Zonas interiores são os paralelogramos interiores ao polígono formao por ois laos consecutivos o mesmo. Zonas exteriores/interiores não significativas para a figura são aquelas zonas exteriores/interiores que estão limitaas por um segmento e comprimento inferior ao mínimo iscernível na escala final o prouto. Assim, quano a zona é ampliaa/subtraía, a figura o polígono aina mantém a sua aparência geral. Poe-se aplicar em uas formas: ampliar polígono ou subtrair polígono. a) Ampliação o polígono Neste caso a zona exterior é coberta pelo polígono generalizao (Figura 12). a) Deslocamento o vértice em relação à linha que une os vértices imeiatamente próximos Neste caso são eliminaos toos os vértices one o valor e eslocamento em relação à linha que une os

6 Zona no exterior o polígono Polígono ampliao = comprimento o segmento menor a zona exterior Baseao na experiência que possui sobre o processo manual, caa executor eciiu o proceimento mais aequao para a realização a generalização cartográfica. Entretanto, um os grupos realizou proceimentos semi-automatizaos a fim e minimizar essa subjetiviae. Os operaores e generalização implicaram na alteração a forma e posição os objetos, sem influenciar na acurácia posicional, pois toos grupos aotaram parâmetros para a realização os processos entro a precisão seguno PEC para classe A. Figura 12 Ampliação o polígono b) Reução o polígono Neste caso a zona interior é subtraía o polígono generalizao (Figura 13). Polígono reuzio 5 REFERÊNCIAS JONES, C. B. Geographical Information Systems an Computer Cartography. 1 e. New York, Longman, KEATES, J. S. Cartographic esign an prouction. Harlow, Grã-Bretanha: Longman, MCMASTER, R. B., SHEA, K. S. Generalization in Digital Cartography. Washington: Association of American Geographers, Zona no interior o polígono SESTER, M. Notas e aula o curso Automatic Data Generalization, UFPR, SWISS SOCIETY OF CARTOGRAPHY. Cartographic Generalization. Catographic Publications Series, nº 2, = comprimento o segmento menor a zona interior Figura 13 Reução o polígono 4 CONCLUSÃO O presente trabalho enfatizou as ificulaes que um projeto e generalização cartográfica impõe, ese a concepção conceitual o propósito o mapa e as informações que este eve conter, até a etapa e execução os operaores sobre uma base cartográfica. A efinição os operaores bem como os critérios utilizaos epeneram a experiência o executor, emonstrano a subjetiviae a que esse processo aina é exposto. Tal subjetiviae poe ser vista na efinição as transformações espaciais e semânticas em iferentes orens e operaores, na execução a generalização cartográfica, e na ausência e um formalismo os processos e Generalização. A generalização manual possui uma aboragem iferente a generalização semi-automática e automática one evem ser construías regras a partir e algoritmos que geralmente são ifíceis e formalização quanto à manutenção a estrutura topológica e o caráter a feição.