Camada de Informação 14/11/ o Parte

Transcrição

1 Banco de Dados Geográficos Dado Descritivo ou Alfa-numérico 3 o Parte BANCO DE DADOS GEOGRÁFICOS A função destes dados é fornecer uma informaçã descritiva, qualitativa e/ou quantitativa, do objeto gráfico em SIG. São denominados atributos. Camada de Informação Entidade: rio. Atributos: nome, classe. Cada atributo em um SIG estará sempre associado a umaentidadegráficaqueporsuavezestávinculadaa um sistema de coordenadas. ENTIDADE : Estrada Atributos: BR 277, asfaltada 1

2 Dado Gráfico x Atributos Os bancos de dados que contêm atributos das entidades geográficas podem ser unidos a elas através de um IDENTIFICADOR. Relações entre os dados gráficos e atributos Ao representar feições, o Geoprocessamento procura determinar e esquematizar os mecanismos implícitos e explícitos de inter-relação entre elas. Estes padrões de inter-relação podem assumir diferentes formas. Relação Topológica: Sentido de escoamento da rede hidrográfica As relações topológicas como adjacência, pertinência e interseção, permitem estabelecer os relacionamentos entre os objetos geográficos que são invariantes a rotação, translação e escala. 2

3 Conclusões: Pelo que foi visto até agora pode-se concluir: Um mapa digital oriundo de qualquer fonte (digitalização, aerofotogrametria, etc), deve estar EDITADO (sem erros) e ser georrefenciado; A base gráfica de um SIG passa a existir quando o mapa digital possui TOPOLOGIA. Os dados gráficos podem ser geocodificados para serem associados a tabelas de ATRIBUTOS. As tabelas de Atributos das Entidades formarão o BANCO DE DADOSde um SIG. CONCEITO BANCO DE DADOS (GEOGRÁFICO) O componente de armazenamento de um Sistema de Informação Geográfica(SIG),denominado sistema de banco de dados geográficos, estrutura e armazena os dados de forma a possibilitar a realização das operações de análise e consulta. Um banco de dados é uma coleção de dados relacionados ; Um banco de dados é uma coleção de dados operacionais armazenados, sendo usados pelos sistemas de aplicação de uma determinada organização. 3

4 Esquema Linhas ID Nome Área Quadra Zona Uso 23 Ruth A ZRC C 24 Lily A ZRC C Tabelas SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE BANCO DE DADOS (SGBD) Um Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados constituisedeuma coleçãodeprogramasquepermitecriaremanter o BD.Assim,umSGBDéumsoftwaredepropósito geral que facilita o processo de definição, construção e manipulação do BD. Colunas: Atributos Elementos: Uma relação compreende toda a tabela incluindo sua identificação (ex.: Município), a definição das colunas (ou atributos da relação) e os dados (duplasou linhas da relação). SGBD é usado não como uma ferramenta final, mas como um software através do qual os programas de aplicação. BANCO DE DADOS RELACIONAL Ex: acesso as tabelas: espacialização O modelo relacional foi proposto por Ted Codd em Fundamentado em uma forte base matemática, possibilitou a definição precisa de operadores de consulta aos dados. No modelo relacional, o BD é composto por uma coleção de tabelas. Um único tipo construtor,que é a tabela (ou relação), é usado para estruturar todososdadosdobd. 4

5 O modelo relacional é modelo utilizado na grande maioria dos SGBD que são integrados ao SIG. Neste sistemas normalmente o SGBD relacional é usado para armazenar os dados descritivos, enquanto os dados geométricos são armazenado por meio de estrutura de dados mantidas em arquivos. Algumas estruturas geométricas (topologia) são armazenadas no SGBD relacional. FASES DE CONCEPÇÃO DE UM BANCO DE DADOS Noprojetodebancodedadosasinformações que comporão o banco de dados são especificadas utilizando-se modelos de dados em diferentes níveis de abstração, iniciando por modelos de alto nível de abstração e refinando-se o modelo até que sejam incorporados detalhes específicos, relacionados ao armazenamento dos dados. MUNDO REAL O projeto de banco de dados deve ser dividido em três etapas, nas quais são empregados diferentes tipos de modelos. Análise dos dados Abstração Independe no software. Visão do usuário. CONCEITUAL - LÓGICO - FÍSICO Projeto Conceitual: Relações Projeto Lógico Relações entre entidades e atributos Baseado no SGBD. BD relacional ou orientado a objeto Projeto Físico Implementação.Estrutura, acesso, armazenamento 5

6 Modelagem Banco de Dados Geográfico O mundo real é muito complexo para o imediato e direto entendimento. Deve-se criar MODELOS com similaridade aos aspectos selecionados do mundo real. As Base de Dados são criadas a partir desses modelo; Numa base de dados há separação entre os programas de armazenamento físico dos dados com os programas de aplicação (há independência entre programas e dados). Organização dos dados Banco de Dados de um SIG Os dados podem ser armazenados em TABELAS; Os BD são estruturas que guardam registros de forma integrada ou partilhada; Os BD opera com dados numéricos e alfa-numérico; Um BD é um programa que permite ao usuário sua manipulação. Dados: Ambiente Urbano ID_RES N_Pessoas Escolaridade Zona S ZR M ZR M ZR3 6

7 Vantagens do Uso de Banco de Dados Evita redundância de dados; Manutenção da qualidade e integridade dos dados; Padronização de regras, modelos e padrões; Segurança; Facilidade de Operação. Construção da Base de Dados do SIG Identificação das entidades geográficas; dos atributos e das camadas necessárias (modelo conceitual); Definição dos parâmetros de armazenamento; Relação das tabelas com a base gráfica: Manipulação dos dados(dbms). Modelagem do Banco de Dados Modelagem de dados Identificação dos Dados Coleta dos Dados Correção de erros Espacialização e armazenamento dos Dados Modelagem de Processos Seleção de fenômenos Modelos matemáticos para descrever e simular tais fenômenos. Exemplos: modelos de previsão de enchentes, estudos de impacto ambiental 7

8 Qualidade dos Dados Digitais Tipos de Erro Erro Posicional: Oriundos da digitalização; rede geodésica. Erro Temático: Conteúdo, atributos Erro Temporal: Desatualização Qualidade Dados espaciais originados da digitalização ( manual & automática) reproduzem a qualidade dos dados que lhe deram origem; Os erros podem ser aumentados durante a conversão de dados; Testes de acurácia devem ser efetuados para verificar a qualidade da informação. Qualidade Mapas do Mapeamento sistemático possuem os seguintes erros posicionais: Escala Acurácia desejada Acurácia observada 1: ,0 m 10 m 1: ,5 25 1: : Outras fontes de erros da BD: Generalização da informação; Mau uso da lógica; Erros matemáticos. 8

9 Exercício: Suponha que dentro da sua área de atuação fazse necessário a implementação de um SIG. Especifique quais as etapas a serem recorridas para a consecução do sistema (modelo conceitual,coleta de dados, software/harware,entrada dos dados...). Apresente fluxograma. 4 o PARTE ANÁLISE ESPACIAL Análise Espacial: Introdução As operações de consulta e manipulação de dados geográficos constituem a essência de um SIG, ao diferenciar o Geoprocessamentode tecnologias como Cartografia Automatizada e Projeto Auxiliado por Computador. O que distingue um SIG de outros tipos de sistemas de informação são aquelas funções que possibilitam a realização de análises espaciais (geográficas). Tais funções utilizam os atributos espaciais e não espaciais das entidades gráficas armazenadas na base de dados espaciais; buscando fazer simulações (modelos) sobre os fenômenos do mundo real, seus aspectos ou parâmetros. O aspecto mais fundamental dos dados tratados em um SIG é a natureza dual da informação: um dado geográfico possui uma localização geográfica (expressa como coordenadas em um mapa) e atributos descritivos (que podem ser representados num banco de dados convencional). Outro aspecto muito importante é que os dados geográficos não existem sozinhos no espaço: tão importante quanto localizá-los é descobrir e representar as relações entre os diversos dados. 9

10 Análise Pergunta Geral Exemplo Condição O que está...? Qual a população desta cidade? Localização Onde está...? Quais as áreas com declividade acima de 20%? Tendência O que mudou...? Esta terra era produtiva há 5 anos atrás? Roteamento Por onde ir..? Qual o melhor caminho para o metrô? Padrões Qual o padrão...? Qual a distribuição da dengue em Fortaleza? Definição: Pode ser considerada como a extração de informações relevantes dentro de um conjunto de dados distribuídos espacialmente. A análise é o processo de busca de informação gráficas e alfa-numéricas que permitam caracterizar e entender determinado fenômeno Geográfico. A percepção da relação entre dados. Modelos O que acontece se...? Qual o impacto no clima se desmatarmos a Amazônia? Fonte, Inpe, 2007 Operadores Operações booleanos: são utilizados em análise espacial qualitativa e geram um temático, a partir de regras aplicadas ao dado (que podem ser instâncias de temático, numérico ou dado raster). Operações matemáticas: funções aritméticas, logarítmicas e trigonométricas, aplicadas a MDT e a dado RASTER. As regras especificam o conjunto de condições a serem satisfeitas para cada tema de saída. 10

11 EXEMPLOS Operações Zonais ou Buffering: no caso de operadores zonais, um temático é utilizado para definir uma região de interesse aonde é computada a função. Fatiamento ou Classificação:a operação de fatiamento refere-se ao agrupamento de dados a determinada classe. 1-Boleano Layer(mapas) Topologia Atributos solos Polígono tipos de solo Precipitação Polígono Indice Pluvio. Declividade Polígono Declividade % Análise Aptidão Agrícola Layers de Informação Solos Precipitação Declividade média Boa Latossolos > 100 mm 0-3.5% Média Podzólicos mm % Inapto Litólicos < 50 mm >12% 2- Buffer É vedada a exploração predatória da flora e da faunaemumafaixaterrade200metrosaolongo das margens dos rios Declarações If solo=latossolo and Ip[>100] and Dv<=3,5%= 1 If solo=podzólicos and Ip[ >50<100] and Dv[>3.5<12]=2 If solo= Litólico and Ip[ <50] and Dv[>12]=3 1= Boa/2=Média/3=Inapto 11

12 O Mapa temático resultante do buffer realizado no tema hidrografia (raster). Apresenta o resultado (temático) do buffer sobre o tema distâncias de acordo com a legislação estabelecida, ou seja, uma faixa de proteção de 200 metros ao longo dos rios. 3- Fatiamento ou Classificação Classificação de dados de acordo com parâmetro pré-fixados baixa média alta Relatório das Aulas Prática Dado Raster: Sensoriamento Remoto Baseado nas aulas e utilizando o QGIS apresentar: 1- Criar um mapa temático de densidade demográfica 2-Utilizando as Curvas de Nível. Criar um mapa temático de declividade do terreno. 3-Utilizando Imagem IKONOS, criar um shapefile (poligono) das culturas que aparecem na imagem. 4-Utilizando a imagem LANDSAT de Guaratuba, escolha a melhor combinação de Bandas. Imagem Temática Classificada 5-Classificar a imagem. 12