C A P Í T U L O 11. Geoprocessamento. J o s é C a r l o s M o r e i r a 1 INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS-INPE. 1

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1 C A P Í T U L O 11 Geprcessament J s é C a r l s M r e i r a 1 INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS-INPE 1 mreira@dpi.inpe.br

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3 ÍNDICE 1. INTRODUÇÃO AO SPRING QUAIS PLATAFORMAS E PERIFÉRICOS SÃO SUPORTADOS? QUAIS OS MÓDULOS DISPONÍVEIS? FUNÇÕES DO SPRING DSR/INPE 11-3 J.C.Mreira

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5 1. Intrduçã a SPRING O que é SPRING? Banc de dads gegráfic de 2º geraçã, para ambientes UNIX e Windws. Os sistemas desta geraçã sã cncebids para us em cnjunt cm ambientes cliente-servidr, geralmente acplads a gerenciadres de bancs de dads relacinais, perand cm um banc de dads gegráfic. O que é Banc de Dads Gegráfic? Banc de dads nã-cnvencinal nde cada dad tratad pssui atributs descritivs e uma representaçã gemétrica n espaç gegráfic. Os dads dispníveis n banc pdem ser manipulads pr métds de prcessament de imagens e de análise gegráfica. Quais sã as características principais? Opera cm um banc de dads gegráfic sem frnteiras e suprta grande vlume de dads sem limitações de escala, prjeçã e fus, mantend a identidade ds bjets gegráfics a lng de td banc. Administra tant dads vetriais cm dads matriciais ("raster") e realiza a integraçã de dads de Sensriament Remt num Sistema de Infrmações Gegráficas. Aprimra a integraçã de dads gegráfics, cm a intrduçã explícita d cnceit de bjets gegráfics (entidades individuais), de mapas cadastrais, mapas de redes e camps. Prvê um ambiente de trabalh amigável e pders, através da cmbinaçã de menus e janelas cm uma linguagem espacial facilmente prgramável pel usuári (LEGAL - Linguagem Espaç-Gegráfica baseada em Álgebra), frnecend a usuári um ambiente interativ para visualizar, manipular e editar imagens e dads gegráfics. DSR/INPE 11-5 J.C.Mreira

6 Cnsegue escalnabilidade cmpleta, ist é, é capaz de perar cm tda sua funcinalidade em ambientes variand de micrcmputadres a estações de trabalh RISC de alt desempenh. Sistema invadr, prjetad inicialmente para redes de estações de trabalh baseadas na arquitetura RISC e ambiente peracinal UNIX. Desenvlvid usand técnicas avançadas de prgramaçã, utilizand mdel de dads rientad-a-bjets, que melhr reflete a metdlgia de trabalh de estuds ambientais e cadastrais. A interface interativa utiliza "X Windw System" e padrã de apresentaçã OSF/MOTIF em ambientes UNIX e "Windws" em ambientes PC-Windws. Adaptad a cmplexidade ds prblemas ambientais, que requerem uma frte capacidade de integraçã de dads entre imagens de satélite, mapas temátics e cadastrais e mdels numérics de terren. Adicinalmente, muits ds sistemas dispníveis n mercad apresentam alta cmplexidade de us e demandam temp de aprendizad muit lng, a cntrári d SPRING. Preserva investiment ds usuáris ds sistemas SITIM e SGI, uma vez que tds s dads gerads nestes sistemas pdem ser ttalmente aprveitads (inclusive cm tplgia) n nv ambiente. Quais sã as vantagens d SPRING? Cntém algritms invadres, cm s utilizads para indexaçã espacial, segmentaçã de imagens, classificaçã pr regiões e geraçã de grades triangulares cm restrições, garantem desempenh adequad para as mais variadas aplicações, cmplementand s métds tradicinais de prcessament de imagens e análise gegráfica. Base de dads é única, ist é, a estrutura de dads é a mesma quand usuári trabalha em um micrcmputadr na versã Windws e em uma máquina RISC (Estações de Trabalh UNIX), nã havend necessidade de DSR/INPE 11-6 J.C.Mreira

7 cnversã de dads. O mesm crre cm a interface, que é exatamente a mesma, de maneira que nã existe diferença n md de perar SPRING. 2. Quais platafrmas e periférics sã suprtads? Platafrma PC Sftware: Micrsft Windws-95 u Windws-NT versã 3.51, u Slaris-X86 versã 2.4 u psterir, u Linux versã Platafrma mínima de hardware: Prcessadr 486 DX2 100 Mhz, Memória RAM de 16 Mbytes, Disc rígid de 1 Gbytes, Mnitr de víde clrid SVGA, 14" NI, dp 0.28 mm, Drive de 31/2", 1.44 Mbytes e Unidade de CD-ROM (cas desejar trabalhar cm imagens de satélite frnecidas pel INPE). Estações RISC-UNIX Estações SUN de arquitetura SPARC utilizand sistema peracinal Slaris 2.4 u psterir, u Estações IBM RISC/6000, cm sistema peracinal AIX 3.2.5, u Estações Silicn Graphics, series IRIS 4D, cm sistema IRIX 4.0, u Estações Hewlett-Packard, series HP-700, cm sistema HP-UX 9.0. Hardware mínim para estações RISC-UNIX 32 Mbytes de memória principal. 50 Mbytes de espaç em disc para instalaçã mínima d SPRING. 100 Mbytes de espaç em disc para s bancs de dads a serem criads pel usuári. DSR/INPE 11-7 J.C.Mreira

8 O SPRING 2.0 cnta cm um prgrama autmátic para instalaçã d sistema. Este prgrama carrega seletivamente s arquivs da fita para disc, em funçã de parâmetrs frnecids pel usuári. Periférics cm mesa digitalizadra, traçadres gráfics cmpatível cm HPGL e impressras clridas cmpatível cm PstScript também sã suprtads e pdem ser integrads n sistema. 3. Quais s móduls dispníveis? 3 móduls, IMPIMA, SPRING e SCARTA, cm bjetiv de facilitar seu us, cmpartimentand as funções de manipulaçã de dads gecdificads. IMPIMA Executa leitura de imagens digitais de satélite, gravadas pel INPE (Institut Nacinal de Pesquisas Espaciais), através ds dispsitivs CD-ROM (Cmpact Disc - Read Only Memry ), CCT (Cmputer Cmpatible Tapes), "streamer" (60 u 150 megabytes) e DAT (Digital Audi Tape - 4 u 8mm) adquiridas a partir ds sensres TM/LANDSAT-5, HRV/SPOT e AVHRR/NOAA. Cnverte as imagens ds frmats BSQ, Fast Frmat, BIL e 1B para frmat GRIB (Gridded Binary). SPRING É módul principal de entrada, manipulaçã e transfrmaçã de dads gegráfics, executand as funções relacinadas à criaçã, manipulaçã de cnsulta a banc de dads, funções de entrada de dads, prcessament digital de imagens, mdelagem numérica de terren e análise gegráfica de dads. As funções da janela principal, na barra de menus, estã divididas em: Arquiv, Editar, Exibir, Imagem, Temátic, Numéric Cadastral, DSR/INPE 11-8 J.C.Mreira

9 Rede, Objets e Utilitáris. Para cada pçã há um menu (janela de diálg) assciad cm as perações específicas. SCARTA Edita uma carta e gera arquiv para impressã a partir de resultads gerads n módul principal SPRING, permitind a apresentaçã na frma de um dcument cartgráfic. Permite editar texts, símbls, legendas, linhas, quadrs e grades em crdenadas planas u gegráficas. Permite exibir mapas em várias escalas, n frmat varredura u vectr, através d recurs "O que vcê vê é que vcê tem" (What Yu See Is What Yu Get, Wysiwyg). 4. Funções d SPRING O SPRING apresenta um cnjunt de nvs algritms e prcediments invadres, resultantes ds prjets de pesquisa d INPE e seus parceirs. As funções indicadas em "negrit" passam a fazer parte d release 3.6. Interface cm Usuári Prcessament de Imagens Ambiente unificad para s diferentes tips de dads gegráfics e suas representações; Menus sensíveis a cntext; Linguagem de Álgebra de Mapas LEGAL; Dispnível ns seguintes idimas: Prtuguês, Inglês e Espanhl. Leitura de Imagens LANDSAT, SPOT, ERS-1 e NOAA/AVHRR; Registr e Crreçã Gemétrica; Msaic de Imagens cm equalizaçã ds níveis de cinza; DSR/INPE 11-9 J.C.Mreira

10 Realce pr manipulaçã de histgrama; Filtragem espacial; Transfrmações IHS e cmpnentes principais; Operações aritméticas; Leitura de valres de pixel; Classificadres estatístics pixel-a-pixel; Segmentaçã de Imagens e Classificadres pr Regiões (supervisinad e nã-supervisinad); Restauraçã de imagens LANDSAT e SPOT; Filtrs mrflógics para imagens; Mdels de Mistura; Técnicas markvianas para pós-classificaçã de imagens; Prcessament de Imagens de Radar; Análise Gegráfica Digitalizaçã, ediçã e geraçã de tplgia; Cnversã matriz de/para vetr de mapas temátics; Msaic; Mapas de distância; Tabulaçã cruzada; Linguagem de Análise Gegráfica LEGAL: Reclassificaçã, Pnderaçã, Fatiament, Operações Blaenas, Classificaçã Cntínua e Operadres Znais; Estatística espacial cm análise univariada de pnts; Estimadr de Densidade pr Kernel; Critéri de Decisã AHP; Geestatísica - Krigeagem; DSR/INPE J.C.Mreira

11 Análise de Lcalizaçã pel métd da p-mediana. Cruzament Vetrial de PI's. Mdelagem Digital de Terren Digitalizaçã de amstras e islinhas; Geraçã de grades regulares; Geraçã de grades triangulares (TIN), cm a inclusã de restrições.; Pltagem de cntrns; Cálcul de mapas de declividade e expsiçã de vertentes; Geraçã de mapas hipsmétrics; Prduçã de imagens sintéticas; Cálculs de vlume e perfis; Visualizaçã 3D; Linguagem de Análise Gegráfica LEGAL: Operações Matemáticas; Suavizaçã de Linhas; Extraçã de Tps de Mrrs; Mdels Hidrlógics; Geraçã de Grades; Rede de Drenagem; Mancha de Inundaçã - Cm clabraçã da CH2MHILL d Brasil. Mdelagem de REDES Digitalizaçã de linhas e nós de uma rede; Mdelagem da rede - Assciaçã cm bjets e definiçã de impedâncias e demandas; Cálcul d cust mínim Alcaçã de Recurss; Análise de Lcalizaçã - P-Mediana; DSR/INPE J.C.Mreira

12 Cm clabraçã d Labratóri Assciad de Cmputaçã e Matemática Aplicada - LAC-INPE e Universidade Estadual Paulista - UNESP/FEG - Faculdade de Engenharia, Departament de Matemática. Gecdificaçã de Endereçs; Cnsulta a Bancs de Dads Relacinais (Mapas Cadastrais) Apresenta uma nva interface de cnsulta espacial, semelhante as sistemas de "desktp mapping", que permite: Definiçã e apresentaçã d cnteúd de tabelas de atributs ds ge-bjets em BD relacinais; Cnsulta pr atributs espaciais e apresentaçã ds resultads; Agrupament de bjets gegráfics pr atributs; Geraçã de gráfics cm distribuiçã de valres de atributs; Apresentar cnteúd de uma tabela relacinal cm atributs ds ge-bjets; Relacinar cnteúd da tabela cm a lcalizaçã espacial ds bjets; Gerar gráfics cm a distrubuiçã relativa de dis atributs; Suprte as padrões xbase, ACCESS e ORACLE nativs; Geraçã de Cartas Ambiente interativ (WYSIWYG) cm cntrle d psicinament ds mapas, símbls, legenda e text; Bibliteca de Símbls em frmat DXF-R12 u BMP; DSR/INPE J.C.Mreira

13 Cnfiguraçã de flhas A0, A1, A2, A3 e A4; Suprte para dispsitivs HPGL/2 e Pstscript; Intercâmbi de Dads Gerenciament de Mapas Imprtadres Vetres : ARC/INFO (ungenerate), ASCII- SPRING, DXF-R12, ShapeFile Grades Numéricas : ARC/INFO (ungenerate) e ASCII-SPRING Matriz Temática : ARC/INFO (ungenerate) e ASCII-SPRING Imagens : RAW, TIFF, SITIM, JPEG e GeTIFF Tabelas : ASCII-SPRING e DBF Cnversres para ASCII-SPRING MID/MIF (Mapinf), ShapFile (ArcView) e E00 (ArcInf) Exprtadres Vetres : ARC/INFO (ungenerate), ASCII- SPRING, DXF-R12, ShapeFile e E00 Grades Numéricas : ARC/INFO (ungenerate) e ASCII-SPRING Matriz Temática : ARC/INFO (ungenerate) e ASCII-SPRING Imagens : RAW, TIFF, JPEG e GeTIFF Tabelas : SPACESTAT e ASCII-SPRING Suprte para 14 Prjeções Cartgráficas; Msaic de Dads Vetriais e Imagens; Cnversã de Dads entre Prjeções; Ediçã de tpnímia (texts) em tds mdels de dads; Registr vetrial. DSR/INPE J.C.Mreira

14 Limpar Vetres - elimina linhas duplicadas, plígns e elements menres que uma dimensã frnecida pel usuári, e quebra autmática de interseçã de linhas; Geraçã de Pnts - cnversã de mapas temátics (pnts e plígns) u cadastrais (pnts e plígns cm atributs) para mapas de pnts temátics (pnts 2D) u numérics (amstras 3D). Ajuda On-line Ajuda em frmat HTML - necessári navegadr Internet Explrer; Rteir de "Cm Iniciar?" para iniciantes; Rteir em 10 aulas para utilizaçã das principais funções; DSR/INPE J.C.Mreira