ILWIS 3.4 OPEN GIS Eng. Agrônomo Ronaldo Valcarenghi de Rosso

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1 ILWIS 3.4 OPEN GIS Eng. Agrônomo Ronaldo Valcarenghi de Rosso 1

2 ÍNDICE INTRODUÇÃO AO ILWIS 3.4 OPEN...3 CONCEITOS BÁSICOS NO ILWIS ANTES DE INICIAR...6 TRABALHANDO COM O SOFTWARE...6 DOMÍNIOS...6 SISTEMA DE COORDENADAS...7 CRIAR MAPA DE PONTOS...10 CRIAR MAPA DE SEGMENTOS...18 CHECAGEM DE SEGMENTOS...21 POLIGONALIZAÇÃO...22 LAYOUT DE IMPRESSÃO E LEGENDA...22 HISTOGRAMA DOS ARQUIVOS CRIADOS...25 CRIANDO-SE MAPAS COM O MESMO CONTORNO GERAÇÃO DE MNT (MODELO NUMÉRICO DO TERRENO)...30 MNT COM STRETCH...33 GERAÇÃO DE MAPA DE DECLIVIDADES...35 CLASSIFICAÇÃO DO MAPA DE DECLIVIDADES...38 CÁLCULO DAS ÁREAS ENTRE CURVAS CALCULANDO-SE UM MAPA DE ASPECTO CALCULANDO-SE UM MAPA DE ASPECTO CLASSIFICADO ELIMINANDO-SE A ÁREA FORA DO CONTORNO DO MAPA...42 SUBMAPAS...44 IMPORTAÇÃO DE FORMATOS ARC/VIEW SHAPE FILE...45 UNIÃO DE MAPAS...48 MNT EM 3D...49 DEPENDÊNCIA ENTRE ARQUIVOS...54 MAPA DE DISTÂNCIAS OU BUFFER EM ARQUIVOS RASTER CRIANDO-SE MAPA COM NOVAS CURVAS A PARTIR DE INTERPOLAÇÃO...60 CRIANDO-SE MAPA COM SCRIPTS...61 CRUZAMENTO DE MAPAS CRIAÇÃO DE MAPA DE CONFLITOS DE USO...61 CRIANDO-SE MAPAS DE PONTOS A PARTIR DE TABELAS COM PONTOS DE GPS EM COORDENADAS UTM...66 CRIANDO-SE MAPAS DE PONTOS A PARTIR DE TABELAS COM PONTOS EM COORDENADAS GEOGRÁFICAS...69 CRIANDO-SE O MAPA DE APTIDÃO E DE ELEMENTOS MODIFICADORES A PARTIR DA TABELA DE FISIOGRAFIA...69 CRIANDO-SE OS MAPAS DOS ELEMENTOS MODIFICADORES E OS DE APTIDÃO:...77 CRIANDO-SE MAPAS COM ÚNICO IDENTIFICADOR CÁLCULO DE ÁREA DE BARRAGEM E VOLUME DE INUNDAÇÃO

3 Introdução ao ILWIS 3.4 OPEN Suporte - o suporte ao software foi interrompido em julho de 2007, quando o ITC passou a deixar disponível o ILWIS 3.4 para download grátis. Agora, para tirar as dúvidas, é preciso participar da lista de discussões, na qual os usuários podem se inscrever na página do ITC, em Download do pacote acessar o pacote em ILWIS é uma ferramenta para trabalhos com dados geográficos, que integra GIS e Sensoriamento Remoto consistindo basicamente de: Display de raster e múltiplos mapas vector em uma janela Display de tabelas em uma janela Informações sobre atributos de entidades Importação / Exportação de vários formatos Integração raster / vector Digitalização em tela e em mesa Processamento de imagens Manipulação de mapas no Map Calculator Manipulação de tabelas na Table Calculator Análises em GIS Visualização em 3D Linguagem Script para formulação de arquivos de lote ( batch ) Geração de Pares Stereo de fotografias aéreas Geração de Ortofotos e mosaicamento Análise espacial Multi Criteria Análises Geo-statisitical, com Kriging para melhor interpolação O menu principal consiste em: Linha de comando - onde se pode digitar o comando de carregar objetos, fórmulas para cálculo de mapas, expressões para executar operações, rodar scripts, etc.; - um ou mais Catalogs o qual mostra os objetos disponíveis em um certo diretório, os mapas raster em um map list ou os objetos em um object-collection ; pode-se, por exemplo alçar um mapa do Catalog para uma janela existente, ou para uma operação no Operation-tree ou Operation-list ; - Operation-tree, Operation-list, e Operations menu que lista todas as operações no ILWIS; e - um Navigator para ir para outros drives ou diretórios. Uma janela (map window) mostra um ou mais mapas com grid lines, graticules ou annotation text layers. Pode-se abrir tantas janelas quantas quiser. Quando um mapa raster é aberto, pode-se carregar outros mapas de pontos, segmentos ou polígonos; adicionar annotations ; zoom in e out ; e pan or scroll através do mapa se o mapa é maior que a janela. Para adicionar ou remover layers, mudar a ordem das layers ou mudar a opção de display das layers, pode-se usar o painel do Layer Management. Para ver o valor ou significado de um pixel, ponto, segmento, ou polígono mostrado na janela, pressionar o botão esquerdo do mouse. Quando o mapa mostrado tem uma tabela de atributos (attribute table), pode-se dar um double-click na janela e ver ou editar os atributos. Assim, todos os mapas raster em um map list podem ser mostrados um após outro em uma janela como um slide show. 3

4 O conteúdo de uma janela pode ser salvo como uma view. De uma view pode-se criar um layout para impressão, onde se adicionará as annotation. Pode ser usado o map editors para editar os valores ou significados dos pontos, segmentos, polígonos e pixels. Uma janela de tabela (table window) mostra uma tabela e permite editá-la. Pode-se abrir, também, tantas janelas quantas desejar. Uma tabela pode ser aberta toda ou registro por registro. Os campos podem ser editados clicando-se sobre eles. A largura da coluna e a ordem das colunas pode ser alterados. Na linha de comando da janela da tabela pode ser entrados comandos da table calculation. Também, em table calculations, pode-se unir talelas (join), agregar (aggregations), entre outros. De uma janela de tabela, pode-se criar gráficos na janela de gráficos. Ainda, histogramas são apresentados em tabelas; cálculos podem ser efetuados nas colunas dos histogramas. Usuários mais avançados podem abrir mapas com domínio, class/id/ picture ou representações de classes em tabelas; podem ser efetuados cálculos mais específicos com as coordenadas, cores, etc. Na janela do pixel info, podem ser vistos os valores ou significados dos múltiplos mapas e atributos armazenados nas tabelas de atributos dos mapas na posição atual do mouse. Janelas de mapas, de tabelas e de pixel information são chamadas janelas de dados porque podem ser mostradas como data objects. A funcionalidade do ILWIS para mapas vetores inclui: digitalização com mouse e/ou mesa digitalizadora, interpolação a partir de curvas de nível ou pontos, cálculo de density de segmentos ou pontos, pattern analysis. Para raster inclui: cálculo de distância, criação de Digital Elevation Model (DEM), cálculo de declividades/aspecto, mapa de atributos derivado, mapas classificados, mapas manipulados com iff-statements, com lógicos Booleanos, cruzamentos, etc. Para imagens de satélite: criações de histogramas, color composites, amostragens e classificações, filtragens, e estatísticas em multi-bandas. Dispõe-se, também, de rotinas de importação e exportação, edição de pontos, segmentos, polígonos e mapas raster, mudança de projeção/sistema de coordenadas de mapas, e impressão com annotation. Conceitos Básicos no ILWIS 3.4 Dados Espaciais e Não Espaciais O ILWIS permite o manejo e análise de dados espaciais (por. ex. pontos de tomadas de amostras de solo) e não espaciais (por ex. resultado das amostras). Georreferenciamento dados espaciais, também chamados de dados geográficos ou dados georreferenciados, são dados referenciados a uma localização específica da superfície da terra. O mais conhecido sistema de coordenadas é geográficas, que usa Latitude e Longitude. Entidades espaciais podem ser representadas de várias maneiras. Por exemplo, uma cidade pode ser tratada como um ponto, quando se trabalha com escalas pequenas, ou como um polígono, para escalas maiores. Pontos => um simples par de coordenadas X,Y. Linhas => uma série de pares de coordenadas X.Y 4

5 Áreas => representadas por um polígono Volumes => usado para representar corpos d água, montanhas, etc. Formas de representação das entidades No modo digital de representação as entidades acima são descritas de duas formas: - Vetor y y y x x Ponto x Linha Área - Raster Ponto Linha Área Coluna Coluna Modelo de dados Vetor e Raster (Aronof, 1989) 5 Coluna

6 Antes de Iniciar Ao iniciarmos a criação de mapas, é preciso que já tenhamos em mãos o necessário para as operações. 1 Definição das coordenadas para a criação do novo sistema de coordenadas. 2 - Conferir a Projeção, Elypsoide e Datum do mapa. O Datum selecionado na criação dos arquivos digitais deverá ser o especificado na fonte (carta topográfica ou outro meio). Se já estivermos trabalhando com Datum diferente, digitalizar primeiro com o Datum da carta topográfica e depois alterá-lo com um Transform. No menu principal em Operations, Vector Operations, Segments (ou Points, se o arquivo for de pontos), Transform. Deve-se transformar de um Sistema de Coordenadas para outro. Dentro dele já estarão especificados a Projeção e o Datum. 3 - Muitos procedimentos criam novos mapas. É recomendável a anotação dos nomes de cada novo mapa e o que o mesmo representa. Isto evitará confusão no futuro. Trabalhando com o Software Carregar o Ilwis 3.4 OPEN Criar diretório ILWIS para os trabalhos clicando com o botão da direita no drive onde o diretório será criado. Domínios Ao criarmos um mapa no Ilwis, outros arquivos terão que serem criados junto. São no mínimo os de Sistema de Coordenadas, para posicionar a área de trabalho na Terra e Domínio, ou seja, a abrangência do tema. Por exemplo para o tema uso do solo, o Domínio poderá ser Culturas Anuais, Floresta, Campo, Fruticultura, etc. O Domínio 6

7 poderá ser acompanhado de Representação, que são as cores de cada item do Domínio ao tema ser carregado ou impresso. Obs:. Deve-se ter cuidado na troca de domínio de um mapa. É tarefa que deve ser feita com cuidado e na certeza do resultado, pois o domínio é a certidão de nascimento de um mapa. Um novo mapa de polígonos será criado com o domínio e representação do mapa de pontos. Sistema de coordenadas Cada tema terá o seu sistema de coordenadas, ou seja, a localização da área do mapa no espaço. Naturalmente que pode ser criado um Sistema de Coordenadas que abranja uma área maior, porém, deve-se estar atento para o fato de que os mapas ficarão deslocados e em tamanho reduzido na tela. Para criá-lo: File, Create, Coordinate Sistem. Digitar o nome CAMBORIU ao sistema de coordenadas. Os tipos principais de sistemas de coordenadas no Ilwis 3.4 são: CoordSystem boundary only: para definir coordenadas XY para os mapas somente especificando os limites da área de estudo. CoordSystem projection: para definir coordenadas XY para os mapas especificando os limites da área de estudo e opcionalmente informações sobre a projeção, elipsóide e/ou datum. CoordSystem latlon: para definir coordenadas LatLon para os mapas especificando os limites da área de estudo em Latitudes e Longitudes e opcionalmente informações de elipsóide e/ou datum. CoordSystem formula: quando se obtivaram dados que usam coordenadas XY diferentes do sistema de coordenadas do projeto em estudo, e quando se conhece a relação entre os dois sistemas de coordenadas. CoordSystem tiepoints: idem ao acima e quando não se conhece a relação entre os dois sistemas de coordenadas. CoordSystem Direct Linear: é criado quando: 1) temos fotografias aéreas em pequeno formato, por exemplo tomadas com câmeras normais, sem marcas fiduciais. 2) o terreno coberto pela foto tem nítidas diferenças de relevo. 3) um DTM da área está disponível. 7

8 CoordSystem Ortho Photo: para a criação de ortofotosao dar o nome, uma nova tela de entrada aparecerá. É solicitada a projeção, o min x e min y, e max x e max y, onde deverá estar a área de trabalho. Selecionar CoordSystem projection. Ok. Vem a tela: Clicar em Define Coordinate Boundaries. Digitar as coordenadas conforme figura abaixo: Clicar em Projection. Selecionar UTM. Ok. Vem esta tela. Desclicar Northern Hemisphere e em Zone, digitar 22, que é o fuso de Santa Catarina. 8

9 Clicar em Datum; da lista que o sistema oferece, escolher South American 1969 (SAD 69). Em Area, selecionar Brazil. Ok. Volta a tela: 9

10 Ao selecionarmos o Datum, é definido também o Elypsoid. Ok. Nota => é indicado usar o mesmo sistema de coordenadas para todos os mapas. Caso os dados sejam de fontes com projeções diferentes, é preciso usar o processo transform, em Operations, Vector Operations, Transform Coordinates, onde os dados dos mapas são transformados para um único sistema de coordenadas. Criar Mapa de Pontos Criar arquivo de pontos: File, Create, Point Map. Em Map Name, digitar o nome Ariranha_uso. Em Description, digitar a descrição do mapa, por exemplo, Uso do solo da bacia do Rio Ariranha Clicar no botão Na nova tela, dar o nome Ariranha_Sist_Coord no campo Coordinate System, ao sistema de coordenadas que abrangerá o trabalho. Clicar em CoordSystem Projection. OK. Vem a tela: 10

11 Clicar no botão Projection Vem a tela: Selecionar UTM. OK. Temos a tela: A Projeção, já estabalecemos como UTM. Clicar em Ellipsoid. Selecionar South American OK. Clicar em Datum. Vem a tela: 11

12 Selecionar South American Em Area, selecionar Brazil. OK. Volta a tela anterior, com Projeção, Elipsóide e Datum definidos. 12

13 Desclicar o Northern Hemisphere. Em Zone, digitar 22. Clicar em Define Coordinates Boundaries. Digitar as Coordenadas abaixo. Ok. Ok. Volta a tela da criação do mapa de pontos: Em Domain, clicar em Abre-se a tela: 13

14 Em Domain Name, digitar Ariranha_uso. Deixar clicado o tipo Class. Em Width, pode ser deixado o default 15. É o número de caracteres do domínio. Ok. Abre-se a tela para entrada dos itens que comporão o domínio. Com a tecla Insert abre-se a possibilidade de compor o domínio. Preencher um por um dos itens, conforme tabela abaixo: 14

15 Ao finalizar o preenchimento do domínio e aceitar a criação do arquivo, o mapa criado, ainda em branco, se abre no modo de edição, com a tela: É indicada a customização dos mapas antes de entrar com os dados. Com a tela em edição, clicar nela com o botão da direita e em Customize. Vem a tela: 15

16 A partir de agora, todos os pontos a serem criados já estarão georreferenciado e customizados. Clicar no botão e clicar na tela em branco. Abre a opção de selecionar o tipo de uso. Selecionando-se o uso Ca, teremos o ponto marcado com as coordenadas. Se quisermos adicionar manualmente as coordenadas, clicar com o botão da direita sobre a tela, e sobre Add Point. Digitar as coordenadas corretas do novo ponto e selecionar o uso. Ok. 16

17 A customização dos pontos é dada clicando-se com o botão da direita sobre a tela e em Customize. Sair da edição com Nessa tela, clicar com o botão da direita e em Display Options. Vem a tela: Customizar s apresentação dos pontos. Pode ficar como abaixo: 17

18 Criar Mapa de Segmentos Criar arquivo de Segmentos: File, Create, Segment Map. Nome Ariranha_uso Preencher a tela conforme acima. Assim como da criação de arquivo de pontos, outros arquivos terão que serem criados junto. São no mínimo os de Sistema de Coordenadas e Domínio. Agora já temos o Sistema de Coordenadas e o Domínio. Após o Ok, abre a tela de segmentos em branco no modo edição. Em geral, a criação de mapas de segmentos é feita a partir de outros elementos, por exemplo, ao se definir o uso do solo sobre uma imagem de satélite. Customização Em File, Customize (ou c/ botão da direita no mapa editado), abre-se a tela de customização da edição abaixo. Setar Black para Cursor Color e deixar clicados Auto Snap e Show Nodes. Para as cores, setar ForestGreen para Normal Color, Red para Retouch Color e Cyan para Deleted Color. 18

19 Auto Snap - Selecionar este box para automaticamente fechar o primeiro com o último nó de um segmento a ser inserido usando o mouse. Para nós e segmentos existentes, prever que a distância para nós e segmentos existentes é menor que a snap tolerance. Desclicar este box se os segmentos a serem inseridos não devem ser automaticamente unidosa nós ou segmentos existentes. Usar, então, o Shift para unir a um nó ou segmento existente, e Ctrl para cortar split um nó ou segmento existente e unir a um nó novo criado. Setar 10m Snap tolerance (m) considera a distância na qual une nós e segmentos inseridos com os existentes. Quando é inserido um novo segmento e tenta unir com um segmento existente, o snap(/split) acontece quando a distância entre os dois é menor que a tolerância especificada. Quanto menor a snap tolerance, mais difícil será unir com os nós ou segmentos existentes. Quando se trabalha com Mesa Digitalizadora, o Snap tolerance é especificado em metros. O snap/split é, então independente do zoom. Snap tolerance (pixels) - Similar ao acima. Quando se trabalha com o mouse, o Snap tolerance é especificado em pixels da tela. Assim, o snap/split distance varia com o zoom. Setar 5m Tunnel tolerance (m) Considera um valor par ao raio do tunel (em metros) que deve ser usado para manter ou suprimir vértices intermediários dentro de cada segmento enquanto novos segmentos são inseridos. Quanto menor o tunnel tolerance, mais precisas são as coordenadas nos segmentos, mais coordenadas serão armazenadas nos segmentos. Setar 5m Para o exercício, criar segmentos aleatoriamente, clicando em e depois na tela. Abaixo, vemos a diferença entre ir clicando e manter o mouse pressionado. 19

20 Para voltar um clique, botão da direita com mouse em movimento. ESC, deleta todo o segmento. Com o ícone e clicando-se no segmento marca-se a entidade para deleção ou cópia. Com dois clicks sobre a entidade, aparecerá o seu atributo. O botão serve para alteração de segmentos ou pontos. O botão serve para cortar (split) segmentos criando outro nó, e unir (merge) segmentos. Fechar algumas áreas aleatoriamente, como no exemplo abaixo, para a posterior poligonalização. Sair da edição. Carregar o mapa de pontos com Layer, Add Layer. Selecionar o mapa de pontos. Ok. Clicar em Text. Ok. Agora, precisaremos colocar os pontos sobre as áreas que serão os polígonos. Editar os pontos com Edit, Edit Layer, e selecionar o mapa de 20

21 pontos. Ok. Deixar um ponto sobre cada área, conforme abaixo. Este ponto dará o nome ao polígono. Depois, sair da edição dos pontos. Editar os segmentos. Checagem de Segmentos O ILWIS não constrói ou altera polígonos por digitalização. O trabalho é feito em segmentos e depois poligonalizado. Agora, antes de poligonalizar, o Ilwis checará possíveis erros de edição nos segmentos. Checar os segmentos- File, Check Segments, Self Overlap O self overlap checa a presença de casos de um segmento se auto cruzar. File, Check Segments, Dead Ends O Dead Ends checa a presença de nós desencontrados no fechamento. File, Check Segments, Intersections O Intersections checa se diferentes segmentos estão em intersecção sem um nó, e se segmentos estão sobrepostos no todo ou em parte. 21

22 Poligonalização Finalizada a checagem, poligonalizar com File, Poligonize. A tela abaixo aparece: Selecionar o domínio Ariranha_uso para o mapa de polígonos. poligonalização, o Ilwis entenderá os polígonos como áreas individuais. Finalizada a Sobre o mapa de polígonos, adicionar o mapa de pontos com Layer, Add Layer. Quando temos mapas sobrepostos, o Ilwis pode salvar como View, sendo esta carregada a qualquer momento, trazendo de uma vez todos os mapas componentes da view. Salvá-la em File, Save View, e dar o nome da view. Ok. Fechar. Layout de impressão e Legenda 22

23 A inclusão da legenda é feita no layout, criado a partir de uma view composta de um ou mais mapas. Ainda na view podem ser adicionados o Grid e/ou a Gratícula, na opção Layers, baseados no georreferenciamento usado. Em Layers, Add Grid Lines, vem a tela: Estabelecer as Grids e Ok. Salvá-la com File, Save View. Dar o nome de View1 Na view, em File, Create Layout, tem-se uma pequena janela com a escala do mapa que aparecerá no layout. Como ainda não temos claro um valor de escala para dar, aceitar com Ok. O Layout vem com os defaults dados pelo Ilwis. Altera-se a escala ou clica-se ok. Temos a tela do layout. 23

24 Em Left, Top, Width e Height, podemos alterar a posição do layout e seus componentes na folha a ser impressa. Em File, Page Setup, seleciona-se a impressora e determina-se o tamanho e posição do papel a ser impresso. Em Insert, temos a possibilidade de inserir outras Map Views, textos, legenda, barra de escala, texto da escala expressando em números a escala da view, o norte, borda, figura e box. Se algumas opções do Insert estiverem desabilitadas, clicar sobre o tema do layout que receberá o Insert, e elas se habilitarão. 24

25 Opção Map View adiciona outra view ao layout Text - adiciona textos Legend - adiciona legenda a um tema no layout Scale Bar - adiciona barra de escala Scale Text - adiciona escala em forma de texto (Ex. 1:5000) North Arrow - adiciona o símbolo do Norte Map Border opções: Neat line - adiciona borda ao redor da view Grid - adiciona grid com opção de mostrar as coordenadas UTM Graticule - adiciona gratícula mostrando coordenadas Geodésicas Corners - adiciona bordas com coordenadas nos cantos Outline - adiciona bordas com opção de box ao redor da view Bitmap/Picture - adiciona figuras ao layout nos formatos BMP, WMF e EMF. Box insere no layout um box que pode ser arrastado e redimensionado No menu do layout, em View, se a opção Keep Scale estiver clicada, não é permitida a alteração de tamanho do mapa no layout arrastando-se o mouse, pois isso alteraria a sua escala. Desclicando-se esta opção, a escala pode ser alterada. Finalizada a montagem do layout, este pode ser impresso em File, Print. Abaixo, um layout simples. Histograma dos arquivos criados 25

26 Temos já criados três temas. Pontos, segmentos e polígonos. Para algumas análises sobre esses arquivos, clicar com o botão da direita sobre o seu nome, e depois sobre as opções, conforme abaixo: No mapa de pontos, clicar em Open as Table. Abre o mapa em forma de tabela. Botão da direita sobre arquivo de polígonos, em Statístics, Histogram. E temos o histograma, que lista a frequência em valores, classes ou Ids de um mapa. 26

27 Criando-se mapas com o mesmo contorno Quando formos manejar mapas da mesma área com temas diversos objetivando, por exemplo, cruzamentos, é preciso que os contornos dos mapas a serem cruzados sejam exatamente iguais. Para tanto, digita-se o contorno uma vez e usa-se o mesmo para todos os temas, com um processo de criação de mapa de atributos. O processo segue abaixo: - Criar um mapa para a digitalização do contorno com: File, Create, Segment Map. Dar o nome do mapa contorno. Criar um domínio com o nome contorno e adicionar a esse domínio um item contorno. 27

28 Digitalizar o contorno do mapa. Para os demais mapas de uso, aptidão e fisiografia, criar os domínios: uso_solo, apti solo, e fisio_solo. 28

29 Com o botão da direita sobre o mapa contorno, clicar em, Properties. Na tela, clicar em Attribute Table e com o botão de criação, criar uma tabela com o nome contorno. Ok. Abre a tela: Adicionar as colunas que originarão os mapas (uso, aptidão, fisiografia, etc.) em Column, Add Column, com os respectivos domínios. - Clicar com o botão da direita sobre o mapa contorno. Em Vector Operations, Attribute Map, abrirá uma nova tela. Os campos Segment Map, Table e Attribute já vem preenchidos. Selecionar o campo (que será o novo mapa) em Attribute e digitar o nome do mapa de saída uso_final. Ok. Em File, Properties, Break Dependency Link, quebrar a dependência. Assim, proceder a criação dos outros mapas, se necessário. É um processo que assemelha a: Novo mapa = mapa.tabela.coluna ex.: fisiografia = contorno.contorno.fisiografia uso=contorno.contorno.uso 29

30 Geração de MNT (Modelo Numérico do Terreno) Em inglês conhecido como Digital Elevation Model (DEM) ou Digital Terrain Model (DTM), este procedimento permite que o sistema interpole matematicamente valores entre as cotas digitalizadas que receberam um valor, sem o que seria impossível criar o MNT. 1 É gerado a partir de um mapa de curvas de nível com suas cotas já atribuídas. Sempre que forem digitalizadas as curvas, recomenda-se levar a digitalização de modo a ultrapassar o limite da área na qual se executará a interpolação, para que o sistema esteja suficientemente instruído. A interpolação processa automaticamente dois passos a seguir: - Conversão do arquivo para o formato raster, usando um georreferenciamento no qual o tamanho do pixel, o número de linhas e colunas e as coordenadas mínimo e máximo XY são definidas. - Interpolação das curvas, onde uma interpolação linear é feita entre os pixels com valores de altitude, cujo cálculo é baseado no método de distâncias Borgefor. A operação calcula, para cada pixel indefinido entre os segmentos, a menor distância entre as duas isolinhas mais próximas, segundo a fórmula abaixo: h = H2 + (d2/(d1+d2) * (H1 H2)) onde: H1 e H2 são os valores das duas curvas; d1 e d2 são as distâncias do pixel em questão da curva mais alta até a mais baixa. O resultado é um mapa raster, onde cada pixel recebe um valor. A figura abaixo mostra duas curvas e o pixel com as distâncias d1 e d2. H1 d1 H2 d2 30

31 Do diretório Cacho, carregar o mapa Curvas_rc e o limite r_cacho Interpolar o mapa de curvas. Botão da direita sobre o mapa e em Contour Interpolation, vem a tela: Dar o nome MNT ao arquivo de interpolação Criar um georreferenciamento para a interpolação e dar o nome de MNT 31

32 Usar o sistema de coodenadas r_cacho, já existente. Em Pixel size, digitar 5. OK Clicar em Show. A interpolação demora mais ou menos, de acordo com o tamanho do pixel. No resultado, adicionar a layer r_cacho, que é o limite da bacia Para visualizar o MNT, pode-se simplesmente carregar o mapa MNT ou aplicar o filtro shadow. Para se ter idéia de onde está o limite da bacia, carregar o llimite em Layers, Add Layer. Depois, passar o filtro shadow. Com o botão da direita sobre o MNT, em Image Processing, Filter, temos a tela anaixo: 32

33 Selecionar o filtro shadow e dar o nome de MNT_Sha ao novo mapa. Abaixo, o resultado: A visualização não é boa pois, para esse mapa, o software atribui o domínio pseudo. Melhor visualização, teremos fazendo um Stretch. MNT com Stretch Como mencionado acima, o Ilwis usa a representação pseudo o que significa que será apresentado colorido. Para usar outra representação é preciso fazer um stretch no mapa e criar um novo mapa. Antes, é preciso saber quais parâmetros usaremos no stretch. Para tanto, rodar o Histograma. Com o botão da direita sobre o mapa MNT, Statistics, Histogram. 33

34 Observando-se o histograma, vemos que a maior variação de valores está acima de -50 e abaixo de +50. Assim, com o botão da direita sobre o mapa MNT_Sha, Image Processing, Stretch. E temos: 34

35 Geração de Mapa de Declividades Com o resultado da interpolação temos um mapa raster com valores de altitude em todos os pixels. Usando-se filtros, que são algoritmos de realce de imagens, pode-se melhorar a sua visualização ou, ainda, trabalhá-los para preparar as imagens para futuros procedimentos. Embora tenham muitos filtros no sistema e podem ser criados outros pelo usuário, são sugeridos dois para serem usados na criação do mapa de declividades: o dfdx (que realça a imagem no eixo dos x) e o dfdy (que faz o mesmo no eixo dos y). Com o botão da direita sobre o raster MNT, Image Processing, Filter Conforme a tela acima, em "Filter Type" selecionar "Linear". Em "Filter Name", selecionar o "DFDX". Em "Output Raster Map", dar o nome DX do mapa a ser gerado. Domínio, Value Range e Precision serão tomados automaticamente do mapa raster a ser trabalhado. Este, abaixo, é o resultado do filtro DFDX. Proceder a mesma operação, agora com o filtro DXDY. Dar o nome ao mapa de DY. 35

36 Este, abaixo, é o resultado do filtro DFDY A geração do mapa de dec lividades é um procedimento que não está no menu. Deve ser feito via linha de comando. decli := ((hyp(dx,dy)/15)*100) sendo: decli => mapa de pendentes a ser criado hyp(dx,dy) =>hipotenusa do triângulo formado pelo lado a= mapa x e pelo lado b=mapa y 15 => é o tamanho do pixel em metros (determinado, no georreferenciamento) *100 => multiplicação por 100 para o resultado ser expresso em percentagem Se quisermos a declividade em graus: decli_graus = raddeg(atan(decli/100)) abaixo, mapa de declividades em percentual, da combinação dos dois acima.. Temos, assim, o mapa onde cada pixel tem o seu valor de declividade. Como a visualização deixar a desejar, alterar o stretch. Para tanto, gerar o histograma clicando com o botão da direita sobre o mapa decli, e em Statistics, Histogram, Show. 36

37 A partir da observação do histograma, na tela de carga do mapa decli, alterar o Stretch para 0 a 50 e deixar clicado o Gray. A aparência fica como abaixo 37

38 Classificação do Mapa de Declividades Como foi mencionado, o mapa de declividades, tem o valor de cada pixel. Para gerarmos um mapa com as declividades separadas em polígonos, é preciso agrupar os pixels em classes. Para tanto criar um domínio do tipo grupo em File, Create, Domain, Group. Dar o nome faixas_decli. Separar o domínio em faixas de declividade de 0 a 8%, digitando 8 em Upper. Em Name, digitar Decli 0 a 8%. Ok. em a assim sucessivamente. Classificar o mapa em declividades de 0 a 8, 8 a 20, 20 a 40, 40 a 75 e >75%. Com o botão da direita sobre o mapa decli em Image Processing, Slicing. Conforme a tela abaixo, dar o nome Slice ao novo mapa. O domínio será faixas decli. Temos o resultado abaixo: Finalizando o procedimento de criação do mapa, muitos pixel deslocados podem ser encontrados formando inúmeras ilhas. Como solução, pode-se usar filtros para homogeneização de pixels, como o majority, que pode ser usado tantas vezes quantas o usuário achar necessário. Deve-se ter cuidado, pois o uso excessivo desse filtro num mapa, pode alterá-lo além do conveniente. Com o botão da direita no mapa Slice, Image Processing, Filter. Em filter type, escolher Majority, e o mesmo em Filter name. Dar o nome de Slice_maj_1 para o novo mapa. 38

39 Antes do filtro Após o filtro Notar no resultado que muitos pixels dispersos são removidos Cálculo das áreas entre curvas Com o MNT da Bacia do Rio Cachorrinho calculado, criar um domínio grupo, colocando-se como upper bound as faixas limítrofes superiores. Em File, Create, Domain, Group. Dar o nome areas para o domínio. Criar os grupos como segue: Proceder o slicing do MNT com esse domínio. Botão da direita sobre o mapa MNT, Image Processing, Slicing. Conforme a tela abaixo, dar o nome Area_curvas ao novo mapa. 39

40 Adicionando o limite ao mapa, temos: Em Nesse MNT, criar um mapa de declividades onde o domínio grupo separará as declividades em faixas. Cruzando-se os dois mapas acima e pedindo-se uma tabela na saída, já obteremos o resultado. Calculando-se um mapa de Aspecto Um mapa de aspecto mostra para qual lado a pendente está direcionada. Um valor 0 significa que a pendente é voltada para o Norte. Para calcular o mapa de aspecto em radianos e graus: Criado a partir das curvas de nível com domínio value, conforme já criado acima, realizada a interpolação, passados os filtros dfdx e dfdy (para calcular as diferenças de alturas nas direções X e Y). Para calcular um Mapa de Aspecto em radianos a partir dos mapas DX e DY, digitar na linha de comando: ASPECTr = ATAN2(DX,DY) + PI 40

41 Para converter as percentagens em graus, digite: ASPECTd = RADDEG((ASPECTR)) Se desejar, podem ser combinados os dois comandos acima: ASPECTd = RADDEG(ATAN2(DX,DY) + PI) As Funções ATAN2 e RADDEG são internas do MapCalc/TabCalc. ASPECTr e ASPECTd são os mapas de aspectos de saída em radianos e em graus respectivamente. Show. Temos o mapa 41

42 Calculando-se um mapa de Aspecto Classificado Um mapa de aspecto classificado não mostra o ângulo em radianos ou em graus mas somente um limitado número de classes. A partir do mapa de aspecto, este pode ser classificado criando-se para ele uma nova representação, ou criando-se e aplicando-se um "Group domain". Botão da direita sobre o mapa de aspecto ASPECTd, Image Processing, Slicing. Dar o nome ao mapa de ASPECT_Class. Na tela de criação do slicing, criar junto um domínio group de nome aspect_class, com as classes até 100, 100 a 200, 200 a 300, 300 a 400 e >400 (segundo o histograma) Abaixo, o mapa de acpecto classificado. Eliminando-se a área fora do contorno do mapa O mapa de declividades, criado a partir das curvas de nível, para melhor entendimento, deve ser maior do que a área em estudo. Dessa forma, deve ser "recortado". O Ilwis faz os recortes a partir de arquivos raster.assim, é necessário primeiro rasterizar o contorno da área. Com o botão da direita sobre o mapa de polígonos r_cacho, em, Polygon to Raster, vem a tela: 42

43 Em Georeference, selecionar MNT. Em Description, digitar Contorno da bacia rasterizado. Show. Após, procede-se o "recorte" digitando-se na linha de comando: recorte = iff(isundef(r_cacho),?,mnt_sha_str) Vem a tela: Com esse comando diz-se que tudo o que estiver fora do mapa (is unfefined) que seja? senão, que seja o mapa MNT_Sha_Str. 43

44 Submapas É a operação que copia um retângulo de um mapa em um novo mapa. Carregar o mapa rios. Com o botão da direita sobre o mapa rios em Vector Operations, Sub Map, temos a tela: Digitar as coordenadas dos cantos do novo mapa, conforme acima. Dar o nome de sub_rios O mapa de rios era assim: 44

45 E ficou assim: Submapas a partir de mapas raster, temos a opção de usar um número de linhas e colunas. Importação de Formatos ARC/VIEW Shape File A importação de arquivos é bem simples. Em File, Import, Map, selecionar o formato a ser importado e a lista de arquivos desse formato será mostrada na tela de importação. Apenas deve ser observado que o domínio pode não ser o que queremos. O exemplo abaixo explica com detalhes: No menu principal, File, Import, Map. Temos a tela abaixo. Selecionar o diretório teste, selecionar o formato a ser importado (ArcView.SHP shape file) e clicar sobre o nome do mapa a ser importado (fra_uso). Em Output Filename, dar o nome fra_uso. OK. 45

46 Será criado um mapa de polígonos no formato Ilwis, o domínio e uma tabela. Abrir o mapa e verificar o uso, passando o mouse nos polígonos. Serão números do domínio Identifier, mas eu quero os nomes dos usos. Abrir a tabela. As colunas de texto serão importadas como do tipo string. 46

47 Clicar duas vezes sobre o nome da coluna que tem os nomes que serão o futuro domínio, nesse caso, fra_uso. Na tela que é aberta, clicar em create new domain from string in column e aceitar o defaults. Ok. Vem a tela: Trocar o nome do domínio para USO. Com o Ok, criamos um domínio USO do tipo Classe. Agora, vamos atribuir o novo domínio ao mapa de uso. Clicar com o botão da direita sobre o nome do mapa de polígonos fra_uso. Em Vector Operations, Atribute Map a tela é aberta. 47

48 Dar o nome Uso ao novo mapa. Em Table, selecionar a tabela e em Atribute, selecionar a coluna que será o futuro domínio. Clicar em Show. Agora, temos um mapa de uso com o domínio correto. União de Mapas O Ilwis proporciona, também, o caminho inverso à operação submapa. É a união de dois ou mais mapas, criando um outro, no qual os domínios serão, também, unidos. Operação muito usada na criação de mosaicos. Assim, a união pode ser de áreas uma ao lado da outra, ou mapas de temas diferentes em um mesmo local. Nesse exemplo, vamos unir os rios com as curvas de nível. Em Operations, Vector Operations, Segments, Glue Maps, temos a tela: 48

49 Selecionar os mapas a serem unidos rios e o limite r_cacho. Desclicar o New Domain. Dar o nome Glue_rios_lim. Show. Agora os rios e o limite formam um só mapa. MNT em 3D No menu principal, em Operations, Visualization, temos a visualização de um MNT em 3d com Display 3D e Apply 3D. Display 3D O Display 3D relaciona um mapa com a correspondente superfície em um modelo 3D. Pode-se l, ter boa visão de, por exemplo, o uso de uma área e sua distribuição no modelo de elevação, etc. Em Operations, Visualization, Display 3D, temos a tela abaixo, onde é solicitada a criação de um Georeference 3D. Clicar no botão de criação. Dar o nome 3D. No DTM, selecionar MNT_Str. 49

50 Ok. Ok. Na tela abaixo, Em Grid Distance, digitar 200. Carregar o raster MNT_Sha_str. Isto gera esta apresentação em tons de cinza. Quanto mais claros, mais altos os pontos. A apresentação em 3D fica como abaixo: Carregando o limite da bacia r_cacho e o tema rios, temos: 50

51 Salvar a View como display3d_mnt_sha_str. Apply 3D O Apply 3D reamostra um mapa raster de acordo com um georreferenciamento 3D. Isto torna possível carregar rapidamente um mapa raster com vista em três dimensões. Para criar um georeference 3D, é preciso um MNT e especificar os parâmetros da view 3D no editor de georeference 3D. Mais informaçoes, ver no hepl Georeference 3D editor. Em Operations, Visualization, Apply 3D Temos a tela: Em Raster Map, selecionar MNT_Sha_Str. Dar o nome de Apply_3d_MNT_Sha_Str para o mapa de saída. Em georeference, selecionar 3D. Show. Para obter rotação em uma vista 3D: criar alguns georeferences 3D que representem a mesma área mas, de diferentes ângulos aplicar a operação Apply 3D algumas vêzes em um mapa de entrada usando diferentes georreferenciamentos 3D e especificando diferentes mapas de saída combine o mapa de saída em um map list e veja em um slide show. 51

52 Na tela do Display 3D ou Apply 3D, em Edit, Georeference, o Ilwis nos oferece mais opções de alteração no 3DView. Parâmetros de um georeference 3D : Esta figura mostra uma overview das relações entre o observador e o solo View Angle é o ângulo em graus que define a abertura do olhar do observador. Ângulo pequeno, pequena área é observada. Máximo de 180. Scale Height - define o quanto a altitude (Z) é exagerada comparada à escala XY. Scale height 1, significa sem exagero. Maior que > 1 começa o exagero e partes da área de estudo podem não ficar visíveis. View Point é o local no eixo XY a partir do qual o observador quer ver. Horizontal Rotation - é o ângulo em graus que o 3D será rotacionado no sentido anti-horário a partir da direção sul-norte. Quando 0 é especificado, o 3D é orientado no sentido sul-norte. O observador estará colocado ao sul do DEM. Quando 90 é especificado, o 3D é orientado no sentido oeste-leste. O observador estará colocado ao oeste do DEM. Quando -90 é especificado, o 3D é orientado no sentido leste-oeste. O observador estará colocado ao leste do DEM. Vertical Rotation - é o ângulo em graus que dista vertical e perpendicularmente da terra. Quando 0 é especificado, a linha de visão é perpendicular ao 3D. O observador estará colocado no alto, sobre a terra, e olhará diretamente para baixo. Quando 90 é especificado, a linha de visão é paralela. O observador estará colocado na mesma altura do view point e vê o 3D em frente a si. Distance distância entre o observador e o view point. Location Point localização do observador no eixo XY. Location Height altitude do observador. As alterações de parâmetros são armazenadas no georeference 3D. Para ver o efeito das alterações, clicar no botão Redraw, ou com Ctrl+R. Efeitos das alterações de parâmetros: 52

53 Reference situation. O observador está quase em frente ao DEM olhando para o Norte. Nas quatro figuras abaixo, só um parâmetro é alterado. Na última figura, outros parâmetros são alterados. A rotação vertical foi alterada de 82 para 40. O observador vê mais sobre o DEM. O view angle é decrescido de 90 para 60. A parte observada do DEM torna-se menor. A rotação horizontal é alterada de 0 para 30. O observador olha na direção norte-oeste. O view angle é aumentado para 120. A parte observada do DEM torna-se maior. 53

54 Vários parâmetros são alterados, incluindo o view point. Dessa maneira, pode ser buscada a melhor vista do 3D, dependendo do propósito. É recomendado ajustar: A View Angle, até ver toda a área de estudo, A Vertical and Horizontal Rotation, até ver a area da posição mais favorável, A View Point, até que o 3D esteja bem posicionadona janela, A Scale Height, para exagerar as diferenças de altitude, Nota: Os parâmetros de uma 3D view não são independentes. Quando é alterado um,, alguns outros podem ser automaticamente alterados. Quando é alterado o valor do view point, horizontal rotation, vertical rotation ou distance, os valores da location point e/ou location height do observador automaticamente mudam, e vice-versa e ficam gravados. Dependência entre arquivos Mapas, tabelas e colunas são dependentes quando são resultados de cálculo com MapCalc ou TabCalc (cálculo que usa o sinal =) ou resultado de outra operação. A expressão que origina objetos dependentes é armazenada nos mapas, tabelas e colunas. Por exemplo, digitamos rodovias como segmentos, rasterizamos esses segmentos e criamos um mapa de Distâncias. 54

55 Ambos, o rasterizado e o mapa de Distâncias, são mapas Dependentes. Quando o mapa de segmentos é editado posteriormente e anexada uma nova rodovia, é óbvio que tanto o mapa rasterizado como o de Distâncias precisarão ser atualizados de acordo com a nova situação, i.e., os mapas dependente recalculados. Vantagens de trabalhar com objetos dependentes: Fácil update: quando novas informações são agregadas no mapa original os mapas, tabelas ou colunas podem ser recalculadas e o sistema se encarrega dos dependentes, sem necessidade de repetição de operações, simplesmente usando o botão Make Up-to-Date em Properties de um mapa, tabela or coluna. Fácil alteração em fórmulas: As fórmulas do MapCalculate e ColumnCalculate são armazenadas na definição de mapas e colunas dependentes e podem ser modificadas em Properties. Para editar uma fórmula de criação de um raster no MapCalc, clicar no botão Edit Definition em Properties. Será aberta a janela para a redefinição do raster. Menor uso de espaço em disco: quando fizemos uso de cálculos ou outras operações, a saída é um mapa dependente ou tabela e, em princípio, somente a definição deste objeto (ASCII) é armazenada no disco, ocupando pouco espaço. Os arquivos que necessitam de grande espaço em disco são automaticamente calculados quando o mapa ou tabela é carregado. Para mapas e tabelas dependentes já armazenados, podemos apagar, os arquivos que não necessitaremos imediatamente. Desde que os objetos de definição dos dependentes fiquem, eles podem ser recalculados Para realizar o release no disco, pressionar o botão Release Disk Space em Properties de um mapa ou tabela dependente. Para proteger os resultados dos cálculos ou operações, não editar diretamente mapas, tabelas ou colunas. No caso disso ser necessário, será preciso antes, quebrar a dependência entre eles. Para tanto, pressionar o botão Break Dependency Link em Properties do mapa ou coluna. Mapa de Distâncias ou buffer em arquivos raster Em mapas em formato raster é possível criar uma faixa ou buffer ao redor de pontos ou linhas. A Distance operation atribui a cada pixel, a menor distância em metros em direção a uma fonte de pixels especificada, por exemplo, distância a escolas, a rodovias, etc. O mapa de saída é chamado Mapa de Distâncias 55

56 Criar um mapa com distância de preservação de 30m marcada ao redor dos rios. 1 Rasterizar o mapa de rios com, clicando com botão da direita no mpa de segmentos em rios, Rasterize, Segmento to Raster. Temos a tela: Para o mapa de saída, dar o nome rios_ras e usar o georeference rios (5m de pixel). Show. 2 Botão da direita sobre o mapa rios_ras, Raster Operation, Distance Calculation. Com domínio distance, criará um mapa com valores numéricos em cada pixel. Temos a tela: 56

57 Temos o mapa. Sobre ele, carregar o mapa rios com a cor amarela para contrastar com o azul: 3 Na linha de comando: rios_30m = iff(rios_dis <30,0,255) que significa => se os valores do pixel forem menores que 30, dar o valor zero (preto), senão dar 255 (branco). Para mostrar branco e preto, carregar com representação finegray. Quanto menor o tamanho do pixel, maior o arquivo e melhor a definição. Show. E temos o mapa abaixo. Os pixels em preto tem o valor 0. Os brancos,

58 3a Reclassificar o map criando um domínio classe do tipo grupo, onde as distâncias serão separadas por faixas, por exemplo de 500 em 500 m. Botão da direita sobre o mapa rios_dis, Image Processing, Slicing. Temos a tela: Dar o nome rios slice ao novo mapa. Criar um domínio do tipo grupo, com faixas de 100m, conforme abaixo: Dar o nome de rios_slice ao novo mapa 58

59 Outro exemplo, agora com mapa de pontos. Temos um foco de aftosa em uma propriedade cujo número é e queremos criar um buffer de 2000 metros ao seu redor, e ver quais as propriedades vizinhas foram atingidas. Rasterizar o mapa de pontos propr. O georeferene é rios. Deixar o mesmo nome. O mapa criado parece em branco, porque os pontos rasterizados são pequenos. Botão da direita sobre o mapa de pontos rasterizado, Raster Operations, Distance Calculation. usa-se a fórmula abaixo na linha de comando, criando o mapa dist_do_foco acima. Dist_do_foco = DIST(PNTCRD(propr,4), MAPCRD(propr)) <

60 O mapa dist_do foco é mostrado. Carregando-se os rios (rios) e limite da bacia (r_cacho), temos o buffer de 2000m ao redor da propriedade 4. Criando-se mapa com novas curvas a partir de interpolação Após a interpolação das curvas de nivel, todos os pixels do mapa estão com valor. Dessa forma, pode-se criar um mapa com curvas intermediárias, ou seja, se temos um mapa com curvas de 40 em 40 metros. É claro que o mapa será um arremedo da realidade já que a interpolação é feita por cálculos matemáticos. Vamos criar, por interpolação, mapa com curvas de 20 em 20 metros a partir do mapa já interpolado MNT. Na linha de comando, digitar: Curvas_400 = iff(mnt = 400,400,?) significa: todos os pixel do mapa interpolado que tiverem o valor 400 (cota 400m), dar o valor 400, senão, que seja indefinido. Temos o mapa: 60

61 Criando-se mapa com Scripts Rodando-se um script, podemos executar uma sequência de operações uma após a outra. Isso faz com que economizemos tempo e não cometamos erros. Para criar um script, no menu principal, em File, Create, Script. O editor de script aparece. Escrever as expressões: Interp = MapInterpolContour(curvas_2,curvas_2) Curvas_400 = iff(interp = 400,400,?) Curvas_420 = iff(interp = 420,420,?) Curvas_440 = iff(interp = 440,440,?) Curvas_460 = iff(interp = 460,460,?) Curvas_480 = iff(interp = 480,480,?) Curvas_500 = iff(interp = 500,500,?) Glue_curvas.mpr=MapGlue(Curvas_400,Curvas_420,Curvas_440,Curvas_460,Curvas_480, Curvas_500,replace) Assim, com esse script, criamos o mapa interpolado Interp, dele extraimos os 6 mapas Curvas_400 a Curvas_500 e unimos todos com o comando glue. Cruzamento de mapas criação de mapa de conflitos de uso Uma das grandes ferramentas do geoprocessamento é o cruzamento de dois mapas, produzindo um terceiro. O conflito de uso de mostra as áreas em que o solo está sendo usado de forma não recomendada pela sua aptidão. Para o cruzamento, necessitamos dos mapas de uso do solo e aptidão de uso. O mapa de uso tem que ser digitalizado. Se já dispusermos do mapa de aptidão pronto, o procedimento fica simplificado. É rasterizar e cruzar os mapas. Senão, temos que ter no mínimo a tabela de fisiografia para poder criar o mapa de fisiografia a partir dela. Em Operations, Vector Operations, Polygons, Attribute Map. O mapa será o de uso. A tabela será a de fisiografia, e o atributo será a coluna da tabela que se quer que haja na produção do mapa. Um Georeference Corners será pedido, onde referenciará a área em quatro pontos e estabelecerá o tamanho do pixel. Um georreferenciamento será pedido e também um sistema de coordenadas. No Ilwis, os cruzamentos de mapas só podem ser feitos com raster. Assim, com o botão da direita sobre o mapa fra_uso, Polygon to Raster, vem a tela: 61

62 Deixar o mesmo nome e usar o georeference fra. Temos o raster fra_uso Fazer o mesmo com o fra_aptidão, e temos o raster fra_aptidao No menu principal, em Operations, Raster Operations, Cross. Vem a tela: 62

63 Selecionar os dois rasters fra_uso e fra_aptidao. Em Output Table, e Output Map, digitar fra_conflitos. Show. E temos gerado o mapa de conflitos de uso da bacia do Fragosos. Mostra antes a tabela, onde aparece na primeira coluna o cruzamento, depois o uso, a aptidão, o número de pixels nos cruzamentos e a área em cada um. Como podemos notar, o domínio vem identifier como default, onde são atribuídas cores aleatoriamente, não permitindo a sua alteração. Vamos, então, alterar o domínio para classes. Fechar os mapas. Botão da direita sobre o domínio Conflitos, Properties. Vem a tela. 63

64 Clicar em Convert to Classes. Carregar o mapa fra_conflitos. Alterar as cores clicando duas vêzes nelas no lado esquerdo do mapa. Procurar deixar os conflitos puxando o vermelho. O mapa acima informa todos os cruzamentos mas não informa se são ou não conflitos. Para automatizar esse processo, vamos adicionar uma coluna conflitos na tabela fra_conflitos. Para tanto, criar um domínio classe conflitos, e preenchê-lo conforme a figura abaixo, descrevendo os possíveis cruzamentos e se são subutilização, uso com restrições, uso sem restrições e conflitos. Abrir a tabela fra_conflitos e adicionar coluna em Columns, Add Column. Temos a tela: 64

65 À coluna adicionada demos o nome conflitos e o domínio conflitos. A tabela que era assim ficou assim Ao clicarmos no ponto de interrogação da coluna, podemos selecionar se o tipo de uso é conflito, uso sem restrições, etc.. 65

66 Preencher todas as linhas. Ao final, botão da direita sobre o mapa fra_conflitos, Properties, e clicar em Attribute Table. A tabela será fra conflitos. Ok. Botão da direita sobre o mapa raster fra_conflitos, Raster Operations, Attribute Map. Em Attribute, selecionar a coluna conflitos. Dar o nome ao mapa de conflitos_fragosos, conforme a janela: Eis o mapa final de conflitos Criando-se mapas de pontos a partir de tabelas com pontos de GPS em coordenadas UTM Tabelas.DBF Importando tabelas no Ilwis, podemos criar mapas de pontos automaticamente. Essa tabela pode ser baixada para o computador a partir de um receptor GPS ou criada por digitação na planilha. Para tanto, proceder como segue: 1 - Em planilha eletrônica, salvar uma tabela com a extensão.dbf com uma coluna contendo o nome ou número do ponto, outra contendo as coordenadas UTM x e outra as coordenadas UTM y de cada ponto, no mínimo. Outras colunas poderão estar presentes. 66

67 2 - No Ilwis, no menu principal, clicar em File, Import, Table. Selecionar a tabela a ser importada gps_urub e clicar em Avançar. Na próxima tela, selecionar a opção Use Ilwis Import e Avançar. Na próxima tela, selecionar a opção dbase DBF e Avançar. Depois, o software apresentará uma tela onde estão dispostas todas as colunas da tabela. O domínio das colunas que contém as coordenadas (Domain Type) devem estar como VALUE. Como vemos abaixo, o arquivo estava trazendo as colunas Nome, Zona, Easting e Northing como String. Clicar duas vêzes em string para abrir o combo, e alterá-las para value. Clicar em Avançar. A última tela será para digitar o nome da tabela de saída no formato Ilwis (deixar o nome gps_urub ) e clicar em Concluir. Abaixo, a tabela no formato Ilwis. 3 - Com a tabela convertida para o Ilwis, clicar sobre ela com o botão da direita do mouse, Table Operations, Table to PointMap. Uma tela será apresentada, onde se escolherá as colunas da tabela que servirão como sequência para os valores x e y. 67

68 Escolher Easting como X e Northing como Y. Selecionar o sistema de coordenadas urub. Um domínio deverá ser atribuído ao mapa de pontos. Clicar em Use Column of Table e selecionar a coluna Name Dar o nome gps ao mapa de saída. Clicar em Show e Ok. O mapa gerado, contém como domínio do tipo valor, a coluna da tabela que identifica cada ponto com o nome dado no levantamento com o GPS. Temos o mapa com os 7 pontos: Se quisermos alterar o domínio, o procedimento é como já foi visto anteriormente. Clicar duas vezes sobre a tabela para carregá-la. Clicar duas vezes sobre a coluna que queremos que seja o novo domínio. Uma nova tela se abrirá, permitindo a criação do novo domínio. Clicar em Create Domain. Dar o nome do novo domínio. Após, clicar sobre o mapa de pontos com o botão da direita, selecionar Vector Operations, 68

69 Attribute Map. Na nova tela, aceitar os defaults e dar o nome do novo mapa (definitivo), que terá como domínio os nomes dados na tabela.dbf. Ok. O primeiro mapa de pontos gerado pode ser apagado. Tabelas.TXT Similar à tabela.dbf, os formatos.txt também podem ser importadas e dar origens a mapas. 1 - No Ilwis, no menu principal, clicar em File, Import, Table. Selecionar a tabela.txt a ser importada e clicar em Avançar. Na próxima tela, selecionar a opção Use Ilwis Import e Avançar. Na próxima tela, selecionar a opção Comma Delimited e Avançar. A tabela será apresentada aberta. Clicar em Avançar. Depois, o software apresentará uma tela onde estão dispostas todas as colunas da tabela. Clicar em Avançar. O domínio das colunas que contém as coordenadas (Domain Type) devem estar como VALUE. A última tela será para digitar o nome da tabela de saída, no formato Ilwis e clicar em Concluir. 2 - Com a tabela convertida para o Ilwis, seguir os passos 2, 3 e 4 acima. Criando-se mapas de pontos a partir de tabelas com pontos em coordenadas geográficas Tabelas.DBF A descrição do item anterior, refere-se a pontos baixados em coordenadas UTM. Quando os pontos tomados estão em coordenadas geográficas, alguns procedimentos se fazem necessários, pois a criação dos mapas será a partir de coordenadas UTM: Caso 1 - Pontos em coodenadas geográficas em graus, minutos e segundos: Se os pontos estiverem em geográficas em graus, minutos e segundos, por exemplo 28º 34 08, usar a planilha PCD, disponível na página da Epagri, e nela proceder a transformação para UTM. em Mapas Digitais. É preciso cadastrar-se, antes. Caso 2 - Pontos já em coordenadas geográficas decimais: Se os pontos já estiverem em geográficas decimais, por exemplo 28,43608 graus, o uso da tabela acima mencionada não se faz necessário. Pode ser criada uma tabela em planilha eletrônica com três colunas. Uma com o nome do ponto e as outras com as coordenadas. Salvar como.dbf e importar no Ilwis seguindo os passos do capítulo anterior. Criando-se o Mapa de Aptidão e de elementos modificadores a partir da Tabela de Fisiografia As análises no Ilwis são feitas quase todas em raster, embora qualquer mapa com uma tabela e uma coluna também nos proporcione algumas. Podemos gerar automaticamente, também, mapas dos elementos modificadores da paisagem, através da inserção de colunas em tabela de fisiografia, associada às unidades fisiográficas. Para cada microbacia ou outra área em estudo são inseridas na tabela de fisiografia as condições de cada elemento modificador da paisagem, de forma que o sistema possa calcular automaticamente as classes de aptidão através de um script, levando em conta todos os elementos modificadores e, também, outros fatores de interesse (por exemplo, áreas de preservação permanente). Parte-se do mapa de fisiografia, fisio com domínio fisio, cuja origem é fotointerpretação e digitalização. 69

70 O domínio fisio já foi criado para todas as possibilidades de unidades fisiográficas, bastando selecioná-las na tabela: fisio: Cumes erosionais - C Encostas estruturais erosionais - Eee Encostas erosionais - Ee Encostas erosionais coluviais - Eec Encostas coluviais - Ec Encostas coluviais erosionais - Ece Encostas em patamar - Ep Fundos de Vales erosionais - FVe Fundos de Vales aluviais - FVa Fundos de Vales aluviais coluviais - FVac Fundos de Vales coluviais - FVc Fundos de Vales coluviais aluviais Fvca Planícies Costeiras PLc Planícies aluviais PLa Planícies aluviais coluviais PLac Planícies Flúvio marinhas - PLfm Terraços Aluviais - Ta Os domínios para cada elemento modificador foram criados segundo o manual METODOLOGIA PARA CLASSIFICAÇÃO DA APTIDÃO DE USO DAS TERRAS DO ESTADO DE SANTA CATARINA (Uberti et all, 1992), como segue: d (declividade): 0 a 8 % - relevo plano a suave ondulado 8 a 20 % - ondulado 70

71 20 a 45 % - forte ondulado 45 a 75 % - montanhoso > 75 %. - escarpado pr (profundidade efetiva): Raso profundidade < 50 cm Pouco Profundo entre 50 a 100 cm Profundo entre 100 e 200 cm Muito Profundo - > 200 cm p (pedregosidade da superf. do solo): Não Pedreg. - ausência ou não significante Moderadam. Pedreg. - 0,1 a 3 % Pedregosa 3 a 15 % Muito Pedreg a 50 % Extremam. Pedregosa 50 a 90 % 71

72 e (graus de suscetibilidade à erosão): Nulo terras não suscetíveis à erosão, em relevo plano e com boa permeabilidade Ligeiro pouca suscetibilidade à erosão Moderado - moderada suscetibilidade à erosão Forte grande suscetibilidade à erosão Muito Forte - severa suscetibilidade à erosão f (graus de limitação por fertilidade): Muito Baixo 0 a 2 t/ha de calcário Baixo 2,1 a 4 t/ha de calcário Médio - 4,1 a 6 t/ha de calcário Alto - 6,1 a 12 t/ha de calcário Muito Alto - > 12 t/ha de calcário h (drenagem): Excessivam. Drenado água drena muito rapidamente Bem Drenado - água drena com facilidade Imperfeit. Drenado solo permanece saturado por período significativo Mal Drenado - solo permanece saturado por grande parte do ano 72

73 apti (aptidão) Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe 5 apti_mod (aptidão modificada) - para que manualmente se modifique o resultado do script, se necessário, em função de um bom conhecimento da área. pres (preservação permanente) - passam uma classe de uso qualquer para 5. Corredores Ecológicos Matas Ciliares Nascentes RPPN Parques UC. 73

74 O domínio fisio, com as classes de fisiografia (Ee, Ee1, Eec, etc.) já foi criado no mapa de fisiografia. Feito isso, criar uma tabela, com o nome Fisio, com File, Create, Table como segue: O domínio será fisio. Ao clicar Ok na tela acima, esta abaixo aparecerá: Na tabela acima, em Columns, Add Column, teremos esta tela como segue: Aqui daremos a entrada das colunas com o respectivo domínio. Coluna d, terá o domínio d (declividade), coluna e, terá o domínio e (erosão), coluna pr, terá o domínio pr (profundidade), coluna p, terá o domínio p (pedregosidade), coluna f, terá o domínio f (fertilidade), coluna apti, com o domínio apti com as classes de aptidão Classe 1 a Classe 5, após ter sido rodado o script. A coluna apti_mod, é aqui também criada para, se acharmos necessário, alterar o resultado da aptidão gerada automaticamente. A tabela abaixo ao ser criada, aparecerá somente com pontos de interrogação. Ao clicar-se neles, vamos selecionando qual item deve ser atribuído para cada lugar. 74

75 Até completar a tabela. A coluna apti_decl e apti serão preenchidas ao rodarmos os scripts. A coluna apti_mod O próximo passo será criar o script, para classificar a coluna apti_decl, ou seja, aptidão apenas por declividade, com as classes de aptidão 1d, 2d, 3d, 4d, e 5d. As declividades por unidade fisiográfica do mapa exemplo podem ser observadas na tabela acima. No script escreveremos as classes de declividade conforme for o interesse, ou seguindo a publicação da Metodologia para Classificação da Aptidão citada anteriormente. Depois criaremos o segundo sctript para classificar a coluna apti. Para criar um Script, no menu principal, File, Create, Script. Os remarks, ou observações recebem antes o comando rem ou //. Para informar o sistema que se trabalhará com tabela, na primeira linha se coloca tabcalc nome_da_tabela nome_da_coluna. Depois vem as instruções, cujo conteúdo é: tabcalc fisio apti_decl=iff ( ( (d="> 60 %") ),"Classe 5d", iff ( (d="30 a 60 %"),"Classe 4d", iff ( ( (d="20 a 45 %") or (d="15 a 35 %")),"Classe 3d", iff ( ( ( (d="10 a 35 %") ) ),"Classe 2d","Classe 1d") ) ) ) Nota: toda a instrução deverá estar em uma só linha. Para rodá-lo, com o script carregado na tela clicar sobre o botão ou na linha de comando do menu principal, digitar run nome_do_script. Abaixo, o script apt_por_decl, que classificará a coluna apti_decl 75

76 Como toda a instrução deverá estar na mesma linha, a visualização desse script ficaria assim: Rodado o script acima (apti_por_decl), a tabela ficará com a coluna apti_decl preenchida, como abaixo. Note que apenas a declividade foi levada em conta. Feito isso, criaremos o script para classificar as classes de aptidão considerando-se todas as outras colunas, inclusive se é área de preservação permanente, o que tornaria a aptidão uma classe 5. O script abaixo foi montado e salvo com o nome apt : tabcalc fisio apti:=iff (((d="> 75 %") or ( p="extremam. pedreg.") or ( pres="corred. ecológicos") or (pres="matas ciliares") or (pres="nascentes") or (pres="parques") or (pres="uc")),"classe 5", iff ((d="45 a 75 %") or (p="muito pedreg.") or (e="muito forte"),"classe 4", iff (((d="20 a 45 %") or (pr="raso") or (p="pedregoso") or (e="forte") or (f="muito alto") ),"classe 3", iff ((((d="0 a 5 %") and ((pr="profundo") or (pr="muito profundo")) and (p="não pedregoso") and ((e="nula ) or (e="ligeira")) and ((f="muito baixo") or (f="baixo") or (f="médio")) and (h=" bem drenado"))),"classe 1","classe 2")))) Rodado o script, se uma das variáveis eleva a classe de aptidão para 5, esta será 5, senão 4, senão será 3, senão 2, senão 1. 76

77 Como resultado, a coluna a pti, então, será preenchida automaticamente conforme as restrições impostas no script, ficando a tabela conforme abaixo: Como mencionado anteriormente, se tivermos outras razões para alterar o resultado, usamos a coluna apt_mod (aptidão modificada) e a preenchemos manualmente. O domínio apt_mod terá, por exemplo, as classes 2d, 2dp, 2pr, 3dp, 3hf, 4dp, 4h, 5fh, etc, conforme o caso. Assim, a tabela fica: Criando-se os mapas dos elementos modificadores e os de aptidão: Com a tabela fisio toda preenchida, já estamos em condições de criar o mapa de cada elemento modificador, ou seja, de erosão, fertilidade, drenagem, profundidade, pedregosidade, declividade e, sobretudo, os mapa de aptidão e aptidão modificada. Para tanto, clicar duas vêzes no mapa de fisiografia fisio. Na tela de abertura, clicar em Attribute, conforme abaixo. Como a tabela de fisiografia tem o mesmo domínio, virão automaticamente as colunas da tabela que queremos associar o mapa. Selecionar a coluna d para criarmos o mapa de declividades. 77

78 Ok. É carregado o mapa fisio. Se clicarmos sobre as áreas do mapa, veremos que são mostradas na forma fisiografia:declividade, por exemplo, Ee1:30 a 60 %. Para criarmos o mapa de declividade, clicar com o botão da direita sobre o mapa fisio, Vector Operations, Attribute Map, a tela abaixo aparecerá: No campo Attribute selecionamos a coluna d. Dar o nome Decliv ao mapa de saída. Show. Temos pronto o mapa de declividades Decliv. 78

79 Assim produzimos um mapa por coluna da tabela, obtendo, então os mapas de erosão, relevo, fertilidade, pedregosidade, drenagem, profundidade e aptidão. Como resultado, a seguir temos os mapas: 79

80 80

81 Criando-se mapas com Único Identificador O Ilwis, quando da criação de histogramas de mapa de polígonos, soma todas as áreas de mesmo atributo, ou seja, num mapa de uso da terra, todas as áreas de culturas anuais são somadas, todas as de capoeira, etc.. A operação Unique ID pode ser usada para atribuir única identificação para todos os elementos em um mapa de segmentos, polígonos ou pontos. O novo mapa conterá as mesmas informações geográficas que o mapa de entrada, mas em cada ponto, segmento ou polígono terá um único identificador. Se necessitarmos das áreas separadas por cada polígono, mesmo que de mesmo uso, procedemos como segue: - criar um novo mapa de uso do Fragosos, clicando-se com o botão da direita sobre o nome do mapa vetor fra_uso, Vector Operations, Unique ID. Em Domain Type, digitar um prefixo para os itens do domínio, se for o caso, por exemplo Eito. O domínio será Eito 1, Eito 2, etc., senão será o default Pol 1, Pol2, etc.dar o nome fra_uso_id. Junto com o mapa, uma nova tabela de atributos é criada automaticamente. - Esta tabela contém uma coluna com as classes originais, os IDs ou valores do mapa de entrada, as áreas dos polígonos individuais. 81

82 Show. Temos o mapa. Carregando-se a tabela do novo mapa fra_uso_id, temos: - gerar o histograma do novo mapa fra_uso_id. Os poígonos de uso vem, agora, com os nomes Pol 1, Pol 2, etc. 82

83 - na tabela gerada, anexar a coluna NrPol do histograma anterior com Column, Join. - Em Table selecionar Fra_uso_ID. Em Column, NrPol. Avançar. Vem a nova tela, onde será pedido o nome da nova coluna. Dar o nome Uso_ID. Concluir. 83

84 Na tela abaixo, vem as propriedades da coluna a ser criada. Manter o domínio default count. Ok. A nova coluna Uso_ID já está agregada. Clicar duas vêzes no mapa fra_uso_id. Na tela de abertura, clicar em Attribute, e deixar a coluna fra_uso. 84

85 Ok. Ao clicarmos sobre o polígono, como no exemplo acima, mostra o Pol 74 e o uso. Se na tela de carga do polígono alterarmos a coluna de fra_uso para area, o mapa será: 85

86 Podemos, ao contrário, agrupar os polígonos por classes. Na tabela fra_uso_id, em Column, Aggegation, abre a janela de agregação. Selecionar a coluna a ser agregada, nesse caso area, a função Sum, e agrupar os fra_uso. Não precisa criar outra tabela mas é repetido o valor nos mesmos usos, conforme abaixo: Ok. Ok. Criando uma tabela uso_agreg e uma coluna uso_agreg, fica mais fácil de entender. Abrir a tabela uso_agreg. Temos: 86

87 Cálculo de área de barragem e volume de inundação Quando uma barragem é construída, uma área acima será inundada até um certo nível. No ILWIS, usando-se "Neighbourhood Operations", pode-se calcular a área e o volume desse corpo d'água. Alguns passos são necessários. a) O primeiro passo, é a determinação do local, altitude, borda livre (cota inferior), e desenho da área. Carregar o mapa limite do Fragosos fr_lim e o cotas. Segundo o histograma, a cota inferior da bacia é 320m e a cota superior 840. Iremos construir uma barragem até a cota 400. Portanto, a altura será 80m. b) Um MNT da área deve ser disponibilizado, e já foi criado com o nome cotas c) Vamos construir um mapa raster com a exata localização da barragem. Para tanto, carregar o mnt cotas e o limite fr_lim. d) Nele, criar um novo mapa raster em File, Create, Raster Map. O novo mapa será chamado "DAM" (barragem ou represa, em inglês). Na tela de criação do raster, em "Georeference" usar a que é usada no MNT, cotas. O domínio é "Value". 87

88 e) Com "ok", o "Pixel editor" é aberto. Carregar também as curvas até a cota 400. Em Layer, Add Layer, selecionar o mapa das curvas cotas. Na tela de carga, clicar em Mask e digitar 400. Clicar em Single Color selecionar Black. Em Line Width, digitar 2. f) Ok. 88

89 g) Dar um "zoom" na área onde será construída a barragem. Selecione pixels que formarão a barragem no mapa. Os pixels deverão ser "4-connected" (veja a figuras abaixo). Quando os pixels são somente "8-connected", os pixels do lado oposto à barragem são somente usados em cálculos posteriores. Errado X X X X X Certo X X X X X X X h) Use o botão esquerdo do mouse para selecionar os pixels enquanto é pressionada a tecla "Ctrl" do teclado. i) Quando os pixels corretos são selecionados, dê o valor de altitude do topo da barragem, 400. j) Agora marcar todos os pixels necessários e dar o valor

90 Para combinar o MNT e o mapa raster da barragem, digite na linha de comando: DEMNew = ifundef(dam,cotas,dam) Isto significa que se um pixel no mapa "dam" é indefinido, lhe é atribuído o valor do cotas, senão atribui o valor do mapa "dam". Então a altitude da barragem será de 80m, é incluída no MNT. Dê um "display" no mapa "Demnew" para forçar o cálculo. Para determinar a área que será inundada, é necessária a criação de um mapa indicando um pixel nessa área. Usando "Neighbourhood Operations", esse pixel age como um ponto de partida no cálculo. Use o "Pixel Editor" para criar o novo mapa raster. Dê um "display no mapa Demnew e no menu, File, Create, Raster Map. Na tela de diálogo, chamaremos "Start" o novo mapa. Selecionar o mesmo georreferenciamento do "Demnew" (cotas), e o domínio será "Bool". Ok. É aberto o Pixel Editor do mapa start. Carregar nele a curva 400 para localizarmos a barragem. Dar um zoom até ver os pontos de interrogação. Selecione um pixel na área que será inundada, clicando duas vezes nesse pixel e, com o enter marque-o como "True". Sair do "Pixel editor". O mapa "Start" só tem "um" pixel definido; o resto é "indefinido". Dê um "display" no mapa "Start" para forçar o cálculo. 90

91 Cálculo da área inundada: A Iteração com propagação é usada até que não mais haja alteração no valor dos pixels. Neste exemplo, a mais alta cota da barragem é 400m e a mais baixa é 320m, sendo, então, a sua real altura de 80m. Para iniciar o cálculo, no menu principal, Operations, Raster Operations, Iteration. Em "Start Map" selecione o mapa "start". Em "Expression:" digite: Iff(cotas>400,start,nbmax(start#)) Esta expressão significa: Se a altitude do novo MNT é maior do que 400m (nível desejado da água), retorne o valor do pixel do mapa "start" (indefinido), senão, atribua o valor máximo dos valores de pixel vizinhos encontrados no mapa "start". Na primeira Iteração, há somente 1 pixel "true". Então, nas próximas Iterações, os pixels vizinhos do "true" também passarão a ser "true", se tiverem altitude menor do que 400m. - Aceitar o "default" até "No changes as the Stop Criterium". - Manter a opção "Propagation" selecionada para que o novo valor de pixel seja imediatamente usado no cálculo da próxima linha. - Como nome do novo mapa raster, chame-o "cheio". - Em domínio, selecione "bool". - Show - Ok O resultado é um mapa com a área que será inundada (pixels True ). Para obter-se o tamanho da área inundada rodar o histograma do mapa "cheio". Área de m² ou 33924ha ou 339,24km². Cálculo do volume de água: Cruza-se o mapa "cheio" com o "Demnew". Para reduzir o tempo de cálculo e o tamanho do arquivo, cria-se um outro raster de DEM que mostra somente a área inundada. Na linha de comando, digitar: Demsmall = iff(cheio,demnew,?) 91

92 Esta expressão significa: Todo o pixel que estiver dentro da área inundada será usado, ao passo que os outros devem ser indefinidos. Temos o mapa: Proceder o cruzamento em Operations, Raster Operations, Cross. Como primeiro mapa selecionar "cheio" e "Demsmall" como segundo. Como nova tabela digitar "tab_cheio". Em "Output map" não selecionar. Ok A tabela de cruzamento é calculada e mostra a combinação dos pixels dos dois mapas, o número de pixels e a área que ocorre em cada combinação. Nessa tabela pode ser calculada a profundidade da água subtraindo-se a altitude dada na coluna "Demsmall" do nível da água (3340m). Digite na linha de comando da tabela: prof = demsmall-80 Ok. Agora, calcular o volume com: Vol = prof*area 92

93 Ok. Finalmente, somar os diferentes volumes calculados, usando a função de agregação, conforme abaixo: Soma = Aggsum(vol) Ok. A coluna "Soma" mostra o volume total da água em metros cúbicos da área inundada da barragem. 93