DADOS EM GEOPROCESSAMENTO

Transcrição

1 Universidade Federal de Campina Grande Centro de Tecnologia e Recursos Humanos Unidade Acadêmica de Engenharia Civil DADOS EM GEOPROCESSAMENTO Prof. Iana Alexandra Alves Rufino

2 : dois grandes grupos Dados não espaciais ou alfanuméricos ou descritivos + Dados espaciais ou gráficos ou geográficos Atributos/informação Temática Representados de acordo com uma escala de medição Forma e Posição/ características geográficas Representação Matricial e Vetorial

3 Classificação: espaciais e não espaciais Dados não espaciais Escala ordinal Escala nominal Escala de razão Escala de intervalo Tipo de uso do solo urbano Dados Espaciais Representação Vetorial Representação Matricial lazer residencial industrial vias

4 Representação de dados em Geoprocessamento Pontos PV1 PV2 Linhas T 1-2 PV5 PV4 PV3 T 4-3 T 2-3 Polígonos Superfície T 5-3 Altimetria do Bairro Universitário Bairro Universitário Exemplo: Sistema de Esgotamento Sanitário

5 Representação de dados em Geoprocessamento Modelo do mundo real: Sistema de esgotamento sanitário

6 Representação de dados em Geoprocessamento Dados espaciais (modelo do mundo real) + Dados não-espaciais (informações do modelo) Trecho Extensão (m) Cota montante (m) Cota jusante (m) T T T T

7 Dados espaciais: algumas considerações Posição Espacial Relações Espaciais Tempo Forma de armazenamento

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

9 Dados espaciais: posição espacial Localização: L1: (78,53),(86,73),... L6: (88,46), (78,53) L2 L3 L1 L6 L5 L4

10 Dados espaciais: posição espacial Definem como as entidades se relacionam entre si e entre as demais; Incluem conceitos topológicos (vizinhança, pertinência), métricos (distância) e direcionais ( ao norte de, acima de ).

11 Dados espaciais: relações topológicas Topologia: estudo das propriedades geométricas que permanecem invariantes sob deformação; Independem de fatores como escala, projeção, etc.

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

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

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

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

16 Dados espaciais: modelagem Teoria dos 4 universos 1. Universo do Mundo Real 2. Universo Conceitual 3. Universo de Representação 4. Universo de Implementação

17 Universo do Mundo Real

18

19 Universo Conceitual Alguns fenômenos manifestam em qualquer lugar de uma área de estudo. Outros apenas em certos locais. Modelo Discreto Modelo Contínuo

20 Modelo Discreto Espaço geográfico como um conjunto de objetos nitidamente distintos Variações espaciais ocorrem abruptamente Ex: Redes de infra-estrutura, unidades político-administrativas, equipamentos urbanos

21 Modelo Contínuo Espaço como uma superfície contínua Variações espaciais ocorrem gradativamente e podem ser observadas ou estimadas em qualquer lugar Exemplos: Variações de temperatura, relevo, tipos de solo, pressão atmosférica, etc.

22 Universo de representação Existem 2 grandes classes de representações computacionais de dados espaciais: Vetoriais Matriciais

23 Dados espaciais: representação vetorial Os mapas são abstrações gráficas nas quais pontos, linhas e polígonos são usados para representar de forma simplificada objetos do mundo real; Forma de representação de softwares CAD e outros;

24 Lembram do exemplo anterior?? Pontos Linhas PV1 PV2 T 1-2 PV5 PV4 PV3 T 4-3 T 2-3 Polígonos Superfície T 5-3 Altimetria do Bairro Universitário Bairro Universitário Dados vetoriais representando variáveis para um projeto de Sistema de Esgotamento Sanitário

25 Dados espaciais: representação vetorial mercado público rua dos ilhéus clube 12 de agosto peixaria Guimarães

26 Dados espaciais: representação vetorial Ponto: abrange todas as entidades que podem ser representadas por um único par de coordenadas; Linhas, arcos ou elementos lineares: são um conjunto de pontos conectados; Áreas ou polígonos: são representados por um conjunto de linhas que a compõem com repetição do primeiro ponto.

27 Dados espaciais: representação vetorial pontos linhas polígonos

28 Dados espaciais: representação vetorial Redes As informações gráficas são armazenadas em coordenadas vetoriais, com topologia arco-nó; Este tipo de dado é muito utilizado em serviços de utilidade pública, como água, luz, telefone, redes de drenagem (bacias hidrográficas) e rodovias.

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

30 Dados espaciais: representação vetorial Dados Cadastrais: Cada um de seus elementos é um objeto geográfico, que possui atributos e pode estar associado a várias representações gráficas (pontos, linhas ou polígonos); Os atributos estão armazenados num sistema gerenciador de banco de dados.

31 Dados espaciais: representação vetorial Redes: Exemplo Distribuição de água Trecho Diâmetros Nominais (mm) Comprimento (m) Material FoFo PVC Aço

32 Dados espaciais: representação vetorial Grades Triangulares ou TIN (Triangular Irregular Network) Representa a superfície através de um conjunto de faces triangulares interligadas. Para cada um dos três vértices do triângulo são armazenadas as coordenadas de localização (x,y) e do atributo z.

33 Dados espaciais: representação vetorial Grades Triangulares ou TIN: Exemplo

34 Dados espaciais: representação matricial O espaço é representado por uma matriz P(m,n) composta de m colunas e n linhas, onde cada célula (pixel) possui um número de linha, um número de coluna e um valor correspondente ao atributo estudado, sendo cada célula individualmente acessada pelas suas coordenadas;

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

36 Exemplo de representação matricial em modelo contínuo

37 Exemplo de representação matricial em modelo discreto

38 Dados espaciais: representação matricial Exemplo: Tipos de solo

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

40 B R Dados espaciais: representação matricial Grades Regulares: exemplos O C E A N O O C E A N O A T L Â N T I C O A T L Â N T I C O B R Declividades: (metros) acima de 10 Cotas Altimétricas: (metros) 0 a 0,5 0,5 a 1 1 a 2 2 a 3 3 a 4 4 a 5 5 a 7 acima de 7

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

42 Dados espaciais: representação matricial

43 Dados espaciais: Matricial X Vetorial Formato Matricial Formato Vetorial

44 Dados espaciais: Matricial X Vetorial Aspecto Relações Espacial entre Objetos Formato Vetorial preserva relacionamentos topológicos Formato Matricial relacionamentos topológicos devem ser inferidos Ligação com o Banco de Dados associa atributos a elementos gráficos associa atributos apenas às classes do mapa Análise Simulação e Modelagem Algoritmos Representação indireta de fenômenos contínuos Limitações na álgebra de mapas Problemas com erros geométricos Representa melhor os fenômenos contínuos no espaço Simulação e modelagem mais fáceis Processamento rápido e eficiente Armazenamento Por coordenada (mais eficiente) Por matrizes (maior gasto em armazenamento)