Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG

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1 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Laboratório de Geodésia/LAGEO Grupo de Apoio e Desenvolvimento de Software - GADS Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Equipe: Prof Dr. Sergio Florencio de Souza Profª Msc. Rejane Maria Valdameri Geógrafa Anelise Helm Ferreira Geógrafo Helio Larri Vist Geógrafa Michele Monguihott Carga horária: 20 h

2 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Índice Índice 2 Lista de figuras 2 1. Introdução 4 2. Conceitos gerais 6 3. ArcCatalog 8 4. Trabalhando com ferramentas de visualização Preview ArcMap Iniciando o ArcMap Trabalhando com formato raster Sistema de referência Criando Pirâmides em arquivos raster no ArcView Definindo o sistema de referência no ArcCatalog Georreferenciamento Sistema de Coordenadas Geográficas (GCS) Sistema de Coordenadas Projetado (PRJ) Cartografia Digital Escalas Arquivos vetoriais Organizando a pasta Projeto para o Mapa Final Trabalhando Com Elementos Do Mapa Exportação de layout Manipulação de tabelas Consulta Espacial Operações no software sobre o Mapa 45 Lista de Figuras Figura 1 Representação esquemática do sistema ARCGIS... 4 Figura 2 Tela de inicialização do ArcCatalog... 5 Figura 3 Tela de inicialização do ArcMap... 5 Figura 4 Visualização de uma imagem no Arc Map... 6 Figura 5 ArcToolbox conjunto com o ArcMap... 6 Figura 6 Exemplo de ferramentas do ArcToolbox... 6 Figura 7 Arvore de arquivos visualizados no ArcCatalog... 8 Figura 8 Conexão de arquivos no ArcCatalog... 9 Figura 9 - Exemplo de figuras de arquivos visualizados no ArcCatalog 10 Figura 10 Inicialização do ArcCatalog Figura 11 Janela completa do ArcCatalog Figura 12 Detalhe do ArcCatalog Figura 13 Botões de visualização de conteúdos Figura 14 Visualização de uma pasta no ArcCatalog Figura 15 Caixa de localização Figura 16 Criando uma nova pasta no ArcCatalog Figura 17 Renomeando a nova pasta no ArcCatalog Figura 18 Botões de atalho na barra de ferramentas Figura 19 Visualização para thumbmails (miniaturas) Figura 20 Ferramentas de aproximação, identidação Figura 21 Ferramentas de visualização Figura 22 Visualização Preview/tabela Figura 23 Removendo um campo da tabela Figura 24 Resultados estatísticos, alteração do campo Figura 25 Preparação do Mapa de Vegetação do RS Figura 26 Mapa do Alerta de Ferrugem da Soja no RS e MDT 16 Figura 30 Abrindo o ArcMap Figura 31 Abrindo um arquivo no ArcMap Figura 32 Ferramentas Padrão do ArcMap Figura 33 Modo de visualização layout Figura 34 Modo de visualização DataView Figura 35 Janela de adição de dados Figura 36 Inserção de imagem Figura 37 Acessando propriedades do layer Figura 38 Acessando a referência espacial Figura 39 Imagem do Município de Julio de Castilhos/RS Figura 40 Janela construção da pirâmide Figura 41 Mensagem de atenção Figura 42 Inserção da imagem. Município de Julio de Castilhos/RS 22

3 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Figura 43 Acessando Propriedades da Imagem no ArcCatalog Figura 44 Janela de propriedades da referência espacial Figura 45 Selecionando e editando a referência espacial Figura 46 - Selecionando arquivo raster Figura 47 A imagem agora com referência espacial Figura 48 Barra de ferramentas para georreferenciamento Figura 49 Imagem não georreferenciada Figura 50 - Pontos de controle Figura 51 Ferramentas para adicionar pontos de controle Figura 52 Entrando com as coordenadas Figura 53 Tabela dos pontos de controle Figura 54 Retificando a Imagem Figura 55 Salvando a imagem georreferenciada Figura 56 Imagem registrada (georreferenciada) 28 Figura 57 Alterando posição de arquivos Figura 58 Criando arquivos shapefile Figura 59 Pasta com layers da imagem do campus do vale e carta 32 topográfica... Figura 60 Adicionando todos os novos arquivos vetoriais no 32 ArcMap... Figura 61 Ferramentas de vetorização Figura 62 Concluindo a vetorização Figura 63 Visualizando os símbolos das layers no ArcMap Figura 64 - Editando Vetores Figura 65 Edição Fonte Figura 66 Selecionando símbolo e cor Figura 67 Prévia da edição dos arquivos Figura 68 Acessando a paleta de cores Figura 69 Definindo as cores Figura 70 Editando a barragem Figura 71 Escolha de símbolos por categoria Figura 72 Inserção de trilha com o GPS Figura 73 Seqüência atual do trabalho e mapa temático sendo 36 elaborado... Figura 74 Modos de visualização Figura 75 Barra de ferramentas lay-out (ativa) Figura 76 Seleção de modelos Figura 77 Menu Insert Figura 78 Gerando o grid Figura 79 Configuração de página para impressão Figura 80 Exportando layout Figura 81 Formatos para exportação de layout Figura 82 Tabelas de atributos do arquivo selecionado Figura 83 Deletando colunas e linhas da tabela Figura 84 Adicionando campo na tabela Figura 85 alterando dados da tabela de atributos do arquivo Figura 86 alternado os dados da tabela Figura 87 Finalizando a edição da tabela de atributos Figura 88 União de tabelas Figura 89 Janela de diálogo Figura 90 Sintaxe SQL Figura 91 Seleção por atibutos Figura 92 Adicionando arquivos Figura 93 Caixa de ferramentas do Arctoolbox Figura 94 Janela de Propriedades do layer Figura 95 Janela de Diálogo para definição de Buffer Figura 96 Caixa de diálogo do Union Figura 97 Overlay por União Figura 98 Máscara da área de interesse Figura 99 Rotinas para recorte de arquivos no ArcTollbox Figura 100 Arquivos gerados Figura 101 Menu Tools Figura 102 Janela Extension do Menu Tools Figura 103 Barra de ferramentas Xtools Figura 104 Janela de opções do Xtools Figura 105 janela para seleção de parâmetros

4 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de PREFÁCIO O ARCGIS 9 é um dos softwares de Sistema de Informações Geográficas SIG, amplamente utilizado por profissionais na área de geoprocessamento por possuir uma interface completa que permite a inserção, visualização e manipulação de dados geográficos relacionais e ainda uma impressão final de qualidade profissional. É objetivo deste polígrafo, capacitar e treinar estudantes de graduação, pós-graduação, e profissionais interessados no software ArcGIS 9. Busca-se através do incentivo de aprendizado do software, atender demandas institucionais, elevando a qualidade do ensino e estímulo à pesquisa, colaborando na formação e no aperfeiçoamento profissional. Este polígrafo foi escrito com base nas experiências desenvolvidas pelo Laboratório de Geodésia (LAGEO), do Departamento de Geodésia, do Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. O LAGEO vem ministrando cursos de extensão universitária e auxiliando nas disciplinas dos cursos de graduação em Engenharia Cartográfica, Geologia, Geografia, entre outros. No seu preparo foram elaborados exercícios que permitem o pleno domínio das funcionalidades básicas do programa. Não se pretendeu, detalhar todos os recursos do software, mas apenas uma rápida familiarização com o programa. Para finalizar, aproveita-se esta oportunidade para agradecer as críticas e sugestões recebidas dos colegas, incentivando-nos a continuar a proporcionar o acesso da comunidade universitária às aplicações de softwares. É um SIG que consta de 5 componentes fundamentais: ArcGIS Desktop- Nome coletivo dado para três produtos que são ArcView, ArcEditor e ArcInfo Server GIS - ArcSDE, ArcIMS e ArcGIS Server - Esses produtos são usados para criar e gerenciar aplicações baseadas em servidores (serverbased GIS) que compartilham conhecimento dentro de organizações maiores e com muitos outros usuários por meio da Intranet Mobile GIS- ArcPad É a expansão de um GIS de escritório para o Campo. É semelhante ao Arc GIS Desktop feito para palms. ArcGIS Engine - Ferramenta para customização do software. GIS Web Services Ferramenta para facilitar a leitura de dados espacial (conjunto) pra grupo de usuários via internet. Figura 1 Representação esquemática do sistema ARCGIS. Fonte: Tutorial do ArcGis 1 * Texto adaptado de ESRI Portugal em: 1 INTRODUÇÃO

5 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de ARCGIS DESKTOP O ArcGis Desktop é composto pelos seguintes aplicativos: ARCMAP, ARCCATALOG e ARCTOOLBOX. Podemos ver na figura 1 que o mesmo apresenta algumas subdivisões. Essas subdivisões são as diversas formas em que são comercializados, em que as principais são: ArcInfo, ArcView e ArcEditor. Esses três conjuntos de programas funcionam todos em uma mesma plataforma (ou núcleo de atividades), diferindo apenas por apresentarem funções simples (ArcView) até o que apresenta funções completas (ArcInfo) cada uma dessas versões comercializadas é composta pelos três aplicativos ArcMap, ArcCatalog e ArcToolbox. (metadata), visualização gráfica de dados e elaboração de estruturas de dados geográficos. 1.4 ArcMap ArcCatalog Figura 3 Tela de inicialização do ArcMap Figura 2 Tela de inicialização do ArcCatalog ArcMap é o aplicativo utilizado para manipulação/geração de mapas digitais. No ArcMap é possível visualizar e também associar vários tipos de informações não gráficas em conjunto com as informações gráficas, seja vetorial (ex: shp ou CAD) ou raster (imagens). Este aplicativo ajuda você a organizar e gerenciar todos seus dados GIS. Nele temos ferramentas de procura e localização de informações geográficas, gravação e visualização de metadados

6 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de O ArcToolbox é o aplicativo que contém ferramentas GIS usadas para geoprocessamento de dados. Conforme a licença adquirida, do pacote de softwares da ESRI (ARCINFO, VIEW ou EDITOR), este aplicativo apresenta mais ou menos ferramentas, sendo o ARCINFO a versão mais completa, com mais de 150 tipos de ferramentas, dentre elas a conversão de dados, cruzamento de planos de informações (PI), sistemas de projeção, e muitas outras. Figura 4 Visualização de uma imagem de satélite com sobreposição de arquivo vetorial no ArcMap ArcToolbox Figura 6 Exemplo de ferramentas do ArcToolbox Figura 5 ArcToolbox conjunto com o ArcMap.

7 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de CONCEITOS GERAIS Tema ou Plano de Informação: é representado por um layer, normalmente representando algum elemento geográfico do mundo real. Exemplo: Eixo de ruas, bairros, nascentes, órgãos de interesse, departamentos, etc. Quando temos a combinação de um conjunto de temas (linhas/poligonos/pontos/imagens) podemos chamar esse conjunto de composição de mapas Feature: Elementos de um Tema, normalmente apresentam-se na forma de polígonos, linhas e pontos, ex: - Polígonos: Divisa de bairros, bacias hidrográficas, zonas urbanas, mapa qualitativos (uso do solo), etc. - Líneas: Ruas, redes de água, rios, etc. - Pontos: Nascentes, postos de saúde, escolas e creches, departamentos municipais, etc View ou Vista: Interface gráfica de ArcMap onde se pode visualizar os mapas ou conjunto de mapas Layout: Interface gráfica de ArcMap usada principalmente quando se deseja plotar mapas finais Vetor: Localização exata de objetos geográficos na terra. Objetos geográficos são representados como pontos, linhas ou polígonos. Normalmente tem-se a posição dos objetos geográficos na terra referenciada em algum sistema de projeção cartográfica com coordenadas x, y Raster: Consiste de um conjunto de dados apresentados na forma de imagens. São imagens digitais, normalmente representadas em quadrículas ou células quadradas, onde temos o menor elemento dessas imagens, conhecidos como pixel (do inglês picture element). Cada célula, ou pixel é referida no ambiente digital a um numero de linha e coluna, devendo ainda apresentar um atributo geográfico e também correspondente a uma área da superfície da terra Coverage: Modelo de dado geográfico, também conhecido como o modelo de datos georrelacional, da ESRI introduzido em 1981 com o ArcInfo Shape: formato de dados geográficos do ArcView. Arquivos shape podem representar objetos geográficos como linhas, pontos e áreas (polígonos) Geodatabase: É a unidade primária, ou seja, corresponde ao nível mais alto das classes de dados geográficos. É uma coleção de classe de dados, classes geográficas, objetos geográficos e classes de relações. a) Classes de dados: Conhecida como Geographic Datasets representam três modelos de dados geográficos: vetor, raster e triangulação (TIN). No Geodatabase pode existir classe geográfica (feature dataset), classes raster (raster dataset) e também classe TIN (TIN dataset). Classe geográfica: Conhecida como Feature dataset é representado por uma coleção de classes geométricas, pontos, linhas e polígonos, que possuem o mesmo sistema de coordenadas. Classe geométrica: Conhecida como Feature class é uma coleção de objetos geográficos com o mesmo tipo de geometria, ponto, linha ou polígono Objeto geográfico: conhecido como Feature é qualquer elemento do mundo real representado no mapa. Classe raster: Pode ser uma simples classe ou uma série de classes composta por mais de uma banda, contendo diferentes espectros e valores. Classe TIN: contém uma série de triângulos que cobrem uma área contendo além das coordenadas X e Y, um valor de elevação/ou cota (coordenada z) em cada nó que representa algum tipo de superfície.

8 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de b) Objeto classes: É uma tabela dentro de um Geodatabase. Os objetos classes possuem informações descritivas dos objetos, porém sem apresentar nenhuma representação geométrica no mapa. 3. ArcCatalog Figura 7 Árvore de arquivos visualizados no ArcCatalog O ArcGis Desktop fornece praticamente todas as ferramentas necessárias para visualização, gerenciamento, edição, apresentação e impressão de dados geográficos, estabelecendo um Sistema de Informações Geográficas (SIG). O ArcCatalog é um aplicativo do ArcGis que permite o acesso e gerenciamento do conteúdo de dados geográficos. O acesso aos dados se dá através de conexões, estas juntas formam o catálogo de origem dos dados geográficos. Ao acessar pela primeira vez o ArcCatalog mostra a entrada do disco rígido do seu computador. Para alcançar/acessar dados externos armazenados em um CD, disco flexível, ou em outro computador na rede, você deve adicionar conexões (caminhos) para estas posições. Quando se acessa uma pasta conectada visualiza-se os itens que ela contém. Ao contrário do Explorer do Windows, o ArcCatalog não lista todos os arquivos armazenados no disco. Uma pasta pode aparecer vazia no ArcCatalog mesmo que contenha outros arquivos, somente extensões prédefinidas serão visualizadas no conteúdo das pastas conectadas. Ao se conectar a uma pasta tem-se acesso ao conteúdo geográfico desta, o caminho de um determinado arquivo aparece na caixa de localização e na barra de título do ArcCatalog. Recomenda-se desconectar pastas que não estão sendo usadas na árvore de localização, pois uma nova conexão não será adicionada no ArcCatalog se já houver a mesma conexão ativa. Uma pasta pode aparecer vazia no ArcCatalog mesmo que contenha outros arquivos, somente extensões pré-definidas serão visualizadas no conteúdo das pastas conectadas.

9 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Quando se quer acessar um local conhecido na rede é mais fácil a conexão, digitando diretamente o endereço na caixa de localização. Um ponto de exclamação vermelho ou um ícone junto a uma conexão significa que esta não está acessível para visualização, ou foi desconectada, sendo necessário o seu reestabelecimento. Figura 8 Conexão de arquivos no ArcCatalog

10 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Trabalhando com o ArcCatalog O ArcGis pode trabalhar com diversos tipos de arquivos e também integrar diversos tipos de arquivos em layers separados. Os ícones da figura 8 representam como eles aparecem no ArcGis (Catalog/Map/Toolbox), onde tem-se: Arquivos de Imagens (raster) ex: JPEG; TIF; GRID; BMP, etc) Arquivo TIN Arquivo shape (shapefile) de pontos; Arquivo shape (shapefile) de linhas; Arquivo shape (shapefile) de polígonos; Árvore de Layer de pontos Arquivo Geodatabase Arquivo CAD (*.DWG, *.DXF, *.DGN) Arquivo cad de pontos Arquivo cad de linhas Arquivo cad de polígonos. Figura 9 Exemplo de figuras de arquivos visualizados no ArcCatalog As atividades que aqui serão desenvolvidas buscarão mostrar como procurar, gerenciar e visualizar os arquivos de forma rápida e fácil, antes mesmo de iniciar o trabalho com o ArcMap. O ArcCatalog permite que você procure o mapa que deseja visualizar, e plotar, consultar valores e informações na tabela, sistema de projeção de arquivos, dentre outras Para esse primeiro exercício utilizando o ArcCatalog, utilizaremos como exemplo os arquivos que estão na pasta: C:\Curso. Árvore de Layer de linhas Árvore de Layer de polígonos Árvore de Layer de imagens (raster) Árvore de Layer de arquivos TIN Arquivo em formato tabular (tabela *.DBF) EXERCÍCIO 1 Explorando o ArcCatalog Iniciar ArcCatalog Antes de iniciar as tarefas é necessário iniciar o aplicativo ArcCatalog, que pode ser iniciado seguindo os seguintes passos: Click no botão Iniciar do Windows;

11 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Selecione Programas; Selecione ArcGis; Click em ArcCatalog que abrirá uma janela de inicialização do aplicativo. Se observarmos no canto superior esquerdo, temos os menus em cascata no formato do windows (File, Edit, View, Tools, etc...) Figura 10 Inicialização do ArcCatalog Ou através do ícone na barra de ferramentas standard do ArcMap. Após inicializado, o ArcCatalog apresenta a forma da figura abaixo Figura 12 Detalhe do ArcCatalog Abaixo dos menus temos alguns botões de acesso rápido às pastas acima com ícones de formas de visualização dos arquivos (ícones grandes, pequeno, listados, detalhes, figuras): Figura 13 botões de visualização de conteúdos Figura 11 Janela completa do ArcCatalog ajuda. e ainda atalhos para ArcMap, ArcCatalog e ArcToolbox, além do

12 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Na figura 14 tem-se (como no Windows Explorer) o que chamamos de Catálogo em Árvore (Catalog Tree), mostrando de forma rápida e simples todas pastas do Disco Rígido (HD) Visualizando pastas no Arccatalog Quando utilizamos o mouse para visualizar pastas no catálogo em árvore catalog tree, ele mostra o conteúdo da pasta do lado direito, de forma semelhante ao Windows Explorer, permitindo ainda a forma de visualização desses arquivos, conforme mostrado na figura anterior Visualizando uma subpasta no ArcCatalog: 1. Clique na pasta desejada no catalog tree.os itens que estão dentro da pasta selecionada, serão mostrados no lado direito. 2. Clicando duas vezes na pasta selecionada ou no símbolo + você abrirá no catálogo em arvore as subpastas que estão dentro da pasta selecionada Localizando a pasta curso e criando uma cópia Antes de começar a explorar dados para este exercício é necessário selecionar a pasta onde os dados estão localizados. Essa tarefa no ArcCatalog é bastante rápida e simples. Primeiramente vamos localizar a pasta. 1-) Clique na caixa de localização (location) e digite D:\Curso ou então vá no Catálogo e selecione a pasta. Figura 15 Caixa de localização 2-) Para Criar uma cópia da pasta vamos inicialmente criar uma pasta no disco rígido. Ex:. Para isto vá ao catátogo e selecione o local e então você pode criar uma pasta selecionando o menu File / New / Folder Figura 16 Criando uma nova pasta no ArcCatalog Figura 14 Visualização de uma pasta no ArcCatalog

13 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Logo após clicar em New Folder aparecerá a nova pasta criada com nome newfolder que deve ser renomeada para simplesmente editando o texto, conforme pode ser visto na figura abaixo. Para completar a operação vá à nova pasta criada para o exercício e cole os arquivos copiados anteriormente, utilizando o botão paste (colar) na barra de ferramentas. 3.5 Visualizando dados no ArcCatalog Como já criamos anteriormente uma pasta, para exercitar utilizaremos os arquivos contidos nela para visualização. Para tal tarefa vá ao local onde foi criado a pasta e selecione-a. As formas de apresentação dos arquivos podem ser: ícones grandes/listados/detalhes/miniatura (list/large icon/details/thumbnails). O ArcCatalog apresenta também outras formas de apresentação dos dados (Contents/Preview/Metadata). Figura 17 Renomeando a nova pasta no ArcCatalog Para copiar o conteúdo da pasta curso para a pasta criada, selecione o local no comando location e logo após selecione o botão copy na barra de ferramentas, como mostra a figura abaixo. Figura 19 Visualização para thumbmails (miniaturas) Figura 18 Botões de atalho na barra de ferramentas

14 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Trabalhando com a ferramenta de visualização Preview Esta é a ferramenta do ArcCatalog que permite o usuário observar os arquivos em pré-visualização. A interface de visualização e ferramentas são as mesmas utilizadas no ArcMap. Essa ferramenta permite ainda trabalhar com dados no formato de tabelas, ou seja, permite o trabalho diretamente na tabela de atributos dos arquivos. Se os dados são, por exemplo, arquivos *.shp, é possível selecionar em Preview se você deseja trabalhar na tabela de atributos ou em ambiente gráfico (visualização espacial). Figura 21 Ferramentas de visualização 4.1 Explorando o conteúdo da tabela As ferramentas para navegação, aproximação (zoom) e identificação de dados, são mostradas logo abaixo. Se o arquivo que está sendo utilizado é um.shp ou simplesmente uma tabela, é possível também, utilizando o ArcCatalog, trabalhar com os dados na tabela de atributos. Para abrir a tabela de atributos desse tipo de arquivo basta: -Selecionar um arquivo no catalog tree e modo de exibição Preview. Na figura 21, tem-se a opção preview (Geográfico/Tabela), selecione a tabela. Figura 20 Ferramentas de aproximação, identificação...

15 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Figura 23 Removendo um campo da tabela 4-) Para mostrar resultados estatísticos dos dados, clique com o botão direito do mouse e em seguida em statistics. Aparecerá um gráfico contendo a distribuição de freqüência estatística dos dados do campo selecionado. Figura 22 Visualização Preview/tabela Com esta ferramenta é possível localizar elementos na tabela de atributos, adicionar novos campos, exportar dados. Para tal tarefa basta ir no botão options, conforme indicado na figura acima. Selecione a pasta Curso, no catálogo em árvore, e selecione o arquivo de polígonos. veg.shp. Clique com o botão direito do mouse em cima do campo Área e aparecerá uma nova caixa de diálogo com opções para mostrar os dados em ordem crescente, decrescente, apresentar resultados estatísticos, congelar/descongelar e até mesmo excluir (deletar) um campo inteiro. Veja figuras abaixo. Figura 24 Resultados estatísticos, alteração do campo O resultado é apresentado conforme figura acima, e pode ser alterado o campo desejado simplesmente, alternando em Field para o campo ou coluna de atributos desejada.

16 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de ARCMAP 5.1 Visualizando Informações 5.2 Trabalhando Geograficamente Trabalhar com ArcMap em ambiente digital, não é o mesmo que trabalhar em mapas plotados, cartas. Etc (analógicos). Você pode prévisualizar um mapa e, quando necessitar analisar com maior detalhe uma área em particular, você pode ampliar a forma de visualização (através de zoom ). Algumas vezes trabalhamos com mapas com objetivo simples e direto de interpretar as informações gráficas e geográficas. Mas mapas não são apenas simples representações de onde estão localizados geograficamente certos objetos de estudo, mas também informações específicas sobre cada um desses objetos analisados. A figura abaixo mostra, por exemplo, o mapa do Rio Grande do Sul com informações sobre a vegetação, facilitando a identificação dos tipos principais. Figura 26 Mapa do Alerta de Ferrugem da Soja no RS e Modelo digital de Elevação Figura 25 Preparação do Mapa de Vegetação do RS

17 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Os exercícios a serem desenvolvidos durante o curso são exercícios que você aprenderá como utilizar o ArcMap para obter informações a partir dos mapas e também algumas tarefas na geração de mapas. Será possível ainda compreender o formato dos arquivos, desenvolvendo ainda atividades de manipulação dos dados em formato de tabelas, ou seja, manipular informações espaciais através da tabela de atributos dos arquivos, podendo inserir ou suprimir informações nessas tabelas (ou mapas). Será possível também criar Layout para impressão de qualquer região de interesse, podendo criar legendas, escalas, grids, textos adicionais e outros. 6. INICIANDO ARCMAP 1- Click em Iniciar/ Programas /ArcGIS / ArcMap Figura 27 Abrindo o ArcMap Após carregar todo programa, a tela inicial apresenta algumas opções para iniciar, seja um projeto já existente ou mesmo um novo mapa. Um novo mapa vazio Layouts prontos para serem utilizados em mapas bases de várias regiões geográficas Um mapa já existente Figura 31 Abrindo um arquivo no ArcMap

18 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Como foi visto anteriormente, o ArcMap é um aplicativo onde se faz a inserção e manipulação de dados. As ferramentas mais usadas estão dispostas como ícones e carregam na abertura do programa. Figura 32 Ferramentas padrão do ArcMap 6.1 Modos Básicos de Visualização Exemplo 1- Em modo layout Figura 34 Modo de visualização DataView A tela em modo de visualização layout: é usada principalmente para a plotagem e edição de mapas e a tela no modo data view para melhor visualização durante a manipulação. Figura 33 Modo de visualização layout

19 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Trabalhando com Formato Raster Cartas Topográficas EXERCÍCIO 2 - Inserindo uma Imagem Raster Georreferenciada As Cartas Topográficas são representações dos aspectos naturais e artificiais da Terra, destinadas a fins práticos da atividade humana, permitindo a avaliação precisa de distâncias, direções e a localização geográfica de pontos, áreas e detalhes (BAKKER, 1965). Geralmente estão em média e grande escala e encontram-se subdivididas em folhas, de forma sistemática obedecendo um plano nacional ou internacional (DUARTE,1994). Para inserir uma imagem raster ( Carta Topográfica de Porto Alegre), retificada e georreferenciada: 1- Clique no ícone 2- Abre-se a janela Add Data 3- Abra a pasta PoA 4- Selecione a imagem (retifyporto alegre.tif) / clique Elaboradas nas décadas de 60 e 70, ainda são em termos de base geográfica uma referência, no que se refere a confiabilidade de dados e orientação no terreno. Embora o Estado do Rio Grande do Sul ainda não tenha uma política de atualização, na grande maioria dos projetos os dados obtidos nas cartas ainda são muito utilizados. Portanto é ainda recomendável que ao se iniciar um projeto temático, mesmo com o advento de imagens de alta resolução, se mantenha uma imagem da carta da área sobrepondo-se as outras imagens. Esse procedimento garantirá que os produtos adquiridos ou os dados obtidos por outros meios estejam, ao menos, compatíveis com a precisão da carta, evitando-se assim chegar a um final do projeto e verificar que parte ou todo o trabalho está comprometido. 8. Sistema de Referência É um conjunto de informações que fazem parte de um sistema que contém: um determinado elipsóide de revolução (figura matemática calculada que se aproxima da forma da terra com parâmetros de achatamento e raio conhecidos); um meridiano principal que ao cruzar com o equador determina a origem das coordenadas; um ponto referenciado por seus valores de latitude e longitude e o azimute desse ponto (datum). em Add. Figura35- Janela de edição de dados

20 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de A Imagem será inserida georreferenciada. Arraste o mouse sobre a figura e observe os valores em coordenadas UTM, idênticos aos valores da carta. 7- Abre-se a janela (layer properties), observe o sistema de referência espacial que acompanha o arquivo da imagem. Figura 38 Acessando a referência espacial Figura 36 Inserção de imagem 6- No quadro de layers selecione (retifyporto alegre.tif), clique com o botão direito do mouse. Figura 37 Acessando propriedades do layer

21 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de EXERCÍCIO 3 Inserindo Imagens sem Referência Na tela inicial da página do Departamento de Geodésia: salve a figura em formato JPEG na pasta C:\Usuários\Curso, com o nome Campus do Vale. Após pressionar o botão Add Data procure a imagem salva como - JC. Após selecionar a imagem, pressione o botão Add. A janela abaixo aparecerá: Figura 40 janela de construção da pirâmide Figura 39 Imagem LandSat do Município de Julio de Castilhos/RS Para inserir imagens ou arquivos vetoriais criados no ArcCatalog ou em outros softwares, em formatos reconhecidos pelo arcview: usamos o botão Add Data. Na janela Add Data, clicar na pasta Curso ArcView onde aparecerão outras sub-pastas e um ícone característico de imagem raster. Arquivos de Imagens (raster) ex: JPEG; TIF; GRID; BMP, etc) 9. Criando Pirâmides em Arquivos Raster no Arc View Por padrão, do programa ArcView, quando se dá, o preview na imagem digital no Arc Catalog ou quando se adiciona uma imagem em um mapa, e, esta imagem for maior que 1024x1024 pixels, o programa perguntará se deseja criar pirâmide. Em softwares que mantém a mesma resolução original de cada célula, dependendo da resolução em que foram digitalizadas, podem exigir maior tempo para visualização quando se dá o zoom, uma vez que ocupam maior espaço no disco. Quando se cria pirâmide visualiza-se primeiramente a imagem em baixa resolução e a medida que você dá zoom acessa áreas sucessivamente

22 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de menores e obtém-se níveis de resolução maiores, mantendo o mesmo tipo de visualização. Ao mesmo tempo no arquivo da imagem digital, um arquivo de resolução reduzida da série de dados é criado RRD- Reduced, Resolution, Datasets. Para um raster não comprimido o tamanho desse arquivo é de aproximadamente 8% da série de dados original. Em determinadas situações entretanto, um arquivo RRD pode ser maior do que o arquivo original, dependendo da técnica de compressão utilizada. Normalmente este arquivo está armazenado dentro do arquivo da imagem se o formato permitir, ou pode-se criar arquivos auxiliares ao lado da imagem. Pressione o botão YES e o programa criará a composição de três bandas para a imagem inserida. Porém, antes de aparecer a imagem a seguinte mensagem irá aparecer: transforma todos os outros dados para este sistema de coordenadas. Para que o Arc Map reconheça o sistema de coordenadas, ele deve ser definido como um arquivo.prj (criado no Arc Catalog ou importado do conjunto já existente no programa). Figura 41 mensagem de atenção Figura 42 Inserção da imagem do Município de Júlio de Castilhos Abre-se a janela informando que não encontrou informações sobre a referência espacial da imagem, portanto os dados não podem ser projetados. Para solucionar isso o Arc Map utiliza o sistema de coordenadas da primeira série de dados (primeiro layer adicionado) e

23 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Definindo o Sistema de Referência no Arc Catalog. Vamos importar da imagem retifyporto alegre.tif a referência espacial e adicionar essa referência na imagem do campus. 1- Abra o Arc Catalog; 2- Selecione o arquivo da imagem (Campus Vale.bmp). Clique na imagem com o botão do mouse direito; Figura 44- Janela de propriedades da referência espacial 5. Abrirá a janela Propriedades de Spatial Reference com as seguintes opções: Figura 43 Acessando Propriedades da Imagem no ArcCatalog 3- Selecionar Propriedades; 4- Abrirá a janela Raster Dataset Properties, mova a barra de rolagem até Spatial Reference./ Clique Edit; Figura 45 Selecionando e editando a referência espacial

24 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Tabela 1 Opções para seleção de referência espacial Select Seleciona um sistema de coordenadas pré-definido Como pode-se observar agora a figura possui uma referência espacial. Vamos novamente inserir a imagem, observe que a mensagem anterior não reaparece. Import Seleciona um sistema de coordenadas à partir de uma imagem ou arquivo antes definidos. New, modify Cria um novo e modifica um pré-existente à partir de parâmetros fornecidos pelo usuário. 6. No quadro Propriedades de Spatial Reference, selecione a opção Import; 7. A janela Browse for Dataset será aberta; 8. Abra a pasta Para georreferenciar, selecione a imagem (rectifyporto Alegre.tif) e clique Add; Figura 47 A imagem agora com referência espacial Figura 46 selecionando arquivo raster 9. Clique em Aplicar e ok para fechar a janela.

25 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Georreferenciamento Se sua imagem raster não conter nenhum sistema de coordenadas associado a ela (Coordenadas Geodésicas ou Planas Retangulares - UTM), você pode georreferenciar no Arc Map. O processo de georreferenciamento de uma imagem, definirá como os dados estão situados através de coordenadas, associando esses dados a uma posição específica na superfície terrestre. O ARC VIEW necessita de no mínimo três pontos de controle para a transformação de primeira ordem (polinômio), de seis para a de segunda ordem e 10 para a de terceira ordem. Se os coeficientes a, e b, dos polinomios são conhecidos, então os polinômios de mapeamento podem ser usados para relacionar qualquer ponto no mapa, com seu correspondente na imagem. No entanto, estes coeficientes são desconhecidos, e seus valores podem ser estimados através da identificação de conjuntos de feições sobre o mapa, as quais devem também ser identificáveis na.imagem. Estas feições, chamadas de pontos de controle no terreno devem ser bem definidas, espacialmente pequenas, podendo constituir-se de intersecções de estradas, intersecções de pistas de aeroportos, curvas de rios, feições proeminentes na linha de costa, etc. Como procedimento, são escolhidas várias destas feições (em pares-sobre o mapa e a imagem), de modo que os coeficientes do polinômio possam ser estimados pela substituição dos valores dos coeficientes do polinômio de mapeamento, para produzir o conjunto de equações. Através das equações definidas anteriormente, pode-se verificar que o número mínimo de pontos de controle requeridos para mapeamentos polinomiais de segunda ordem é seis, da mesma maneira que para polinômios de terceira ordem é dez. Na prática, escolhe-se um número muito maior de pontos de controle, os quais são avaliados usando a estimativa dos mínimos quadrados. Os pontos de controle devem ser selecionados em um número de pares que seja significativo, e eles devem estar bem distribuídos na cena, de modo a assegurar a geração de polinômios de mapeamento bastante acurados, quando da retificação de uma imagem. Entretanto, deve-se ter cuidado na escolha desses pontos e ter em mente que eles devem estar distribuídos na periferia da imagem a ser corrigida, bem como deve haver um espalhamento de pontos também no centro da imagem. A aplicação de uma transformação de primeira ordem mantém invariante o paralelismo entre as respectivas linhas da figura, mas altera a forma, pois introduz duas escalas, essa transformação atende a maioria do georreferenciamento para análises temáticas. Quanto mais elevada a ordem de transformação, mais complexa será a correção. Esses modificam a geometria da imagem de uma maneira não linear, independente das duas direções. Aqui, nem a colinearidade é mantida, isto é, a geometria fica indefinida pelo conjunto de pontos dos vértices de uma imagem. A distância entre dois pontos de ligação é o erro residual. O erro total é a soma do quadrado da média de todos os erros residuais. Resampling é o mesmo que reamostragem e é utilizado para retificação de imagem. É o processo que determina o valor do pixel na imagem retificada. O resampling no ARC View utiliza três técnicas de interpolação: vizinho mais próximo (técnica mais rápida e é apropriado para dados temáticos), atribui o valor da célula mais próxima para a célula que será transformada; bilinear e convolução cúbica (para superfícies com elevação, inclinação e fotos aéreas, adequado para imagens que necessitam ser dobradas ou curvadas). A interpolação bilinear combina o valor das quatro células mais próxima para atribuir um valor a célula transformada. Interpolação pelo método da convolução cúbica combina com as dezesseis células mais próximas. Essas duas técnicas são de intensa ou pesada computação e podem exigir mais tempo de processamento do computador. O resampling é parte do processo de georreferenciamento no Arc Map, mas também pode ser parte de uma operação de geoprocessamento para alterar o valor dos pixels no Arc Tool Box. Usa-se também a retificação quando se deseja exportar a imagem corrigida e georreferenciada para um outro software qualquer. Os formatos mais comuns para exportação são:.tif e.img.

26 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Figura 48 barra de ferramentas para georreferenciamento Entre novamente com a imagem do Campus do Vale: Figura 49 Imagem não georreferenciada georreferenciamento Dê um zoom sobre os pontos marcados na imagem abaixo, vamos atribuir a esses pontos os valores das coordenadas obtidas com GPS de navegação em campo. P , ,492 P , ,925 P , ,621 P , ,447 Observe os valores das coordenadas antes do georreferencia mento. As coordenadas foram obtidas no terreno com GPS de navegação, Datum- Córrego Alegre e Projeção- UTM. Figura 50 pontos de controle Pressione o botão Add Control Points identificado na figura abaixo: A ferramenta está habilitada, dê sucessivos zooms sobre a imagem até encontrar o ponto exato, depois clique com o botão esquerdo do mouse sobre ele em seguida com o botão direito. Figura 51 Ferramenta para adicionar pontos de controle

27 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Na janela de edição substitua os valores pelos indicados na tabela e dê OK. Erro residual Figura 52 Entrando com as coordenadas Após apertar o OK, a imagem desaparecerá da tela, pressionando o zoom geral ou o botão full extent a imagem reaparece. Você notará que no canto inferior direito os valores da barra de rolagem foram modificados após a inserção do primeiro ponto. Salva esse arquivo no formato TXT Figura 53 Tabela dos pontos de controle Erro médio ou quadratico Antes de inserir valores de P1 Após inserir valores de P1 Repita este procedimento para o P2, P3 e P4. Você pode conferir os valores do pontos atribuídos e o erro residual em : georreferencing/ view link table.

28 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Se os pontos estiverem corretamente digitados, e o erro admissível, vá na barra de ferramentas Georeferencing e pressione a opção rectify. Abre-se a janela: Figura 54 Retificando a Imagem Figura 56 Imagem registrada (georreferenciada) Seleciona o local e nome para a imagem transformada Figura 55 salvando imagem georreferenciada A imagem agora está georreferenciada e foi salva na pasta curso. Insira a nova imagem no mesmo arquivo da imagem: Rectifyjuliode castilhos.tif

29 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Para sobrepor um layer qualquer da tabela de conteúdos devese alterar a seqüência de visualização, para isso clique com o botão esquerdo do mouse sobre o nome do layer (arquivo) selecionando-o e arraste para a nova posição na tabela de conteúdos. 13. Sistema de Coordenadas Projetado (PRJ) Utiliza um sistema de coordenadas geográfico como referência e uma projeção cartográfica, que projeta o elipsóide no plano. Embora esse sistema se utilize de superfícies de apoio (cilindro cone,...) provoca determinadas distorções (em áreas, distâncias e ângulos), dependendo do tipo de representação que se queira, deve-se escolher qual sistema de projeção pode ser mais adequado para a elaboração de um mapa. 14. Cartografia Digital Figura 57 alterando posição de arquivos 12. Sistema de Coordenadas Geográfico (GCS) Definição do Sistema: Usa uma superfície esférica tridimensional para definir posições na Terra. Usa um sistema de referência espacial e valores de latitude e longitude em graus decimais ou graus minutos e segundos. Embora a latitude e longitude possam encontrar a posição exata no globo, não é o grau uma unidade de medida uniforme em todo o globo, sendo esse sistema inadequado para medidas de áreas e distâncias. Com o desenvolvimento da cartografia digital já é possível visualizar e trabalhar no computador com mais de uma fonte de dados. Hoje é possível sobrepor uma imagem com outra, dar zoom, recortar, traçar vetores, entrar diretamente com dados coletados através de GPS, e obter dados através de links da Internet. Vivemos enfim uma revolução digital que transformou muito as técnicas de elaboração de mapas. No meio digital é possível a visualização de dados em diferentes escalas, contribuindo assim com enorme gama de opções e aumentando os recursos para a elaboração de análise geográfica. Contudo é importante salientar que essa facilidade de trabalhar com imagens e dados digitais no computador, não modifica a origem e a escala em que o dado foi obtido. Por exemplo: na elaboração de um mapa temático você geralmente usa dados coletados com GPS de navegação, que a precisão dos dias atuais 5 a 15 m nos remete as escalas de 1: à 1: aproximadamente; as cartas topográfica estão disponíveis em nosso estado na escala 1:50 000; uma fotografia aérea geralmente está na escala de 1:20000 ou 1:40 000; imagens de satélite de alta resolução correspondem a uma escala entre 1:1 000 e 1:2000. Geralmente em uma análise geográfica que resulte em um mapa temático é possível trabalhar com essas fontes de dados, ressaltando que a origem dos dados será sempre a fonte original. Para trabalhos que exigem maior precisão, as fontes de dados, o georreferenciamento, e a retificação vistos até aqui, não são suficientes; métodos mais complexos de

30 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de correções de imagens (ortorretificação) e GPS de precisão (topográficos e geodésicos) e equipamentos como teodolitos e estação total devem ser utilizados. È importante que o leitor do mapa tenha em local visível as referências sobre as origens dos dados tal como data, escala e fonte. 15. Escalas feições e da distância no mapa. Se o mapa for ampliado ou reduzido, a barra de escala permanece correta. 0 1,5 3 km O comprimento da barra representa a unidade do terreno no mapa. Por exemplo, se com uma cópia do mapa o usuário mediu de 0 até 1,5 km a distância de 1 cm, pela relação pode-se calcular a escala. As representações cartográficas estão em uma relação entre as dimensões apresentadas em um mapa e seus valores reais correspondentes no terreno. A escala constitui-se desta relação (COIMBRA & TIBÚRCIO, 1998) Esta relação pode ser mostrada na forma numérica ou gráfica (DUARTE,1994) Escala Numérica: quando você finaliza um mapa você deve informar quantas unidades no terreno estão representadas no mapa. Se você faz isso na forma de texto você se utiliza da escala absoluta. Ex: escala 1: Representa no mapa Representa no terreno 1 mm mm 1 cm cm 1 feet (pé) feets (pés) 1 cm no mapa representa 1,5 km no terreno transformando km para cm 1,5 km = m = cm a escala gráfica corresponde será 1 : A vantagem da utilização da escala numérica, é que os usuários de mapas podem interpretar com todas as unidades de medida que quiserem. Um inconveniente desta escala, é que se uma cópia do mapa for duplicada em uma ou outra escala isto é, (ampliada ou reduzida) o texto da escala impresso não corresponde mais a cópia do mapa. Escala Gráfica: Uma barra de escala gráfica é uma linha ou barra dividida, geralmente nos múltiplos de unidades do mapa. As barras de escala fornecem uma indicação visual do tamanho das

31 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Arquivos Vetoriais A mesma rotina deve ser utilizada para criar novos arquivos shapefile. Selecione a opção File create/new/shapefile e no campo Name e Feature Type entre com os dados da tabela 2. Vetores são definidos matematicamente como um conjunto formado por pontos e linhas, cada um constituído de características diferentes como cor, formato, tamanho, posição, área entre outros aspectos. A vantagem de se trabalhar com arquivos vetoriais em relação aos arquivos rasters, é que no arquivo vetorial você pode editar, mover e alterar esses vetores de maneira simples facilitando a criação e manipulação do layout, enquanto que no raster, essa manipulação requer mais memória e espaço em disco e conhecimentos específicos de tratamento e edição de imagens. Exercício 4 criando novos arquivos.shp: Utilizando o ArcCatalog pode-se ainda fazer uma série de tarefas, como por exemplo: criar Layers, Metadados, novos arquivos.shp, grupo de layers, tabelas, etc... Abra o ArcCatalog e crie uma nova pasta na raiz do disco interno (C: ) do seu computador e de o nome do seu projeto. Salve os arquivos vetoriais que você criar nesta nova pasta. Figura 58 Criando arquivos shapefile Tabela 2 Características dos novos arquivos Nome do arquivo característica Residências Ponto Área polyline Traçado anel viário Polyline Arroios Polyline Vegetação Polygon Ocupação Urbana Polygon Barragem 1975 Polygon Rectify porto alegre.tif Raster

32 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Organizando a Pasta Projeto para o Mapa Final O produto final será um mapa com a extensão.mxd do ArcMap. Todos os arquivos utilizados para elaboração do mapa final devem estar organizados na pasta projeto do ArcCatalog. Ao entrar com dados externos oriundos de mídia removível, verifique se a opção somente leitura está desmarcada (com o Windows Explore, utilize o botão do mouse direito), utilize o ArcCatalog para inserção dos dados na pasta antes de inserir no ArcMap. Todos os arquivos a serem acrescentados a tabela de conteúdos do projeto devem estar localizados nesta nova pasta, principalmente os dados externos utilizados. Em seguida clique na opção EDIT para importar os dados de referência espacial da imagem rectifycampus do vale.tif como vimos inicialmente na inserção de arquivos raster. Figura 60 Adicionando todos os novos arquivos vetoriais no ArcMap Os arquivos dentro do círculo amarelo na figura 61 foram criados no ArcCatalog. Salve o arquivo poa 3 como - campus curso poa.mxd na nova pasta. Agora vamos iniciar o processo de vetorização manual na tela do computador. Adicione ao arquivo criado.mxd os novos arquivos.shp. Agora selecione na barra de ferramentas EDITOR a opção Start Editing conforme a figura abaixo e as ferramentas de vetorização serão habilitadas. Figura 59 Pasta com layers da imagem do campus do vale e carta topográfica Figura 61 Ferramentas de vetorização

33 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Quando você vetoriza um shape, observe que quando pressionar o start editing, habilita a opção target nela você deverá selecionar o tipo de feição que você vai vetorizar. Polígonos, Linhas ou Pontos. Clique sobre o ponto inicial a ser vetorizado na imagem, note que é habilitado o cursor em forma de quadrado. Clique com o mouse esquerdo para iniciar a vetorização e arraste o mouse sobre o segmento da estrada a ser vetorizada conforme o exemplo abaixo e assim sucessivamente até o final do trajeto quando você deverá clicar com o mouse direito e selecionar a opção finish sketch. O traçado adquire a cor azul em destaque na figura. EXERCÍCIO 5 Edição vetorial O Display (ao lado esquerdo da tela) mostra os layers inseridos, e como os mesmos estão editados, esta configuração é padrão do programa. Figura 63 Visualizando os símbolos dos layers no ArcMap Figura 62 Concluindo a vetorização Feito isto, clique no Editor na barra de ferramentas, selecione a opção save edit e stop edit. Repita o mesmo procedimento também para as linhas e polígonos dos arquivos criados no ArcCatalog na pasta Curso. Para editar o vetor com cor, tamanho e símbolos diferentes do padrão do programa temos que selecionar o arquivo pelo nome no display e com o botão direito clicar em propriedades.

34 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Figura 65 Edição Fonte Figura 66 Selecionando símbolo e cor Figura 64 Editando vetores Selecione a opção symbology para editar a cor do polígono, a largura do contorno do mesmo e o tamanho da letra. Nesta janela você tem a opção também de editar o nome que você quer que conste na legenda bem como, a descrição do layer. Se você clicar com o botão esquerdo no símbolo do layer aparecerá imediatamente a janela de edição do mesmo como nas figuras a seguir.

35 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Isto permite que você selecione diferentes formatos para exibição do layer no mapa, inclusive com categorias padronizadas internacionalmente que são encontradas na opção More symbols. Você poderá definir sua própria paleta de cores no color selector. Figura 69 Definindo as cores No exemplo temos a barragem editada com diferentes cores, dimensões de bordas e hachuras de categorias distintas. Figura 67 Prévia da edição dos arquivos Figura 70 Editando a barragem Figura 68 Acessando a paleta de cores

36 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de As múltiplas opções de símbolos possibilitam a aplicação em diferentes áreas. computador e salva em.dxf. Em seguida foi inserida no ArcCatalog e depois visualizada no ArcMap. Figura 72 Inserção de trilha com o GPS Figura 71 Escolha de símbolos por categoria Além da vetorização na tela você também pode inserir arquivos vetoriais nos formatos reconhecidos pelo ArcView (.dxf,.shp) e editálos. Também com o auxílio de um programa de transferência você pode inserir dados coletados em campo com o GPS. Você pode abrir arquivos em diferentes formatos com a opção add data. Um dos programas que permite a transferência de dados do GPS para o computador é o GTMPRO. Com ele também é possível salvar no formato.shp que é o formato proprietário do ArcView ou em.dxf que é o formato proprietário de transferência do AutoCad para dados vetoriais. Veja na figura ao lado os vetores do tipo linha grossa eram originalmente trilha coletada por GPS, foi transferida para o 18 - Trabalhando Com Elementos Do Mapa Neste exercício, você adicionará elementos adicionais ao mapa para completar seu layout e imprimi-lo. Figura 73 Seqüência atual do trabalho e mapa temático sendo elaborado

37 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Impressão Quando se entra em visualização nodo layout a barra de ferramenta de layouts torna-se ativa. No ARCMAP os arquivos são abertos e normalmente observados na tela de visualização. Mas, esses dados também podem ser visualizados na tela de layout que fornece uma visão de como as informações serão impressas. Vermelho - Visualização modo layout - impressão Azul Visualização normal das informações Figura 75 Barra de ferramentas lay-out (ativa) Figura 74 Modos de visualização

38 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Um template (modelo) é um documento pré-definido que permite ao usuário criar um novo mapa. Os modelos contém informações personalizados e um layout pré-definido para os elementos constituintes do mapa (norte, escala, logotipo,etc.). Click no ícone change layout, selecione o modelo que melhor se adequara a situação. O ARCMAP usa como padrão um modelo simples de layout de página, contando basicamente de um frame em branco. Porém, existem vários modelos disponíveis para uso ou podendo ser criada pelo usuário. Figura 76 Seleção de modelos Exercício 6 Para o desenvolvimento do exercício desta rotina vamos utilizar todos os arquivos até agora manipulados. 4. Após a escolha, seu dados serão adequados ao modelo e cabe a você editar as informações que se fazem necessária como: Editar textos ou títulos duplo click sobre a inscrição e vai abrir uma janela de dialogo para corrigir texto ou escrever novo texto. 1. Abrir todos os arquivos utilizados e gerados nos exercícios anteriores. 2. Escolher os arquivos que vaio compor o mapa que deverá representar o Campus do Vale com sua estrutura e acessos. 3. No primeiro momento vamos utilizar um layout pré-defino. Após a seleção dos arquivos que vão fazer parte do mapa, selecione o módulo layout.

39 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Caso queira inserir novo texto : Inserir ou modificar titulo. 5. Uma vez feitas todas as modificações e inclusões no layout é necessário gerar a grade (grid) de coordenada. Para gera a grade é necessário seguir os passos a baixo e preenche as informações da janela de dialogo: Inserir ou modificar legenda. Inserir ou modificar norte. Properties Inserir ou modificar escala. Inserir ou modificar logotipo ou Figura 77 Menu Insert Inserir Objeto de outros softwares. Inserir ou modificar Escala Figura 78 Gerando o Grid Na janela de dialogo é necessário seleciona as informações conforme as informações que estão compondo o mapa e a melhor visualização para o mapa. Todas essa rotinas do menu Insert são fundamentais para modificar ou criar um layout.

40 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Para este exercício configurre - passo a passo estas opções. 6. Crie um novo layout sem utilizar os pré-definidos. Nesta situação antes de ativar o modulo de visualização layout você deve configurar a página para impressão e depois ir para o layout. 19. Exportação de layout Uma vez que o layout estiver pronto ele pode ser exportando. Figura 80 Exportação de layout Formatos que podem ser exportados os layouts: Figura 79 Configuração de página para impressão Para inserir os demais componentes do mapa seguir os passos do exercício anterior quando elaboramos um mapa com layout prédefinido. Figura 81 Formatos para exportação de layout

41 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Manipulação de Tabelas O s arquivos gerados e manipulados no ARCGIS tem como parte integrante de sua constituição uma tabela (.dbf) onde está armazenado todas as informações referente ao arquivo quer sejam nativa ou inserida de alguma forma. Para visualizar a tabela de um arquivo devemos selecionar o layer e clicar com o botão da direta abrindo uma janela com o comando open attibute table. Para adicionar uma coluna basta abrir a tabela e clicar sobre a opção options no final da tabela que abrira uma janela com a opção para adicionar campo (add field). Figura 84 Adicionando campo na tabela Figura 82 Tabela de Atributos do arquivo selecionado Podemos alterar as informações na tabela campo a campo a partir desta estar em modulo de edição. Para editar uma tabela é necessário utilizar a barra de ferramenta EDITOR Para excluirmos uma coluna na tabela é necessário selecionar a coluna a ser excluída e clicar com o botão direito do mouse, abrirá uma janela com varia informações selecione deletar campo (delet field). Figura 83 Deletando colunas ou linhas Ao clicar no início da edição (start editing) esta função vai permitir a modificação dos campos da tabela. Figura 85 alterando dados da tabela de atributos do arquivo

42 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Depois de estar em modulo de edição o campo pode ser alterado clicando no campo que se deseja editar. As manipulações da lista anterior são permitidas na tabela que está associada ao arquivo. Mas, se o usuário tiver uma informação em uma outra tabela (cvs, txt, xls ou dbf) independente, sem vinculo com o arquivo, é possível associá-la ao vetor através da junção de tabelas. Para que se possa unir as tabelas é necessário que as duas tenham um campo idêntico, ou seja, um campo chamado chave que possa servir para identificar as informações entre as tabelas e que seja correspondente a feição associada. No ARCMAP utiliza-se a função join para fazer este linck entre tabelas. Para ativá-la é preciso seleciona o layer que se deseja realizar a junção e clicar com o botão da direita, isso abrirá a janela a seguir: Figura 86 alternado os dados da tabela Após efetuar as mudanças é necessário salvar a edição (save) e depois finalizar a edição (stop). Figura 88 União de tabelas Ao selecionar a função join abrirá a janela acima que deverá ser preenchida conforme as informações necessária. Figura 87 Finalizando a edição da tabela de atributos

43 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Ao se associar a tabela encolhida e o critério de junção e só clicar em ok. 2.Visualize a tabela do arquivo.sph. Observes os campos existentes nela. 3. Remova todas as colunas com campos zerados. 4. Adicione uma coluna com nome. 5. Editar e preencher os campos da tabela que estão no quadro. Salvar a edição e finalizara a edição. 6. Linck a tabela.dbf a tabela.dbf que parte integrante do arquivo prédio. Será realizado simultaneamente com o instrutor. Figura 89 Janela de diálogo O arquivo ao qual foi unida a nova informação não vai muda graficamente, mas vai ter uma carga maior de dados na sua tabela que poderá ser permanente ou não. Exercício 7 Vamos abrir o ARCMAP e adicionar o arquivo.sph e a tabela.dbf. 1. No primeiro momento vamos manipular somente as informações da tabela associada ao arquivo prédios. Para isso será utilizadas as rotinas vistas anteriormente na manipulação de tabelas.

44 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Consulta espacial A consulta espacial tem como objetivo encontrar objetos que satisfazem a determinadas condições impostas tanto pelo usuário, quanto por fatores externos (modelo, situação ou cenário). Um procedimento comum ao lidar com informações espaciais, consiste primeiramente em selecionar os objetos que satisfaçam a estas condições, para em seguida realizar operações sobre estes objetos, como recuperar informações a respeito deles, convertê-los a um novo layer ou shapefile, ou ainda realizar operações geométricas como união e intersecção, quando em modo de edição. A consulta espacial pode ser efetuada interativamente, onde o usuário vai indicando com o mouse os objetos que satisfazem a determinada condição, e através de uma consulta por atributos, onde por meio de expressões SQL (uma linguagem padrão de consultas a banco de dados) o usuário constrói a expressão que irá selecionar os dados Seleção interativa Figura 90 Sintaxe SQL 21.3 Seleção por atributos Usando-se o construtor de expressões é possível estabelecer condições simples ou complexas para a seleção dos dados. Para selecionar interativamente um objeto (isto é, indicando com o mouse) é necessário primeiro saber se o layer ao qual pertence o objeto é selecionável Sintaxe SQL Para construir expressões usando a sintaxe SQL (Structured Query Language, ou linguagem estruturada de consultas) é necessário que o usuário seja sempre bastante explícito naquilo que ele deseja. Por uma questão de formalidade é importante dizer que as expressões utilizadas no ArcGIS não são SQL, mas bastante semelhantes. Você pode ver exemplos de expressões usadas no ArcGIS em seleção por atributos. Figura 91 Seleção por atibutos

45 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Operações no software sobre o mapa 22.1 Análise Espacial Operações com BUFFER As operações utilizando BUFFER são as mais simples e freqüentemente utilizadas. Desta forma é necessário definir o que um é BUFFER é uma feição criada para representar uma distância uniforme em volta de um determinado feição (objeto). Esse tipo de analise é comumente utilizado para delimitação der áreas em torno de determinada feição, podendo ser um polígono única ou divida em distância proporcionais. Pode ser utilizado para geração de APPs (Áreas de proteção permanente) de recursos hídricos, área de proteção ao longo de rodovias, área de influencia ou abrangência de determinado estabelecimento entre outras possibilidades. Para gerar um BUFFER é necessário selecionar a feição (objeto) no qual se deseja criar essa informação à distância e a forma como ela será apresentada. Dependendo da escolha da forma de representação, da quantidade de objetos e da proximidade das feições a ser em analisado os BUFFERS podem ser sobrepostos. No exercício 8 a seguir vamos criar um BUFFER de m em torno dos. O exercício envolve a criação de arquivos independente com diferentes formas de acordo com a opção escolhida. Arquivos Adicionados 1 - Abra o ARCMAP e adicione os arquivos vetoriais:.shp.shp. Figura 92 Adicionando arquivos

46 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Depois de adicionar os arquivos é necessário verificar se a Caixa de Ferramentas ARCTOOLBOX está ativada. Caso não esteja é necessário ativar clicado sobre o ícone. 4. Para executar a operação de BUFFER, o usuário deve selecionar a seguinte seqüência de ferramentas Analysis Tools Proximity Buffer. Para ativar a ferramenta Buffer é preciso dar um duplo click. E com isso abrirá uma janela de dialogo que será preenchida como segue: Figura 93 Caixa de ferramentas do Arctoolbox 3. Verificar se foi especificado a unidade de medida do mapa. Figura 95 Janela de Diálogo para definição de Buffer 5. Temos como resultado um arquivo com uma única linha devido termos marcado a caixa para dissolver all, ou seja todas as linhas internas. Caso não seja marcada esta opção, o arquivo será composto por varias linhas superpostas. Para gerar um arquivo com essa forma repita a rotina e selecione none no lugar de all. Figura 94 Janela de Propriedades do layer

47 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Operações por OVERLAY Um duplo click na rotina Union e abrirá uma caixa de dialogo. Essa caixa será preenchida como segue: As operações por overlay permitem identificar áreas onde feições (objetos) pertencentes a dois layers se sobrepõem. Temos dois tipos de overlay: overlay por união e overlay por interseção. No overlay por união, todos as feições envolvidas no processo são incluídas no novo conjunto de dados, enquanto que por interseção somente as áreas sobre postas são incluídas no novo conjunto de dados. No exercício a seguir vamos trabalhar com overlay por união. O usuário vai trabalhar com os arquivos do exercício anterior, inclusive o arquivo gerado pela aplicação de buffer nos (dissolvido) e também vamos gerar um novo arquivo através da rotina buffer. 1. Para gerar o arquivo do buffer das você deve utilizar as rotina do exercício anterior e o arqui de.shp. Gerar um buffer de 20metros das sem dissolver as linhas. Internas. 2. Após geração do arquivo vamos executar a rotina overley por união. Para tanto, o usuário devera executar os seguintes passos: Analysis Tools Overlay Union. Figura 96 Caixa de diálogo do Union Selecionar ok. É importante ressaltar que na opção Input Feature reque que o usuário selecione os arquivos que participarão da aplicação da rotina. O primeiro arquivo selecionado é o que sofrerá as alterações, ou seja, sofre o processo de overlay por união. 2. Arquivo resultante: 3. Figura 97 Overlay por União

48 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Operação com CLIP Ao realizarmos um trabalho, por vezes, os dados disponíveis são maiores que á área de interesse. Assim faz-se necessário cortar as informações no tamanho da área de interesse. Para tanto é necessário ter um layer ou arquivo com a mascara da área de interesse. buffer.shp, buffer.shp e buffer_union.shp 2. Para acessar a rotina CLIP é necessário ir para Analysis Tools Extract Clip. Para ativar a rotina clip dê duplo click e abrirá a janela de dialogo. Esta janela será ser preenchida como segue: Arquivo da área de interesse Máscara.. Figura 98 Máscara da área de interesse Exercício: Neste exercício a área de interesse é o layer gerado pelos 500m de buffer dos com as linhas dissolvidas. Desta forma não será necessário criar um arquivo com a área de interesse (máscara) pois este arquivo já foi criado anteriormente (exercício com buffer). Selecionar Ok Figura 99 Rotinas para recorte de arquivos no ArcTollbox 1. Os arquivos utilizados nesse exercício são:.sph,.

49 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Arquivo resultante do clip das vias.shp. Arquivo gerado. Após instalar o Xtools e iniciar o ArcMap, temos que habilitar o XTools. Para ativar seguir os passos a baixo: Figura 100 Arquivo gerado 3º Marque no quadrado do xtools para ativar a barra de ferramentas para cálculo de área. 4 Cálculo de áreas Para calcular áreas e perímetros de polígonos no ArcGIS, você deverá utilizar a extensão XTools, que permite trabalhar demodo prático o cálculo de áreas e perímetros. Está extensão não vem com o software, mas pode ser baixada direto da interne Figura 102 Janela Extension do Menu Tools Após ativar o Xtools aparecerá a seguinte barra de ferramentas: t. 1º Clicar em Tools Figura 103 Barra de ferramentas Xtools 2º Duplo click em Extension e abrirá a janela ao lado. Figura 101 Menu Tools

50 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de projeção será utilizada para o cálculo (geográfica, UTM, etc.), o valor exibido dependerá de qual foi o sistema escolhido. Arquiv o de entrada Escolher a projeção desejada Para calcular as áreas e perímetros dos polígonos de um determinado shape, adicione-o à área de trabalho. Selecionar a unidade de medidas desejada Figura 105 janela para seleção de parâmetros Figura 104 Janela de opções do Xtools Ao clicar abre a janela Calculate Tool, onde você escolherá o layer, os parâmetros que serão calculados e, se necessário, qual a

51 Curso Básico de GPS, Cartografia e SIG Setembro de Referências Bibliográficas NIEVINSK, F. G., Curso de Introdução ao ArcView 8. Apostila, UFRGS Geodésia, Abril de BRASIL,. Noções básicas de cartografia. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE, acesso em 01/09/2005. ESRI, Getting to know ArcView GIS Published by, ENVI. Guia do Envi. < acesso em 01/09/2005. University of Arkansas Libraries, Tutorial. < DIAS, S.O., Curso de ArcMap 9. Porto Alegre, DUARTE, P.A. Fundamentos de Cartografia. Florianópolis; Ed. da UFSC, p. BAKKER, M.P.R., Noções Básicas de Cartografia. DH 21-1 COIMBRA, P. et all, Geografia: Uma análise do espaço geográfico. Ed. HARBRAS. 417 p.