UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA Faculdade de Ciências e Tecnologia Campus de Presidente Prudente

Transcrição

1 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA Faculdade de Ciências e Tecnologia Campus de Presidente Prudente Minicurso de SPRING Profa. Adj. Arlete Meneguette Departamento de Cartografia arlete@fct.unesp.br Aquisição de dados matriciais O IBGE realizou a digitalização das folhas topográficas, empregando scanner de grande formato. Foram gerados arquivos TIF e JPG. No caso dos arquivos TIF, foi feita a separação por cores, onde cada cor apresenta um conjunto de informações. Na camada em preto são mostrados quadriculado, reticulado, localidades, estradas, topônimos e demais textos, na camada em sépia é mostrada a altimetria ( composta por curvas de nível e pontos cotados), na camada em verde é mostrada a vegetação, na camada em vermelho são mostradas as rodovias (pavimentadas e em pavimentação) e na camada em azul é mostrada a hidrografia (composta por rios e outros corpos d água). O IBGE gerou um conjunto de arquivos TIF para cada folha topográfica, associados com cada cor, sendo indicado az para azul, pr para preto, sp para sépia, vd para verde e vm para vermelho No Tutorial anterior você salvou o arquivo SF-22-Y-B-III-1.jpg, na pasta C:/Minicurso. O arquivo agora pode ser aberto no Microsoft Office Picture Manager e suas propriedades podem ser exibidas, sendo possível notar que a resolução horizontal e vertical é de 150 ppp (ou seja, 150 pontos por polegada). Sabe-se que uma polegada mede 2.54 cm. Portanto: 150 pixels cm 1 pixel d cm Sendo assim: d = 0, cm Por outro lado, a folha topográfica do IBGE foi publicada na escala 1:50000 (1 cm no mapa corresponde a 500 metros no terreno). Desta forma: 1 cm m cm d cm Ou seja, o tamanho do pixel, em x e em y, é: d = 8.46 m Caso o aplicativo Microsoft Office Picture Manager seja utilizado para converter o formato do arquivo JPG em TIF, clique em Arquivo, selecione a opção Exportar e escolha o formato TIF. Armazene o arquivo como SF-22-Y-B-III-1.tif em C:/Minicurso. O arquivo TIF ocupa muito mais espaço em disco do que o arquivo JPG, como pode ser visto a seguir: Conversão de formato de dados matriciais utilizando o IMPIMA O arquivo JPG capturado no site do IBGE e exportado como TIF não está georreferenciado (não se trata de um arquivo GeoTIF). Para realizar o procedimento de registro, no SPRING, é necessário inicialmente converter o formato de TIF para SPG. Para tanto, executar o IMPIMA, módulo integrante do SPRING. 15

2 Clique em para abrir o arquivo SF-22-Y-III-1.tif, da pasta C:/Minicurso. Em Parâmetros da Imagem de Entrada, observe que automaticamente aparece que a imagem tem 3510 colunas e 4388 linhas. Em Tamanho do pixel, digite a resolução em x e y, como 8.46 (usar ponto e não vírgula). Em Bandas clique em 1 e no ícone que indica Desenhar. O IMPIMA iniciará a leitura do arquivo, o qual será exibido em versão reduzida para se ajustar ao tamanho da tela. Observe que, apesar de originalmente mostrada com cores, a imagem no IMPIMA aparece em tons de cinza porque somente uma banda é mostrada de cada vez. A banda 1 é mostrada na figura abaixo. Em Bandas clique em 2 e em Desenhar reduzida. Em Bandas clique em 3 e em Desenhar reduzida.. O IMPIMA exibirá a segunda banda em versão. O IMPIMA exibirá a terceira banda em versão Em Parâmetros da Imagem de Saída, observe que alguns campos são automaticamente preenchidos, mas podem ser alterados, se necessário. Não se recomenda salvar toda a imagem neste momento, pois o arquivo mostraria uma área muito maior do que a necessária para este protótipo. Para recortar apenas o trecho no entorno da FCT/Unesp, altere os parâmetros da imagem de saída do recorte a ser efetuado: X1 = 1064 Y1 = 1582 X2 = 1615 Y2 = 2107 Tendo digitado os parâmetros da sub-imagem desejada, clique em Desenhar. Ainda em Parâmetros da Imagem de Saída, clique no número que identifica as 3 bandas, para indicar que o recorte deverá ser feito em todas elas da mesma maneira. O valor da Amostragem deverá ser mantido como 1 para não haver subamostragem. 16

3 Clique em Salvar para armazenar o arquivo como Recorte.SPG na pasta C:/Minicurso. Saia do IMPIMA. Planejamento para o Registro de Imagens A fim de implementar um Banco de Dados Georreferenciados para o entorno da FCT/Unesp Campus de Presidente Prudente, foi feita a aquisição de dados vetoriais e matriciais. Os dados vetoriais foram obtidos no site do IBGE originalmente no formato DGN, tendo sido convertidos, neste Minicurso de SPRING, para DXFDWG antes da importação no SPRING. Os dados matriciais, obtidos no site do IBGE originalmente no formato JPG, foram convertidos para TIF e depois para SPG (que é aceito pelo SPRING). Cabe ressaltar que o SPRING permite a importação de arquivos TIF e GEOTIF, mas a conversão de formato foi necessária, pois o arquivo disponibilizado pelo IBGE não está georreferenciado. O SPRING possibilita a realização de registro de imagens em três modos: mesa, teclado e tela. Neste item será demonstrado como realizar o registro modo teclado de um trecho da folha topográfica (cujo arquivo foi denominado Recorte.SPG), utilizando pontos de controle do quadriculado UTM. Tanto o mapa colorido quanto os dados vetoriais estão referenciados ao Sistema de Projeção UTM e ao Datum Córrego Alegre. A imagem exibida a seguir foi extraída do trecho da folha topográfica, em sua versão colorida. Nela aparecem 9 pontos (PT1 a PT9) localizados nas interseções de linhas que correspondem às coordenadas UTM anotadas nas margens da folha topográfica. O PT9 é o ponto central no encontro das 4 quadrículas. Na tabela é mostrada uma pequena imagem de referência de cada ponto na folha topográfica. Essa iniciativa visa facilitar a identificação e a revisita dos pontos no processo de controle de qualidade. Os pontos de controle sugeridos são: PT1, PT2, PT3, PT4 e PT9, que representam nossa área de estudo, tendo uma boa localização e uma boa distribuição. Os demais pontos podem ser utilizados como pontos de teste, ou seja, aqueles pontos que não são considerados no cálculo dos parâmetros de transformação, mas podem oferecer uma estimativa da qualidade do registro efetuado. 17

4 PT3 PT7 PT2 PT5 PT6 PT1 PT8 PT4 As Coordenadas UTM dos 9 pontos (PT1 a PT9), lidas na folha topográfica SF-22-Y-B-III-1, são mostradas na tabela a seguir. Ponto na Folha Topográfica do IBGE Coords UTM (CA) Lidas no mapa Ponto No. SF-22-Y-B-III-1 E (m) N (m) PT PT PT PT PT PT PT PT PT

5 Criação de nova Categoria Retorne para o SPRING para darmos continuidade à implementação do nosso Banco de Dados Georreferenciados Cartogeo e ao Projeto Prudente_UTM_CAlegre. A partir do menu principal, clique em Arquivo e escolha Modelo de Dados ou clique no ícone. Em nome digite IBGE. Em modelo escolha a opção Imagem. Clique em Criar e depois em Executar. Clique em Fechar. Registro de Imagens Estando ativado o Projeto Prudente_UTM_CAlegre, exiba e ative o PI Quadriculado da Categoria Coordenadas, como linhas. Selecione a opção Planas no canto superior direito da tela, para exibir as coordenadas UTM no rodapé da tela. A partir do menu principal do SPRING, clique em Arquivo e escolha Registro. Duas janelas flutuantes são exibidas, uma das janelas é a de Registro de Imagem e a outra é uma Tela Auxiliar. Na janela de Registro de Imagem é possível escolher o modo de registro: mesa, tela e teclado. Escolha modo teclado. Em Coordenadas de Referência escolha Planas. Em Hemisfério clique em S para indicar Sul. Mantenha o grau do Polinômio igual a 1 (que tem 3 coeficientes). Três pontos de controle é a quantidade mínima de pontos para fazer o registro empregando o polinômio de primeiro grau, apesar de 19

6 ser recomendado pelo menos 4 e preferencialmente 6. É importante ressaltar que, para solucionar as 3 incógnitas são necessários no mínimo 3 pontos de coordenadas planas (E,N) conhecidas. Neste tutorial utilizaremos 5 pontos de controle para fazer uma demonstração. Na mesma janela Registro de Imagem, em Seleção dos Dados de Ajuste, clique em Imagem, o que fará com que uma nova janela seja exibida para você selecionar a imagem a ser registrada. Clique em Diretório para escolher a pasta C:/Minicurso onde foi salvo o arquivo Recorte.spg. Clique sobre o nome do arquivo e depois clique em Selecionar. Em Visualização clique no nome da banda B1 e escolha R (para Red), clique em B2 e escolha G (para Green), finalmente clique em B3 e associe com B (para Blue), respectivamente, para exibir a imagem colorida. Note que uma outra janela denominada Auxiliar. Clique no ícone Desenhar na tela auxiliar para exibir a imagem 20

7 Na janela Registro de Imagens em Pontos de Controle você vai agora inserir os nomes dos pontos de controle, um a um. Sendo assim, digite PT1, que é o nome do primeiro ponto de controle que será utilizado no registro modo teclado. Clique em Criar. Aparecerá um aviso solicitando que você digite as coordenadas de referência. Clique em OK. Adotando os dados fornecidos na tabela elaborada no planejamento do registro, digite as coordenadas de PT1 (cruzamento das linhas do quadriculado UTM, onde E = e N = ). 21

8 Clique em Aplicar. Uma cruz será exibida na tela principal no canto inferior esquerdo da nossa área de estudo, juntamente com o nome do ponto (local destacado na figura a seguir). Na janela Auxiliar também será exibida uma cruz e o nome do ponto criado (PT1), mas a localização do ponto é o centro da imagem (local destacado na figura a seguir). Clique na cruz, usando o botão esquerdo do mouse, e arraste para as proximidades do canto inferior esquerdo da imagem na tela, onde PT1 deverá ser posicionado na interseção das linhas do quadriculado representado no mapa que mostra as linhas coloridas (local destacado na figura a seguir). 22

9 Amplie a imagem e desloque o ponto o quanto for necessário até que a posição seja a mais correta possível. Para tanto, clique sobre a cruz verde e arraste-a usando o botão esquerdo do mouse (local destacado na figura a seguir). Na janela Registro clique sobre o nome do ponto PT1, que aparecerá em destaque. Suas coordenadas serão exibidas (E e N, em metros). Se necessário, mova o ponto até que fique na posição correta e as coordenadas se aproximem ao máximo do que foi planejado. Em geral, há uma pequena discrepância em uma ou nas duas coordenadas. Na figura a seguir é possível verificar que embora as coordenadas E e N praticamente coincidam com o valor planejado, há uma pequenina diferença. 23

10 Clique em Salvar para armazenar a posição do primeiro ponto do registro. Um aviso será exibido informando que o número de pontos de controle selecionados foi insuficiente. Clique em OK. Antes de criar um novo ponto, clicar no ícone na janela Auxiliar, para recompor a imagem para a aparência originalmente mostrada antes da aplicação de zoom. Crie o segundo ponto, denominado PT2. Observe na tabela apresentada anteriormente: E = e N = Siga o mesmo procedimento descrito para PT1. Observe que a localização de PT2 é mostrada na tela principal do SPRING como uma cruz verde localizada no canto superior direito da nossa área de estudo (local destacado na figura a seguir). Observe que PT2 já é mostrado aproximadamente no local correto na tela auxiliar. 24

11 Aplique zoom e mova a posição do ponto o quanto for necessário. Lembre-se de Salvar PT2. Antes de criar um novo ponto, clique no ícone tanto na tela principal do SPRING quanto na janela auxiliar, para recompor a imagem para a aparência originalmente mostrada antes da aplicação de zoom. Crie o ponto PT3, como descrito anteriormente para os dois outros pontos, lembrando que E = e N =

12 Note que a cruz verde é posicionada no localcorreto na tela principal do SPRING. A cruz verde também é exibida na janela Auxiliar nas proximidades do canto superior esquerdo da nossa área de estudo. 26

13 Amplie a imagem para posicionar PT3 corretamente e depois cliquem em Aplicar. Salve o ponto PT3. Antes de criar um novo ponto, clique no ícone tanto na tela principal do SPRING quanto na janela Auxiliar. Finalmente, crie o PT4 com E = e N = Note que, assim como ocorreu com os outros pontos, a cruz é posicionada, automaticamente, bem próxima ao local esperado. Mesmo assim, é recomendável ampliar a imagem e mover o ponto até a interseção das linhas do quadriculado UTM representadas no mapa. Simultaneamente, as posições dos pontos aparecem na tela principal do SPRING. 27

14 Ao final do procedimento, salve a posição do ponto PT4. Como ocorreu para todos os pontos, um aviso será exibido informando que o número de pontos de controle selecionados foi insuficiente. Clicar em OK. Na janela Registro de Imagens crie mais um ponto: PT9, localizado no centro da nossa área de estudo, considerando E = e N = (conforme tabela mostrada anteriormente). Salve o ponto PT9. Na janela Registro de Imagem clique em Selecionar Todos. Na figura a seguir é possível verificar a localização e distribuição dos pontos de controle (PT1 a PT9). Note que é exibido o erro dos pontos de controle (na figura abaixo consta um erro de pixel, ou seja, cerca de 2.12 metros no terreno, pois a resolução da imagem é de 8.46 metros). Como não há abundância de pontos nenhum foi escolhido como ponto de teste, motivo pelo qual o erro aparece zerado. 28

15 Para demonstrar como seria o resultado do registro usando tanto pontos de controle quanto pontos de teste, acione a janela Registro de Imagem. Cliquem em Deselecionar Todos e depois clique em Selecionar.Clique somente nos nomes dos pontos PT1 a PT4 para considerá-los como pontos de controle. Como o ponto PT9 não foi selecionado para o cálculo dos parâmetros de transformação ele passa a ser considerado como ponto de teste. Agora é possível verificar o erro dos pontos de teste (0.570 pixel, ou seja, 4.82 metros). O erro dos 4 pontos de controle consta como pixel, ou seja, cerca de 1.03 metros. A figura abaixo mostra a distribuição dos 4 pontos de controle (mostrados com cruzes em verde) e do ponto de teste (mostrado com a cruz em alaranjado). Tendo selecionado somente os pontos PT1 a PT4 como pontos de controle, clique em Salvar para armazenar o resultado do registro. Feche a janela de Registro de Imagens e a tela Auxiliar. De volta à tela principal do SPRING, desligue os PIs exibidos anteriormente, clicando duas vezes sobre o nome da Categoria Coordenadas. Recomponha a tela principal. 29