LABORATÓRIOS DIDÁTICOS DE GEOPROCESSAMENTO Sistemas de Informações Geográficas Modelos Digitais de Elevação o SRTM o MDE a partir de curvas de nível Geração de Declividade Álgebra de Mapas (Zonal) Elaboração: Mariana Abrantes Giannotti Diego Bogado Tomasiello Colaboração: Juliana Siqueira Gay Nuno Graça 2º Semestre de 2017
Objetivos de Aprendizagem Se familiarizar com Modelos Digitais de Elevação. Gerar Modelos Digitais de Elevação a partir de curvas de nível. Gerar Modelo de Declividade a partir de MDE. Cruzar espacialmente dados para identificar áreas de risco em favelas. Identificar e corrigir problemas topológicos. Aplicar ferramentas para álgebra de mapas de estatística zonal Exercício: Distrito de Brasilândia (zona norte de São Paulo). Softwares: ArcGIS (desenvolvido pela ESRI) Etapa 1: Abrir dados vetoriais de áreas de risco geológico e favelas Para abrir as bases de dados vetoriais de risco geológico e favelas: 1. Abra o ArcMap. 2. Clique sobre o botão adicionar dados. 2
3. Abrir o arquivo no Folder Connection e conectar à pasta no diretório (E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\) para abrir os arquivos. Etapa 2: Modelo Digital de Elevação SRTM 4. Para abrir o modelo digital de elevação SRTM, clique sobre (adicionar dados) e selecione a camada SRTM_Brasilandia no diretório (E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\). 5. Observe que dentro da Table of Contents, a camada SRTM_Brasilandia apresenta o valor mínimo e o valor máximo das cotas da área de estudo (respectivamente 738 m e 1.221 m) (Figura 1). 6. Selecione a ferramenta Identifier através do botão, e clique sobre algum local do SRTM_Brasilandia. 7. Observe que a coluna Pixel value apresenta a cota do pixel selecionado (Figura 2). Etapa 3: Gerar Modelo Digital do Terreno a partir de curvas de nível 8. Para gerar o modelo digital do terreno, clique sobre (adicionar dados) e selecione a camada Curvas_MDC_Brasilandia no diretório (E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\). 9. Acesse a ferramenta Create TIN (arctoolbox) (3D Analyst Tools -> Data Management -> TIN -> Create TIN). 10. Dentro da ferramenta Create TIN, indique como saída dos dados a pasta (E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\), denomine o arquivo de saída com o nome TIN_Brasilandia, aponte no campo Input Feature Class a camada Curvas_MDC_Brasilandia, em Height_Field aponte o campo ISOVALOR e execute a ferramenta. 3
11. A camada TIN_Brasilandia será adicionada automaticamente na área de trabalho do ArcMap 12. Deverá ser criado um geodatabase na pasta (E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\). Para isso, clique sobre o botão Catalog, que fica localizado próximo ao menu principal do ArcMap. 13. Após clicar sobre o botão Catalog, acesse o diretório: E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\). Após acessar o diretório, clique com o botão direito sobre a pasta Dados e escolha a opção New -> File Geodatabase (Figura 3). 14. Após criar o geodatabase, renomeie-o para TIN. Para isso, basta clicar com o botão direito sobre o geodatabase e escolher a opção Rename. 15. Acesse a ferramenta TIN to Raster (arctoolbox) (3D Analyst Tools -> Conversion -> From TIN -> TIN to Raster) 16. Dentro da ferramenta TIN to Raster, aponte como Input TIN a camada TIN_Brasilandia, na opção Output Raster salve a camada com o nome MDT_MDC_Brasilandia dentro do geodatabase TIN (E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\) e na opção Output Data Type selecione a opção INT. Clique OK. 17. Após o processamento, o modelo digital de elevação será adicionado automaticamente na tabela de conteúdo com simbologia padrão gerada pelo software (Figura 4). 18. Para que o modelo digital de elevação tenha os mesmos limites do distrito de Brasilandia, ele deverá ser recortado de acordo com a camada Distrito_Brasilandia (E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\). Para isso, deverá ser acessada a ferramenta Extract by Mask (Spatial Analyst Tools -> Extraction -> Extract by Mask) do arctoolbox (Figura 5). 19. Acessada a ferramenta Extract by Mask, deverá ser apontado como dado de entrada a camada MDT_MDC_Brasilandia, como mascara a camada Distrito_Brasilandia e como arquivo de saída aponte o geodatabase TIN e nomeie a camada como MDT_MDC_Brasilandia_recorte. Finalizada a configuração, basta clicar em OK (Figura 6). 4
20. Executada a ferramenta Extract by Mask, o Modelo Digital de Elevação será adicionado na Table of Content (Figura 7). Etapa 4: Gerar Modelo de Declividade a partir de MDT 21. Criado o modelo digital de elevação a partir das curvas de nível, deverá ser gerado o modelo de declividade. Para isso, deverá ser acessada a ferramenta Slope (Spatial Analyst Tools -> Surface -> Slope). 22. Acessada a ferramenta Slope, a camada MDT_MDC_Brasilandia_recorte deverá ser apontada como entrada, e como arquivo de saída aponte o geodatabase TIN e nomeie a camada como Slope_MDC_Brasilandia_recorte, a unidade de medida definida para degree (graus) e, por último, o fator de elevação definido como 1 (Figura 8). 23. Como resultado, a camada de declividade Slope_MDC_Brasilandia_recorte será adicionada na área de trabalho (Figura 9). 24. O mesmo procedimento deverá ser realizado para o modelo digital de elevação SRTM. Para isso, adicione a camada SRTM_Brasilandia.tif localizada em (E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\). O arquivo de saída deverá ser nomeado Slope_SRTM_Brasilandia. Etapa 5: Estatística zonal Análise zonal da declividade 25. Abrir Arctoolbox. Dentre as ferramentas, procurar Spatial Analyst Tools > Zonal > Zonal Statistics as Table (Figura 10). 5
26. Na ferramenta Zonal Statistics as Table (Figura 11) coloque como Input Raster or Feature Zone Data a camada Favelas_Brasilandia_SIRGAS2000, defina o Zone Field como FID, o Input Value Raster como Slope_MDC_Brasilandia_recorte e o Output Raster salve no geodatabase TIN com o nome de Slope_Favela, e em Statistics_Type defina como "ALL". 27. O arquivo denominado Slope_Favela será automaticamente adicionado na área de trabalho do ArcMap. Lembrete: Compatibilização de projeção 28. Deverá ser criado um geodatabase na pasta (E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\Dados). Para isso, clique sobre o botão Catalog, que fica localizado próximo ao menu principal do ArcMap. 29. Após clicar sobre o botão Catalog, acesse o diretório: E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\. Após acessar o diretório, clique com o botão direito sobre a pasta Dados e escolha a opção New -> File Geodatabase. 30. Após criar o geodatabase, renomeie-o para Topologia. Para isso, basta clicar com o botão direito sobre o geodatabase e escolher a opção Rename. 31. Agora iremos projetar a camada de interesse para o datum SIRGAS_2000 e projeção UTM fuso 23 Sul. Para isso, clique sobre o botão ArcToolbox e acesse a ferramenta Project (ArcToolbox-> Data Management Tools -> Projections and Transformations -> Feature) (Figura 12). 32. Após acessar a ferramenta Project, inserir como dado de entrada o shapefile ZEIS e como arquivo de saída digite ZEIS_SIRGAS2000 dentro do geodatabase Topologia (E (USUARIOS):\PTR*\T*\SIG*\Dados). Na linha Output Coordinate System, dentro da ferramenta Project, clicar sobre o botão e escolher a opção SIRGAS_2000_UTM_Zone_23S dentro das 6
pastas (Projected Coordinate Systems -> UTM -> South America). 33. Clicar no botão OK para fechar a janela. 34. Clicar no botão OK para rodar a ferramenta Project (Figura 13). 35. Após executar a ferramenta Project, será adicionada automaticamente a camada ZEIS_SIRGAS2000 na área de trabalho. Observe que existe um deslocamento entre a camada ZEIS_SIRGAS2000 e a camada ZEIS ocasionado pela transformação do datum e projeção. Figuras Figura 1. 7
Figura 2. 8
Figura 3. Figura 4. 9
Figura 5. Figura 6. 10
Figura 7. 11
Figura 8. Figura 9. 12
Figura 10. 13
Figura 11. Figura 12. 14
Figura 13. 15