SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA APLICADOS Deteção remota GeoprocessamentoautomáticoWebSIG Modelos digitais de terreno de terreno Análise de imagem Análise.

Apresentação em tema: "SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA APLICADOS Deteção remota GeoprocessamentoautomáticoWebSIG Modelos digitais de terreno de terreno Análise de imagem Análise."— Transcrição da apresentação:

1 SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA APLICADOS Deteção remota GeoprocessamentoautomáticoWebSIG Modelos digitais de terreno de terreno Análise de imagem Análise espacial Cartografia geológica Departamento de Geologia

2 Técnicas de Geo-processamento Automático O que é um modelo Aplicações dos modelos Modelos e Sistemas de Informação Geográfica Algebra de Mapas e Modelação Cartográfica Geoprocessamento Interface, ferramentas e processos da aplicação ModelBuilder Helena Gomes

3 O que é um modelo? Representação simplificada da realidade Tentativa de estabelecer ou enquadrar os principais elementos do fenómeno / sistema de interesse Concetualização de um sistema complexo onde consideramos as diversas variáveis ou entidades de um sistema e os processos que nele ocorrem Divisão em vários pequenos sistemas mais simples de estudar, que serão analisados não só isoladamente, mas também na maneira como interagem e se inter-relacionam Concetuais Gráficos Matemáticos

4 Modelação matemática Programação imperativa Programação OO Algoritmos genéticos Regressão Redes neuronais Análise custo-benefício Análise de redes Equações diferenciais Teoria dos jogos Análise probabilística Modelos de Markov

5 Modelação Examinar os parâmetros chave, as variáveis, as relações, os processos, as estruturas e as escalas envolvidas nos sistemas Ajuda a melhorar o conhecimento do funcionamento dos sistemas Permite extrapolar (prever o futuro ou o passado a partir de observações actuais) e interpolar (prever dados onde não há medições) Permite-nos inferir informação sobre propriedades não mensuráveis ou não medidas através do uso de variáveis relacionadas

6 Modelação All models are wrong; Some are useful We invariably remove some reality when going from the real world to the abstraction A hammer is a fine tool, but it is not very good for washing windows. Joseph Sussman, course materials for ESD.04J Frameworks and Models in Engineering Systems, Spring 2007. MIT OpenCourseWare

7 Modelação – desenvolvimento de modelos Definir o problema Desenvolver e representar hipóteses Testar hipóteses Conceber e testar soluções Conceber e testar soluções Disponibilizar conhecimento Processo contínuo e interactivo Retroacção negativa ou feedback

8 Modelos e SIG “Qualquer Sistema de Informação Geográfica (SIG) consiste numa representação simplificada e computadorizada da complexidade do mundo real. Esta simplificação é designada por Modelo” (Heywood, Cornelius & Carver, 2002) A implementação de um modelo implica, muitas vezes a sua associação com um SIG Diferentes formas de associação/integração

9 Modelos vetorial e matricial

10 Processamento de dados matriciais Células regulares que representam o espaço geográfico contínuo Apenas uma característica é representada numa célula Organização em matriz que deve estar registada espacial e geograficamente Dados originados por detecção remota Aplicações: gestão de recursos naturais, análise de habitats, modelação hidrológica, análise e inventário de recursos, como floresta, agricultura, zonas húmidas

11 Álgebra de mapas Dana Tomlin desenvolveu o conceito de modelação cartográfica ou álgebra de mapas na sequência do desenvolvimento de uma aplicação SIG matricial (Map Analysis Package – 1983) A álgebra de mapas é uma linguagem utilizada para análise espacial cartográfica utilizando o modelo matricial Metodologia que considera os mapas e os componentes dos mapas como parte de equações algébricas

12 Álgebra de mapas Utiliza uma linguagem natural que procura ser uma extensão lógica do uso de métodos algébricos como elementos de análise espacial, que fornecem uma abordagem estruturada ao processo de concepção do SIG Cada operação espacial é um verbo que actua em sujeitos (temas) para criar novos temas Cada um desses tipos de funções pode ainda ser combinado com um determinado tipo de operadores (condicionais, aritméticos, lógicos, combinatórios)

13 Álgebra de mapas

14 http://www.innovativegis.com/basis/mapanalysis/topic22/topic 22.htm

15 Álgebra de mapas – operadores lógicos e aritméticos Operações aritméticas em 2 ou mais matrizes de igual dimensão Se [A] for o tema 1, [B] o tema 2, e [O] o tema criada por sobreposição, é possível realizar um conjunto alargado de operações aritméticas: [O] = [A] + [B] [O] = ([A] + [B]) /2 [O] = [A] – [B] [O] = [A]*[B] [O] = [A]/[B]

16 Geoprocessamento Realização de operações que permitem a modificação e análise de informação geográfica DadosInformação (Geo) Processamento (Geo) Processamento Esquema básico Sistemas de informação

17 Geoprocessamento Análise Espacial Conversão Projecções Gestão dos Dados Base de Dados CAD GDB realização de operações que permitem a modificação e análise de informação geográfica

18 Geoprocessamento Geoprocessing is a language consisting of operators, or tools, that operate on the data within ArcGIS (tables, feature classes, rasters, TINs), and perform tasks that are necessary for manipulating and analyzing geographic information across a wide range of disciplines.

19 Geoprocessamento Processamento de Dados Visualização, Análise Espacial, Exploração e Edição Armazenamento e integridade dos dados Integra as três componentes essenciais de um SIG

20 Geoprocessamento Operações de processamento de dados georeferenciados, em ambiente SIG Envolve a criação de informação a partir de dados existentes Fornece-nos as ferramentas necessárias para realizar a análise, conversão e gestão de dados Exemplos: converter dados de um shapefile para feature classes de uma geodatabase, criar um buffer ArcToolbox: acesso a modelos, ferramentas e scripts

21 Geoprocessamento

22 Toolbox Toolset Tools Toolbox: Caixa de ferramentas Toolset: Conjunto de ferramentas relacionadas Tool: Operação única de geoprocessamento (inclui caixas de diálogo, modelos e scripts e ferramentas especializadas)

23 Geoprocessamento Modelo Script Funções 3D Analyst – 91 Analysis Tools – 19 Cartography Tools – 43 Conversion Tools – 46 Data management tools – 246 Geocoding Tools – 7 Geostatistical Analysis Tools – 23 Linear Referencing tools – 7 Spatial Analyst tools – 180 Spatial Statistics tools – 25 Criar próprias “Toolboxes” e “Tools”

24 Geoprocessamento

25

26 Geoprocessamento automático Analista Resolve um problema em SIG, faz análises SIG Programador Desenvolve ferramentas

27 Geoprocessamento automático GeoFCUL

28 Geoprocessamento automático Interface gráfica para a conceção e implementação de modelos de geoprocessamento (Diagramas de fluxo) Permite automatizar o trabalho e construir métodos de trabalho bem definidos e reprodutíveis Modelar processos geográficos importantes Permite partilhar facilmente os modelos criados e apresentar os modelos graficamente

29 Geoprocessamento automático Cada processo é constituído por dados de entrada, funções e dados de saída, possibilitando: A construção e representação de um modelo espacial sob a forma de diagrama A construção de modelos através de “wizards” de processos Importar e exportar comandos na interface do ModelBuilder para transferir um modelo na sua totalidade ou parte para um outro modelo O armazenamento em disco do modelo completo

30 Geoprocessamento automático – Model builder

31

32

33

34 Abordagem visual e apelativa - permite programar intuitivamente modelos geográficos Simular comportamentos reais nos dados SIG Permite-nos gerir e automatizar o processo de trabalho, nomeadamente processos de rotina e publicar os modelos como ferramentas autónomas (por exemplo disponibilizadas na Web, dirigidas ao utilizador)

35 Geoprocessamento automático – Model builder Podemos facilmente adicionar novos processos ao modelo, apagar processos existentes ou alterar as relações, pressupostos ou valores dos parâmetros, substituir os dados iniciais e correr o modelo com outros dados, considerar cenários alternativos em que os inputs são priorizados de forma diferente Estas alterações são dinâmicas – exploração interativa dos resultados

36 Geoprocessamento automático – Model builder Demonstração

37 Não está pronto para correr Está pronto para correr O modelo já correu

38 Geoprocessamento automático – Model builder

39 3 formas diferentes de correr o modelo: Apenas um processo Correr os processos “ready-to-run” Correr todos os processos

40 Geoprocessamento automático – Model builder

41 Os modelos não são estáticos e muitas vezes temos necessidade de alterar um modelo já definido, mudar os valores dos parâmetros ou realizar uma análise que nos permita obter informação adicional Adicionar ou remover dados e ferramentas Adicionar funcionalidades a modelos existentes Alterar valores dos parâmetros

42 Geoprocessamento automático – Model builder Variável – entidade cujos valores se alteram livremente no funcionamento do sistema Permite partilhar valores entre processos Input do utilizador

43 Geoprocessamento automático – Model builder Parâmetro – valor fornecido a uma ferramenta para poder correr o modelo. Exemplo: o valor necessário para seleccionar os dados que nos interessam Input do utilizador Permite que a ferramenta fique independente dos dados

44 Geoprocessamento automático – Model builder Dados que resultam do processamento e servirão de input para outro processo, mas que não são os resultados finais Dados temporários ModelBuider mantém os dados intermédios no disco – podem posteriormente ser apagados

45 Geoprocessamento automático – Model builder Boa Prática Verificação dos valores dos parâmetros, se os dados estão no mesmo local (drive ou pasta), se as ferramentas ainda estão disponíveis e são válidas Necessidade de reparar/editar o modelo

46 Vantagem do ModelBuilder Auxiliar de memória – quando voltamos a trabalhar num projecto antigo, convém termos documentado o raciocínio seguido Comunicar com outras pessoas Validar o nosso trabalho Geoprocessamento automático – Model Builder

47 2 tipos de etiquetas Stand-alone – exemplo: título do modelo Associados aos elementos do modelo (dados, ferramentas ou connectors) Geoprocessamento automático – Model Builder

48 Disponibiliza informação sobre o modelo, as variáveis e processos, a última vez que foi utilizado, que dados foram usados, que ferramentas, eventuais mensagens de erro e tempos de processamento Geoprocessamento automático – Model Builder

49 Balão de informação – descreve os processos executados com sucesso Relógio – indica os tempos em que se iniciou ou terminou o processo Aviso amarelo – possíveis erros, normalmente relativos a valores de parâmetros em falta ou ficheiros de output já existentes Aviso vermelho – Erro, não foi possível correr o processo

50 Geoprocessamento automático – Model Builder Pode ser gravado como uma ferramenta numa toolbox (*.tbx) A localização por defeito dos ficheiros tbx é a seguinte: Drive:\Documents and Settings\ \Application Data\ESRI\ArcToolbox\My Toolboxes

51 Geoprocessamento automático – Model Builder

52 Partilhar resultados: mapas, relatórios, dados finais Partilhar procedimentos para melhorar a nossa análise - crítica e feedback de outras pessoas Partilhar ferramentas (scripts, modelos) para que outros possam utilizá-los com os mesmos dados ou, eventualmente, noutros projectos

53 Geoprocessamento automático – Model Builder Checklist para partilha de ferramentas

54 Geoprocessamento automático – Model Builder http://resources.arcgis.com/content/geoprocessing/10.0/about

55 Geoprocessamento automático – Model Builder Exercício 1