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Análise Espacial Integrada aos Estudos de População: Métodos Analíticos e Técnicas de Representação Introdução ao TerraView I POSDEM Fev/2010 Antônio Miguel.

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1 Análise Espacial Integrada aos Estudos de População: Métodos Analíticos e Técnicas de Representação Introdução ao TerraView I POSDEM Fev/2010 Antônio Miguel V. Monteiro Silvana Amaral André Gavlak

2 INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Campus principal em São José dos Campos - SP Centros regionais: CRS-Santa Maria (RS), CRN - Natal (RN), CRA- Belém (PA) funcionários 6 cursos de pós-graduação (engenharia e tecnologia espacial, astrofísica, geofísica espacial, Computação aplicada, meteorologia e sensoriamento remoto) INPE Belém (PA)

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4 O que é a TerraLib? Biblioteca de software (conjunto de classes e funções) para o domínio geográfico É um ambiente para o desenvolvimento de novos projetos de sistemas geográficos: Aplicativos Geográficos de arquitetura integrada Testes de conceitos e procedimentos É um produto para desenvolvedores de software, ou seja, programadores

5 O que é a TerraLib? Desenvolvida em C++ : Orientação a Objeto Livre e de Código Fonte aberto(Open Source) - LGPL Programação genérica Padrões de projeto Multi-plataforma (windons e linux) Arquitetura Integrada- suporte para diferentes SGBDs: MySQL, PostgreSQL, PostGIS Oracle, Oracle Spatial, SQLServer, Access Operações espaciais, processamento de imagens, análise espacial,…

6 Site da TerraLib

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8 PDI Algoritmos para processamento de imagens Funções de contraste Filtros e filtros de convolução Algoritmos de classificação Crescimento de regiões DPI/INPE

9 TerraStat LESTE – UFMG: construção de uma biblioteca de algoritmos de estatística espacial

10 Stat Projeto TerraStat: Algoritmos de estatística espaço- temporal Média Local, Índice de Moran Local e Global, G e GStar Mapa de Kernel Semivariograma Bayes Empírico Local e Global Skater Função K e KNox Sistema de Vigilância LESTE-UFMG (Laboratório de Estatísticas Espaciais da Universidade Federal de Minas Gerais)

11 Projeto SAUDAVEL Tecnologias da Informação Espacial no Apoio ao Controle Epidêmico Experimento em andamento em Recife-PE Alimentando um banco de dados TerraLib Visualização e consulta via TerraView

12 Ambiente para a construção de modelos TerraLib TerraME Framework C++ Signal Processing librarys C++ Mathematical librarys C++ Statistical librarys TerraME Virtual Machine TerraME Compiler TerraME Language RondôniaModelSão Felix Model Amazon ModelHydro Model Fonte: Tiago Senna Carneiro TerraME

13 aRT ESTE – UFPR: Integração entre o R e TerraLib

14 TerraNetwork Laboratório de Computação Aplicada (LAC-INPE) Rotinas para a manipulação de grafos utilizando a biblioteca Boost Graph Library - BGL

15 Deter e Proarco Demandas institucionais que o INPE tem que atender

16 FUNCATE, 2004www.funcate.org.br Prefeitura de Santos

17 SIGMUN, FUNCATE Prefeitura de São Sebastião

18 InfoPae Sistema de tratamento de emergências em dutos de óleo para Petrobras

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20 O que é o TerraView? Um Aplicativo Geográfico que utiliza a TerraLib SGBDs TerraLib Jfddfjh gfsdfgdfssf fsdf fsdfsd sdfsdf

21 TerraView É um aplicativo construído sobre a biblioteca TerraLib: Exemplifica a utilização da biblioteca TerraLib Funcionalidades: Visualização e manipulação de dados vetoriais (pontos, linhas e polígonos) e matriciais (grades e imagens) Consultas espaciais e por atributos Agrupamentos e geração de legendas Gráficos (histogramas) e pie bar Análise espacial (Índice de Moran, Mapa de Kernel, etc) Operações geográficas (Buffer, Interseção, Diferença, etc)

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23 É um aplicativo construído sobre a biblioteca TerraLib: Visualizador de dados geográficos com recursos de consulta, análise e operações geográficas Exemplifica a utilização da biblioteca TerraLib O TerraView manipula dados vetoriais (pontos, linhas e polígonos) e matriciais (grades e imagens) Versão atual 3.3.1

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25 TerraView Cada seção de TerraView trabalha em um banco de dados TerraLib: SGBD relacionais ou geo- relacionais: ACCESS, SQLServer, PostgreSQL, PostGIS, MySQL e Oracle e OracleSpatial

26 Modelo Conceitual da TerraLib Principais Conceitos: Bando de Dados TerraLib Plano de Informação ou Layer Representação geométrica Projeção cartográfica Tema Vista Visual Legenda

27 Modelo Conceitual Layer n 1 projection 1 Theme View 1 n n 1 Legend 1 n Visual 1 1 Banco de Dados SGBD

28 Banco de Dados TerraLib Repositório de dados que contém: Dados geográficos (componente espacial e alfanumérica) Metadados sobre os dados geográficos Organização em layer e temas, projeção, etc. Dados e metadados são armazenados em um modelo de banco de dados definido pela TerraLib Gerado por SGBDs: Access, MySQL, SQLServer, PostgreSQL, Oracle, PostGIS, Oracle Spatial

29 Layer Layer dos municípios de São Paulo Representa uma estrutura de agregação de um conjunto de informações espaciais que são localizadas sobre uma região geográfica e compartilham um conjunto de atributos Agrega coisas semelhantes

30 Layer Contém dados vetoriais ou matriciais Está associado a uma projeção cartográfica Pode ser gerado: Pela importação de arquivos em formatos de intercâmbio shapefiles, ASCII-SPRING, MID/MIF GeoTiff, JPEG Dbf ou CSV Através do resultado de uma função

31 Representação geométrica Representação da componente espacial do dado: Vetorial: Ponto, Linha, Polígono, Célula, Arco ou Nó Matricial Grades regulares multidimensionais Um mesmo objeto geográfico de um layer pode ter diferentes representações vetoriais

32 Projeção cartográfica Representa a referência geográfica dos dados espaciais Permitem projetar a superfície terrestre em uma superfície plana A TerraLib suporta diferentes tipos de projeções e funções para o mapeamento entre projeções Ex: UTM (datum SAD69 ou Corrego Alegre) Mercator Polyconic LatLong

33 Tema Define uma seleção sobre um layer baseado em restrições: Por atributo (ex.: população> ) Espacial (ex.: todos os municípios que são cortados pela rodovia Presidente Dutra) Temporal (ex.: todos os crimes que ocorreram no mês de janeiro) Define o visual ou a forma de apresentação gráfica da componente espacial dos objetos do tema Define grupos e legendas associadas a cada grupo Não duplica geometrias e atributos Utiliza do layer de referência

34 Tema Tema1 (agrupamento) Tema3 (Vizinhos de São Paulo) Tema2 ( População > 70000) Layer

35 Vista Define uma visão particular de um usuário sobre o banco de dados Agrupa os temas que serão visualizados simultaneamente Está associado a uma projeção cartográfica Visualização de todos os temas em uma projeção comum

36 Visual Representa um conjunto de características de apresentação de primitivas geométricas: cores de preenchimento e contorno de polígonos, espessuras de contornos e linhas, cores de pontos, símbolos de pontos, etc.

37 Legenda legenda Caracteriza um grupo de dados, dentro de um tema, apresentados com o mesmo visual, quando os dados do tema são agrupados de alguma forma.

38 Tabelas de Dados - Vetoriais Polygons te_layer_table (metadado) Malha_municipal

39 TerraView - Visualização

40 TerraView Importação de dados Vetoriais: Shapefile, MID/MIF, SPRING e BNA (TabWin) Matriciais: GeoTIFF, Tiff+twf, JPEG (+jgw), raw, SPING-GRID Tabelas de atributos: DBF, CSV, SPRING-ASCII, MDB Exportação de dados Vetoriais: SPRING, MID/MIF, Shapefile Geocodificação de endereço

41 TerraView Consulta espacial e por atributos Operações aritméticas sobre atributos Operações geográficas: Buffer Agregação Adição Diferença Interseção Designar dado por localização: Coleta Distribuição Clipping

42 TerraView – Consulta por atributo

43 TerraView – Consulta Espacial

44 TerraView – Operações Geográficas

45 Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos Buffer ou Mapa de distâncias Faixa de 200 metros ao longo das margens dos rios? Buffer

46 Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos Intersecção (Clipping) Clipping A B A B C Intersecção

47 Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos União e Diferença A B União A B Diferença

48 Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos Adição Operação que adiciona vários temas para criar um novo plano de informação

49 Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos Agregação A operação de agregação usa n objetos de entrada para gerar um objeto de saída. Cada novo objeto possui um único registro na tabela de atributos As geometrias resultantes da operação são criadas a partir da fusão das geometrias do tema de entrada

50 Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos Atribuir dados por localização – Distribuir e Coletar

51 Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos Atribuir dados por localização – Distribuir e Coletar Distribuir os atributos de cada ESTADO aos MUNICÍPIOS que estão dentro dele. Relação espacial usada é "está contido" ou "dentro". Tabela de atributos para MUNICIPIOS Tabela resultante de Distribuição dos atributos dos Estados para os Municípios DISTRIBUIR

52 TerraView Geração de legendas através de agrupamento por: Passos iguais Quantil Desvio padrão Valor único Geração de cartogramas: Pie-chart Bar-chart Geração de gráficos e Brushing Histograma Probabilidade Normal Dispersão

53 TerraView - Análise

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55 TerraView Análise espacial: Estatística espacial (Índice de Moran, G, GStar, Média local, etc) Mapa de kernel Razão de kernel Semivariograma Skater Global empírico Bayes Local empírico Bayes

56 TerraView – Mapa de Kernel

57 TerraView – Plugins

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59 O que é o aRT? SGBD R Packages...

60 Prática - Proposta Exercícios dos tutoriais – Aulas 1, 2, 5, 7, 3 e 4 Entrada de dados Consulta espacial/por atributos Operações básicas de geoprocessamento Análise Espacial – Aula 6 e 8 Análise de pontos Análise de áreas


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