Estruturas de dados Tabela Vectorial Matricial Rede triangular irregular.

Apresentação em tema: "Estruturas de dados Tabela Vectorial Matricial Rede triangular irregular."— Transcrição da apresentação:

1 Estruturas de dados Tabela Vectorial Matricial Rede triangular irregular

2 Estrutura matricial (“raster”) Informação geográfica com este tipo de estrutura resulta de uma partição regular do espaço em células (ou pixels). As células são geralmente quadradas: o tamanho é definido nesse caso através do comprimento do lado.

3 Exemplo 46812151924 7647102226 5568142325 3459131822 234461315 1342479 Cada carta em formato matricial (ou imagem) tem um certo número de linhas e de colunas, e uma resolução. Para localizar a carta é suficiente indicar as coordenadas de algum dos vértices. (100,200) N 30 metros Valor do pixel

4 Matricial vs Vectorial MatricialVectorial Partição do espaçoA prioriA posteriori Número de bites de memóriaEm geral, maiorEm geral, menor Eficiência do processamento sobre objectos espaciais com contornos idênticos MenorMaior Eficiência de processamento sobre objectos espaciais com contornos distintos MaiorMenor

5 Operações espaciais sobre dados matriciais Sobreposição matricial: dadas duas imagens A e B, o resultado da sobreposição é uma imagem C tal que C ij =f(A ij,B ij ) para todo as linhas i e colunas j da imagem A função f pode ser +,-,*,max,min,operações lógicas,... Exemplo: Seja A ij =1 se o pixel (i,j) corresponde a zonas de regadio e A ij =0 caso contrário e B ij =1 para zonas de milho e B ij =0 caso contrário. Então a imagem obtida aplicando a função produto (*) a A e B terá valor 1 para os pixels correspondentes a milho de regadio e valor 0 para todos os outros pixels.

6 Operações espaciais sobre dados matriciais (cont) Filtros: dada uma imagem A, cada célula (i,j) tem uma vizinhança. Consideram-se vizinhanças 3*3, 5*5,..., e podem ser considerados todos os vizinhos ou apenas aqueles que partilham a fronteira do pixel. 4 vizinhos 8 vizinhos

7 Operações espaciais sobre dados matriciais (cont) Um filtro é uma função dos valores dos pixels da vizinhança. Para uma imagem A, e para cada pixel (i,j), o filtro devolve um valor f(A ij, A i+1,j, A i-1,j, A i,j+1, A i,j-1,...). Exemplos de filtros: Segmentação de imagens Determinação de linhas de água e de cumeada Determinação de declives e exposições

8 Operações espaciais sobre dados matriciais (cont) Funções globais: o valor de cada pixel é dado por uma função de todos os pixels da imagem Exemplos: Distância a um certo elemento da imagem (distância euclidiana ou função de custo mais geral) Construção de “buffers” Determinação da zona visível a partir de um pixel

9 Rede irregular triangular (“TIN”) Esta estrutura representa uma “superficie” através de um conjunto disjunto de elementos triangulares. Dado um conjunto de pontos de coordenadas (x,y,z), em que (x,y) são as coordenadas geográficas e z representa a “cota”, a triangulação consiste na definição de triângulos cujos vértices são esses pontos, que cobrem todo o espaço e não se sobrepõe.

10 triangulações A triangulação de Delaunay tem a propriedade de o interior da circunferência definida pelos 3 vértices de um triângulo não conter nenhum ponto cotado A densidade de triângulos difere em zonas distintas da carta As coordenadas originais dos pontos cotados são preservadas

11 Representação do relevo: modelos digitais do terreno Pontos cotados Estruturas vectorial de linhas (curvas de nível) Estruturas matriciais (matrizes de cotas, “grid”): cada pixel tem associada uma cota Rede irregular triangular (“TIN”): os pontos cotados são usados para a triangulação da superfície Estrutura matricial ou vectorial de polígonos: carta hipsométrica (classes de altimetria)

12 Estrutura matricial vs Rede Irregular Triangular TINmatricial Preservação da informação original simnão Redundância na representação do relevo nãosim Representação de descontinuidades do relevo (taludes,...) nãosim, com limitações Representação de vizinhança espacial nãosim

13 Informação derivada do modelo digital do terreno Carta de declives Carta de orientação de encostas (exposição): em geral, as exposições são agrupadas em 9 classes: N, NE, E, SE, S, SW, W, NW, plano. Carta de relevo sombreado: simulando a iluminação do terreno pelo sol numa posição determinada Rede de drenagem e bacias hidrográficas

14 Exemplo: declive Um filtro para determinação do declive da superficie: Declive ao longo da linha: dl=(A i+1,j - A i-1,j )/(2h) Declive ao longo da coluna: dc= (A i,j+1 - A i,j-1 )/(2h) Em que d é o comprimento do lado do pixel. D ij = 180*arctg(sqrt(dl 2 +dc 2 )) é o valor estimado (em graus) para cada pixel (i,j).

15 Exemplo: orientação de encostas A orientação de uma parcela de terreno é a direcção de máxima taxa de variação de altitude. Pode ser estimada de uma forma simples pelo seguinte filtro. 1.Estimar declives segundo as 8 direcções: N, NE, E, SE, S, SW, W, NW Por exemplo, d N =(A i,j -A i,j+1 )/h; d NE =(A i,j -A i,j+1 )/(sqrt(2) h),... 2.Escolher a direcção correspondente ao maior declive (ou “plano” se os declives são todos iguais) Neste caso o filtro é do tipo f=max direcção ( d N, d NE,...).