Análises espaciais: Funções do SIG Profª Iana Alexandra Alves Rufino (iana_alex@uol.com.br)

Análises Espaciais: Funções do SIG Introdução Tipos de Mapas Principais Relações Topológicas Principais funções do SIG

Introdução A utilização das funções de SIG requer uma metodologia adequada para permitir a otimização dos procedimentos Uma metodologia adequada de utilização das funções disponíveis é determinante para a qualidade dos resultados

Tipos de mapas Mapas observacionais: descrevem o mundo real com um mínimo de interpretação. Ex: imagens de satélite, mapas geológicos, imagens geofísicas, mapas geoquímicos, pedológicos, fotografias, entre outros. Mapas analíticos: modelamentos numéricos via processamento digital de imagens. Ex: imagens em falsa cor, MNT, Mapas de declividade. Mapas integrados: mapas cruzados e integrados através de modelos lógicos. Ex: simultaneidade booleana, possibilidade fuzzy e probabilidade bayesiana. Mapas fundidos: mapas derivados de operações algébricas cumulativas, como adição, multiplicação e subtração.

Principais relações topológicas DIJUNÇÃO ADJACÊNCIA CONTINGÊNCIA E ADJACÊNCIA IGUALDADE INTERSEÇÃO CRUZAMENTO A interseção representa o cruzamento de um elemento linear com um dos contornos de um determinado polígono. Ex: esta relação pode ser observada quando se estuda os limites municipais e a rede hídrica de uma determinada região. A igualdade é a singularidade dos elementos de possuírem as mesmas relações geométricas. Ex: um polígono pode representar a declividade e outro polígono pode representar o uso e a ocupação do solo. A contigência compreende as relações existentes entre os elementos contidos em outros elementos. Ex: certos mapas geológicos apresentam “ilhas” de determinadas litologias, como por exemplo, coberturas quaternárias repousando sobre litologias diversas. A adjacência é definida pela presenção de cadeias que separam os elementos. Ex: cartografia dos diversos tipos de vegetação de uma região, com continuidade entre os vários tipos. A disjunção é definida pelas relações matemática entre os elementos que não possuem limites comuns. Ex: manchas de solo num mapa pedológico. O cruzamento é um caso particular de interseção, no qual os elementos lineares cruzam pelo menos dois lados de um polígono. Ex: rede viária e os limites municipais.

Principais Funções do SIG Consulta Medida Reclassificação Análise de Proximidade Análise de Contiguidade Operações de superposição (overlay) Operações Algébricas Interpolação (MNT)

Principais Funções do SIG Consulta Consiste em argüir o banco de dados, para que o sistema informe, com maior acurácia possível, as coordenadas geográficas de qualquer dado espacial, além do atributo a ele relacionado 1 2 3 5 6 4 Cursor: 345000E, 7456000N Categoria 5 (vegetação arbustiva) Perímetro 345 m; área 53 m2 CONSULTA NO ARCGIS CONSULTA NO IDRISI

Principais Funções do SIG Medida A possibilidade de calcular os parâmetros mensuráveis dos objetos espaciais é considerada uma das capacidades analíticas de maior importância de um SIG pelas possibilidades de aplicação das mesmas; Dentre as principais funções de medida podem ser citadas as operações de ponto em polígono, linha em polígono, medidas de comprimento, área e volume;

Principais Funções do SIG Reclassificação Pode ser baseado em atributos temáticos ou nas propriedades topológicas (contingência, adjacência, interseção, etc.) dos objetos em uma determinada camada temática; A reclassificação pode simplificar ou tornar mais complexa a informação; Permite que diferentes usuários, utilizando-se de um mesmo banco de dados, produzam informações espacializadas de acordo com os respectivos interesses;

Principais Funções do SIG Reclassificação: exemplos

Principais Funções do SIG Reclassificação: exemplos

Principais Funções do SIG Reclassificação: exemplos

Reclassificação: exemplos 1 2 3 5 6 4 MAPA COBERTURA VEGETAL 1 CULTURA AGRÍCOLA 2 FLORESTA DECÍDUA 3 SOLO EXPOSTO 4 CONÍFERAS 5 PASTP 6 REFLORESTAMENTO Reclassificação: exemplos Ex: Reclassificação de um mapa de variação de cobertura vegetal que possui 6 classes em um novo mapa de preservação de florestas contendo 3 classes. RECLASSIFICAÇÃO NO NO ARCGIS RECLASSIFICAÇÃO NO IDRISI 1 2 3 MAPA COBERTURA VEGETAL RECLASSIFICADO 1 CONÍFERAS 2 FLORESTA 3 REFLORESTAMENTO

Principais Funções do SIG Análise de Proximidade Também conhecida como operação de buffer ou análise de corredores, consiste em gerar subdivisões geográficas bidimensionais na forma de faixas, cujos limites externos possuem um distância fixa x e cujos limites internos são formados pelos limites da expressão geográfica em exame. Ex: Se uma linha está definindo um rio, pode-se determinar faixas de cada lado do rio, em que a distância entre o limite exterior da faixa e o eixo do rio represente a área legal de preservação de mata ciliar.

ANÁLISE DE PROXIMIDADE SIMPLES ANÁLISE DE PROXIMIDADE MÚLTIPLA Principais Funções do SIG Análise de Proximidade:exemplos ANÁLISE DE PROXIMIDADE SIMPLES ANÁLISE DE PROXIMIDADE MÚLTIPLA

Principais Funções do SIG Análise de Proximidade:exemplos

Principais Funções do SIG Análise de Proximidade:exemplos

Principais Funções do SIG Análise de Proximidade: Buffer no Idrisi Imagem raster de residências Imagem raster bufferizada de residências

Principais Funções do SIG Análise de Contiguidade A análise de contigüidade refere-se aos procedimentos matemáticos envolvendo o atributo de um determinado pixel e os atributos dos pixels imediatamente seus vizinhos A geração de superfícies contínuas é muito útil no entendimento da distribuição dos dados espaciais

Principais Funções do SIG Análise de Contiguidade Para alcançar resultados válidos é indispensável que seja medida a autocorrelação espacial do conjunto de dados Somente dados autocorrelacionáveis estarão sujeitos a passar por procedimentos matemáticos de geração de superfícies contínuas

Principais Funções do SIG Análise de Contiguidade Para a definição da autocorrelação dos dados , são utilizados, entre outros, dois índices, o ÍNDICE DE MORAN (IM) e o ÍNDICE DE GEARY (IG), que determinam o grau de ajuste necessário quando o fenômeno é modelado. O IM e o IG são expressos pelas seguintes fórmulas: Onde: xi, xj = valores dos dados espaciais nas respectivas linhas e colunas; Cij = corresponde ao total da conectividade binária; = Média dos valores dos dados espaciais.

Principais Funções do SIG Análise de Contiguidade: IG Os valores de IG tendem a se situar entre 0 (zero) e 2, mas não estão restritos a esta faixa Valores próximos de zero indicam que os dados espaciais são semelhantes, portanto possuem boa autocorrelação Valores próximos de 2 indicam que os valores não semelhantes tendem a se juntar Valores próximos de 1 indicam um padrão de dados espaciais aleatórios e o futuro mapa que represente uma superfície contínua não passará de um “lixo organizado”.

Principais Funções do SIG Análise de Contiguidade: IM Os valores de IM tendem a se situar entre -1 e +1, mas não estão restritos a esta faixa Valores próximos de +1 indicam que os dados espaciais são semelhantes, portanto possuem boa autocorrelação Valores próximos de -1 indicam que os valores não semelhantes tendem a se juntar indicando um padrão de dados espaciais aleatórios e o futuro mapa que represente uma superfície contínua não passará de um “lixo organizado”.

Principais Funções do SIG Análise de Contiguidade: síntese IM < 0 IG > 1 Não semelhantes, contrastantes IG = 1 Independentes, não correlacionados, aleatórios IM > 0 0 < IG < 1 Semelhantes, regionalizados, limites suaves IM IG CONCEITO (dados)

Principais Funções do SIG Operações de superposição (overlay) A superposição é uma das funções mais utilizadas em um SIG; As principais operações de superposição são: imposição ou máscara, colagem, associação e sincronização

Principais Funções do SIG Operações de superposição (overlay)

Principais Funções do SIG Operações de superposição (overlay)

Principais Funções do SIG Overlay: IMPOSIÇÃO OU MÁSCARA A imposição é definida como a seleção de uma determinada área para ser analisada e observada em todos os PIs

Principais Funções do SIG Overlay: COLAGEM A colagem representa a imposição de regiões geográficas de um determinado mapa a outro mapa

Principais Funções do SIG Overlay: COMPARAÇÃO A comparação entre mapas permite identifcar áreas com os mesmos atributos e elas serão preservadas, desde que estejam ocupando a mesma região geográfica

Principais Funções do SIG Overlay: ASSOCIAÇÃO A associação corresponde à geração de áreas geo-referenciadas controladas por determinados argumentos

Principais Funções do SIG Overlay: SINCRONIZAÇÃO A sincronização corresponde à superposição de mapas, na qual cada interseção representa uma nova e independente categoria.

Principais Funções do SIG Overlay: Lógica Booleana

Principais Funções do SIG Overlay: Lógica Booleana Diagrama de Venn mostrando os resultados da aplicação de operadores de lógica booleana para dois ou mais conjuntos (Burrough & McDonnell, 1998).

Principais Funções do SIG Operações Algébricas Este tipo de operação faz uso de uma constante (escalar) ou uma operação aritmética (adição, subtração, multiplicação, exponenciação, etc.); O tema de saída contém novos valores de atributos resultantes do tipo de operação aritmética e do valor da constante utilizada.

Principais Funções do SIG Operações Algébricas Funções Escalares Exemplo de uma operação de multiplicação em um tema raster (Malczewski, 1999)

Principais Funções do SIG Interpolação Interpolar é predizer (ou estimar) o valor da variável em estudo num ponto não amostrado. Na figura a cruz representa o ponto que se pretende predizer o valor. Pontos de amostragem (1 a 7) e de estimativa (x) numa área de estudo

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