Dados em Geoprocessamento Profª: Iana Alexandra Alves Rufino

Dados em Geoprocessamento: dois grandes grupos Dados não espaciais ou alfanuméricos ou descritivos + Dados espaciais ou gráficos ou geográficos Atributos/informação Temática Representados de acordo com uma escala de medição Forma e Posição/ características geográficas Representação Matricial e Vetorial Dados em Geoprocessamento

Dados em Geoprocessamento Classificação: espaciais e não espaciais Dados não espaciais Escala ordinal Escala nominal Escala de razão Escala de intervalo Dados Espaciais Representação Vetorial Representação Matricial Tipo de uso do solo urbano residencial lazer industrial vias Dados em Geoprocessamento

Representação de dados em Geoprocessamento Pontos Linhas PV2 PV3 PV1 PV5 PV4 T 1-2 T 2-3 T 4-3 T 5-3 Superfície Polígonos Altimetria do Bairro Universitário Bairro Universitário Exemplo: Sistema de Esgotamento Sanitário

Representação de dados em Geoprocessamento Modelo do mundo real: Sistema de esgotamento sanitário

Representação de dados em Geoprocessamento Dados espaciais (modelo do mundo real) + Dados não-espaciais (informações do modelo) Trecho Extensão (m) Cota montante (m) Cota jusante (m) T 1-2 40 540 531 T 2-3 80 490 483 T 4-3 50 470 459 T5-3 35 385 372 Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: algumas considerações Posição Espacial Relações Espaciais Tempo Forma de armazenamento Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: posição espacial Localização absoluta expressa em coordenadas de algum sistema de referência Exemplo: sistema de coordenadas geográficas, sistema plano/cartesiano, etc; Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: posição espacial Localização: L1: (78,53),(86,73), . . . L6: (88,46), (78,53) L2 L3 L4 L1 L5 L6 Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: posição espacial Definem como as entidades se relacionam entre si e entre as demais; Incluem conceitos topológicos (vizinhança, pertinência), métricos (distância) e direcionais (“ao norte de”, “acima de”). Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: relações topológicas Topologia: estudo das propriedades geométricas que permanecem invariantes sob deformação; Independem de fatores como escala, projeção, etc. Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: relações topológicas B A disjunto B ? A adjacente (toca) B ? A sobrepõe B ? Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: relações topológicas B B B B está contido em / cobre A ? A A B B B cruza A ? B A A A Dados em Geoprocessamento A B B B B acima (N) / abaixo (S) / ao lado (L/O/ Esq / Dir) de A ? A A A B B B B sobre / sob A ? Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: relações métricas Distância A-B A Comprimento/Perímetro A B Área/Volume A Caminho ótimo A B r Raio de alcance C Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: tempo Pode significar: quando o fenômeno ocorreu; quando o dado foi coletado; 1989 2000 Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: formas de armazenamento Existem duas grandes classes de representações computacionais de dados espaciais: Vetoriais Matriciais Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial Os mapas são abstrações gráficas nas quais pontos, linhas e polígonos são usados para representar de forma simplificada objetos do mundo real; Forma de representação de softwares CAD e outros; Dados em Geoprocessamento

Lembram do exemplo anterior?? Pontos Linhas PV2 PV3 PV1 PV5 PV4 T 1-2 T 2-3 T 4-3 T 5-3 Superfície Polígonos Altimetria do Bairro Universitário Bairro Universitário Dados vetoriais representando variáveis para um projeto de Sistema de Esgotamento Sanitário

Dados espaciais: representação vetorial mercado público rua dos ilhéus clube 12 de agosto peixaria Guimarães Dados em Geoprocessamento Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial Ponto: abrange todas as entidades que podem ser representadas por um único par de coordenadas; Linhas, arcos ou elementos lineares: são um conjunto de pontos conectados; Áreas ou polígonos: são representados por um conjunto de linhas que a compõem com repetição do primeiro ponto. Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial pontos linhas polígonos Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial Redes As informações gráficas são armazenadas em coordenadas vetoriais, com topologia arco-nó; Este tipo de dado é muito utilizado em serviços de utilidade pública, como água, luz, telefone, redes de drenagem (bacias hidrográficas) e rodovias. Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial Redes: Exemplo – Distribuição de água Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial Dados Cadastrais: Cada um de seus elementos é um objeto geográfico, que possui atributos e pode estar associado a várias representações gráficas (pontos, linhas ou polígonos); Os atributos estão armazenados num sistema gerenciador de banco de dados. Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial Redes: Exemplo – Distribuição de água Trecho Diâmetros Nominais (mm) Comprimento (m) Material 1 200 350 FoFo 2 150 PVC 3 300 80 Aço Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial Grades Triangulares ou TIN (Triangular Irregular Network) Representa a superfície através de um conjunto de faces triangulares interligadas. Para cada um dos três vértices do triângulo são armazenadas as coordenadas de localização (x,y) e do atributo z. Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação vetorial Grades Triangulares ou TIN: Exemplo Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação matricial A representação matricial consiste no uso de uma malha quadriculada regular sobre a qual se constrói, célula a célula, o elemento que está sendo representado; O espaço é representado por uma matriz P(m,n) composta de m colunas e n linhas, onde cada célula (pixel) possui um número de linha, um número de coluna e um valor correspondente ao atributo estudado, sendo cada célula individualmente acessada pelas suas coordenadas; Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação matricial Atributos representados por cores Matriz de atributos 1 2 3 4 d: Dimensão do pixel = resolução espacial p linhas d d q colunas rio Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação matricial Exemplo: Tipos de solo

Dados espaciais: representação matricial Grades Regulares: cada elemento da matriz está associado a um valor numérico; Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação matricial Grades Regulares: exemplos Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação matricial Imagens: representam formas de captura indireta de informação espacial Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: representação matricial 1976 1998 Dados em Geoprocessamento 1976 1998

Dados espaciais: Matricial X Vetorial Formato Matricial Formato Vetorial Dados em Geoprocessamento

Dados espaciais: Matricial X Vetorial Aspecto Formato Vetorial Formato Matricial Relações Espacial entre Objetos preserva relacionamentos topológicos   relacionamentos topológicos devem ser inferidos Ligação com o Banco de Dados associa atributos a elementos gráficos associa atributos apenas às classes do mapa Análise Simulação e Modelagem Representação indireta de fenômenos contínuos Limitações na álgebra de mapas Representa melhor os fenômenos contínuos no espaço Simulação e modelagem mais fáceis Algoritmos Problemas com erros geométricos Processamento rápido e eficiente Armazenamento Por coordenada (mais eficiente) Por matrizes (maior gasto em armazenamento) Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos Ajudam a descrever as características do objeto espacial; Estão ligados aos elementos espaciais através de identificadores (geocódigos); Podem fornecer informações qualitativas ou quantitativas; Uma maneira simples de armazenar atributos é com o uso de tabelas; Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos código: Lg 425 tipo: praça nome: XV de novembro descrição: área verde de domínio público Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos Para representar dados geográficos no computador, temos de descrever sua variação no espaço e no tempo: “qual é o valor deste dado aqui e agora?” O processo de medida consiste em associar números ou símbolos a diferentes ocorrências de um mesmo atributo, para que a relação dos números ou símbolos reflita as relações entre as ocorrências mensuradas. Edifícios em uma cidade (1984) (1998) (2008)

Dados não espaciais/atributos: escalas de representação Temáticas: a cada medida é atribuído um número ou nome associando a observação, a um tema ou classe. Escala Nominal Escala Ordinal Numéricas: descrição mais detalhada, que permite comparar intervalo e ordem de grandeza entre eventos (regras de atribuição de valores baseiam-se em uma escala de números reais) Escala por Razão Escala por Intervalo Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala nominal Escalas Temáticas: Nominal Classifica objetos em classes distintas sem ordem inerente, como rótulos que podem ser quaisquer símbolos; Um exemplo é a cobertura do solo, com rótulos como “floresta”, “área urbana” e “área agrícola”; Relações entre os valores: Identidade (a = b) Dessemelhança (a # b) Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala nominal pastos florestas áreas urbanas solo exposto Legenda sem informação Exemplo: Uso do solo Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala ordinal Escalas Temáticas: Ordinal Caracteriza os objetos em classes distintas que possuem uma ordem natural; Exemplo: 1 – ruim, 2 – bom, 3 – ótimo ou “0-10%”, “11- 20%”, “mais que 20%”; Relações entre os valores (para todo a e b): a < b, a > b ou a = b são possíveis. Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala ordinal Exemplo: Precipitação Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala por razão Escalas Numéricas: por razão Ponto de referência zero não é arbitrário, mas determinado por alguma condição natural; Distâncias proporcionais entre os intervalos; Faixa de valores limitada entre [0,∞]; Exemplos: Peso e Volume de objetos; Variáveis sociais: população, renda, etc. Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala por razão Exemplo: População residente Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala por intervalo Escalas Numéricas: por intervalo possui um ponto zero arbitrário (não implica em ausência de atributo); uma distância proporcional entre os intervalos; uma faixa de medidas entre [-∞, +∞]; Exemplos: Temperatura em oC medida por intervalo; Localização em latitude/longitude; Dados em Geoprocessamento

Dados não espaciais/atributos: escala por intervalo Legenda 28 - 31 25 - 27 32 - 34 35 - 37 Exemplo: Distribuição da temperatura em ºC

Exercícios Identifique os diferentes tipos de dados em geoprocessamento através de exemplos de aplicações. Descreva as diferenças existentes entre dados vetoriais e matriciais. Um engenheiro (usuário de SIG) precisa projetar novas zonas residenciais em uma área urbana. Existe um banco de dados espacial disponível para suas análises: uso do solo urbano atual; altimetria; vias de acesso; rede de água, esgoto e elétrica existente; distâncias a hospitais, supermercados, etc.). Dentre os dados citados ou outros que na sua opinião sejam necessários para o projeto, quais podem ser vetoriais ou matriciais?