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

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) 1.600 funcionários 6 cursos de pós-graduação (engenharia e tecnologia espacial, astrofísica, geofísica espacial, Computação aplicada, meteorologia e sensoriamento remoto) www.inpe.br INPE Belém (PA)

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 Testes e conceitos: modelagem espaço-temporal, ontologia,

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,… LGPL – permite a construção de aplicativos de código fonte aberto ou comerciais, desde que a terralib seja repassada para o cliente com o código fonte aberto e free.

Site da TerraLib www.terralib.org

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

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

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)

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

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

aRT ESTE – UFPR: Integração entre o R e TerraLib

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

Deter e Proarco Demandas institucionais que o INPE tem que atender

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

Prefeitura de São Sebastião SIGMUN, FUNCATE www.funcate.org.br

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

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

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)

TerraView Dados espaciais armazenados em BLOBs Perda da semântica do dado espacial limitações da SQL Métodos de acesso e otimizador de consultas implementados pelo SIG

TerraView 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

TerraView www.dpi.inpe.br/terraview For Now, this site is available only in Portuguese, but it will have an ingles version soon In this site you can: find TerraView documentation (tutorial) Download the executable file or its binary files for windowns or linux Find what changes from one version to another new version Discuss and ask questions through the forum

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

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

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

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

Layer 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 Layer dos municípios de São Paulo

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

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

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

Tema Define uma seleção sobre um layer baseado em restrições: Por atributo (ex.: população>300.000) 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

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

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

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.

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. legenda

Tabelas de Dados - Vetoriais 650 651 652 Malha_municipal Polygons2 te_layer_table (metadado)

TerraView - Visualização

TerraView Importação de dados Exportação 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

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

TerraView – Consulta por atributo

TerraView – Consulta Espacial

TerraView – Operações Geográficas

Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos Buffer ou Mapa de distâncias Faixa de 200 metros ao longo das margens dos rios? Buffer You can execute geographical operations, for instance, Create a buffer around a geometry considering a specific distance, as shown in this picture. Clip raster and vector data. Calculate the intersection, difference and union among geometries.

Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos Intersecção (Clipping) Clipping A B C Intersecção You can execute geographical operations, for instance, Create a buffer around a geometry considering a specific distance, as shown in this picture. Clip raster and vector data. Calculate the intersection, difference and union among geometries.

Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos União e Diferença A B União You can execute geographical operations, for instance, Create a buffer around a geometry considering a specific distance, as shown in this picture. Clip raster and vector data. Calculate the intersection, difference and union among geometries. A B Diferença

Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos Adição You can execute geographical operations, for instance, Create a buffer around a geometry considering a specific distance, as shown in this picture. Clip raster and vector data. Calculate the intersection, difference and union among geometries. Operação que adiciona vários temas para criar um novo plano de informação

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 You can execute geographical operations, for instance, Create a buffer around a geometry considering a specific distance, as shown in this picture. Clip raster and vector data. Calculate the intersection, difference and union among geometries.

Operações Geográficas Operações entre layers – geometria e atributos Atribuir dados por localização – Distribuir e Coletar You can execute geographical operations, for instance, Create a buffer around a geometry considering a specific distance, as shown in this picture. Clip raster and vector data. Calculate the intersection, difference and union among geometries.

Operações Geográficas DISTRIBUIR 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 You can execute geographical operations, for instance, Create a buffer around a geometry considering a specific distance, as shown in this picture. Clip raster and vector data. Calculate the intersection, difference and union among geometries. Tabela resultante de Distribuição dos atributos dos Estados para os Municípios

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

TerraView - Análise

TerraView - Análise

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

TerraView – Mapa de Kernel

TerraView – Plugins

TerraView – Plugins

O que é o aRT? SGBD R Packages...

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