Dados em Geoprocessamento Universidade Federal de Campina Grande Centro de Tecnologia e Recursos Humanos Unidade Acadêmica de Engenharia Civil Dados em Geoprocessamento Prof. Iana Alexandra

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

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 Relações Espaciais Tempo Forma de armazenamento 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: modelagem Teoria dos 4 universos Universo do Mundo Real Universo Conceitual Universo de Representação Universo de Implementação Dados em Geoprocessamento

Universo do Mundo Real

Universo Conceitual Alguns fenômenos ocorrem de forma contínua ao longo do espaço. Outros apenas em certos locais. Modelo Discreto Modelo Contínuo Dados em Geoprocessamento

Modelo Discreto Espaço geográfico como um conjunto de objetos nitidamente distintos Variações espaciais ocorrem abruptamente Ex: Redes de infra-estrutura, unidades político-administrativas, equipamentos urbanos Dados em Geoprocessamento

Modelo Contínuo Espaço como uma superfície contínua Variações espaciais ocorrem gradativamente e podem ser observadas ou estimadas em qualquer lugar Exemplos: Variações de temperatura, relevo, tipos de solo, pressão atmosférica, etc. Dados em Geoprocessamento

Universo de representação Existem 2 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 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

Exemplo de representação matricial em modelo contínuo Dados em Geoprocessamento

Exemplo de representação matricial em modelo discreto

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 aquisição de dados da superfície terrestre 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 eficientes Algoritmos Problemas com erros geométricos Processamento rápido e eficiente Armazenamento Por coordenada (menor espaço de armazenamento) Por matrizes (maior gasto em armazenamento) Dados em Geoprocessamento