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Sistemas de Informações Geográficas com ArcMap Versão: agosto de 2019 www.labgis.uerj.br Proibida a cópia e-ou a reprodução deste material didático, sem a prévia autorização do autor, por quaisquer meios ou processos existentes ou que venham a ser inventados, especialmente por programas de computador de acesso à Internet ou não, sistema gráfico, micro filmagens, fotográficos, videográficos; bem como a inclusão de qualquer parte desta obra. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 2 EDIÇÃO, ORGANIZAÇÃO E ELABORAÇÃO DAS PRÁTICAS José Augusto Sapienza Ramos Victor Valentim Lassaval Farias ELABORAÇÃO DO MATERIAL DIDÁTICO Sylvia Maria Burke Gomes Yasmin Kloosterman Gelli Victor Valentim Lassval Farias SOFTWARES UTILIZADOS ArcMap 10.6.1 Prática 00 | Introdução às práticas 06 Passo 1 – Estrutura das práticas 07 Passo 2 – O ambiente utilizado 09 Passo 3 – Copiando os dados das práticas Prática 01 | Dado geográfico, consumo e o ambiente do ArcMap 10 Passo 1 – Explorando três fontes de dados geográficos 17 Passo 2 – Formatos e ferramentas básicas sobre os dados geográficos Prática 02 | Consumo de dados geográficos através de servidores remotos 26 Passo 1 – Acessando Web Map Services (WMS) 30 Passo 2 – Acessando Web Feature Services (WFS) 31 Passo 3 – Acessando ArcGIS Server Prática 03 | Representação do espaço geográfico 34 Passo 1 – Associação do datum ao dado geográfico 38 Passo 2 – Transformação entre referenciais geodésicos pela fórmula de Molodensky 42 Passo 3 – Adicionando os arquivos GSB na pasta do ArcGIS 44 Passo 4 – Transformação entre referenciais geodésicos pela grade interpolada SUMÁRIO SUMÁRIO Prática 04 | Projeções cartográficas 47 Passo 1 – Adicionar projeção cartográfica ao dado 51 Passo 2 – Projeção UTM 54 Passo 3 – Sistemas de coordendas do Data Frame Prática 05 | Criação de dados vetoriais 58 Passo 1 – Criando um File Geodatabase e um Feature Class 63 Passo 2 – Criando feições de pontos 67 Passo 3 – Criando feições de linhas 70 Passo 4 – Criando feições de polígonos 74 Passo 5 – Calculando Coordenadas, Comprimento, Perímetro, Área e campos com a Calculadora de Campo 77 Passo 6 – Transformação de tabela de coordenadas em pontos Prática 06 | Geocodificação 80 Passo 1 – Acessando ArcGIS server do municipio do Rio de Janeiro. 82 Passo 2 – Geocodificação de endereços. Prática 07 | Simbologia e rótulo 85 Passo 1 – Simbologia do tipo qualitativa 90 Passo 2 – Simbologia do tipo ordinal 94 Passo 3 – Simbologia quantitativa 96 Passo 4 – Simbologia quantitativa por gráficos 98 Passo 4 – Simbologia quantitativa por Dot Density 100 Passo 6 – Rótulos SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 5 SUMÁRIO Prática 08 | Publicação de dados online 102 Passo 1 – Iniciando a configuração do projeto no ArcMap 105 Passo 2 – Publicando o projeto no ArcGIS Online 112 Passo 3 – Acessando o mapa publicado no AGOL Prática 09 | Layout de Mapas 115 Passo 1 – Compositor de impressão 116 Passo 2 – Página de impressão 118 Passo 3 – Visualização no compositor de impressão 119 Passo 4 – Fixando a escala para impressão 120 Passo 5 – Elementos de Layout Prática 10 | Introdução à análise espacial 125 Passo 1 – Determinação da porção de áreas de favelas a menos de 1km das estações de trem e metrô 129 Passo 2 – Identificação de áreas urbanas presentes em unidades de conservação SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 6 PRÁTICA 00 – INTRODUÇÃO ÀS PRÁTICAS O objetivo desta prática inicial é passar as informações básicas sobre a execução das práticas deste curso e sobre os ambientes utilizados. PASSO 1 – ESTRUTURA DAS PRÁTICAS Cada uma das práticas contém um tópico “Introdução”, onde é discriminado seu contexto e finalidade. Logo depois temos o tópico “Procedimentos”, que contém enumerados cada passo da prática como, por exemplo, este, o Passo 01. Dentro de cada passo existem itens, cada item é a execução de uma etapa do passo da prática. No exemplo abaixo veremos como eles são listados: Item 01 Itens 02, às vezes pode haver subitens: Subitem a. Subitem b. E assim por diante... As imagens são enumeradas com o número da prática mais uma letra, começando pela letra “a” como, por exemplo, 00.a, 00.b, 00.c e etc. Nota 01: No decorrer dos passos existem notas que servem para que o instrutor faça considerações conceituais ou técnicas pertinentes. Os arquivos utilizados durante as práticas estão em subpastas no material do curso com o nome de dadosPX, onde X é o número da prática como, por exemplo, dadosP01 ou dadosP07. Geralmente ao final de cada passo das práticas há links para vídeos demonstrando sua execução. Os vídeos estão na pasta videosPX de forma análoga aos dados. Os vídeos são identificados pelo número da prática seguido do número do passo como, por exemplo, 00.1, 03.2 e 08.4. Esse material é meramente complementar às aulas e fonte de consulta posterior dos alunos. Ele não se propõe a ser autossuficiente em um aprendizado sobre as geotecnologias aqui apresentadas. Aqui não são abordadas as teorias necessárias para um bom entendimento. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 7 PASSO 2 – O AMBIENTE UTILIZADO O ambiente de aprendizado das ferramentas de Sistemas de Informações Geográficas (SIG) é o ArcMap, desenvolvido pela empresa ESRI (http://www.esri.com). Este é um dos softwares de SIG mais utilizado do mercado atualmente. O ambiente do ArcGIS Desktop é composto por diversas aplicações e extensões. Este ambiente opera sobre três licenças: Basic, Standard e Advanced. Os aplicativos que utilizaremos durante as práticas serão: o ArcMap, o ArcCatalog e o ArcToolbox, estes estarão sobre a licença Advanced. Apesar do ambiente escolhido, estimula-se a exploração e o uso de outros aplicativos de Sistemas de Informações Geográficas como, por exemplo, Spring, QGIS, TerraView, GRASS, GeoMedia, MapInfo e etc. Os quatro primeiros da lista são softwares livres. O ArcMap é o principal aplicativo da família do ArcGIS Desktop. Nele podemos criar, visualizar, consultar, editar, manipular, analisar e publicar dados geográficos e alfanuméricos. A Figura 00.a ilustra sua interface. Figura 00.a – Interface do ArcMap 10.6.1 O ArcCatalog administra e organiza os dados geográficos e alfanuméricos, apresenta uma interface relativamente similar ao Windows Explorer e fornece uma série de ferramentas típicas de Sistemas de Informações Geográficas. Veja na Figura 00.bsua interface. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 8 Figura 00.b – ArcCatalog. O ArcToolBox agrupa e organiza diversas ferramentas do ArcMap, das mais simples até as mais avançadas. Ele é acessado por dentro do ArcMap ou do ArcCatalog. Figura 00.c – ArcToolBox. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 9 Nota 02: O principal objetivo desse curso não é ensinar a utilização do ArcMap Desktop em si, mas ensinar as ferramentas comuns e essenciais de qualquer sistema de informação geográfica através dele. Nota 03: Incentiva-se o uso de material complementar durante o curso e posteriormente. Existem fóruns, sites e sistemas de ajuda completos e didáticos na Internet. O ambiente SIG é muito vasto e detalhado, um aluno dessa área deve ter o hábito de explorar materiais complementares. PASSO 3 – COPIANDO OS DADOS DAS PRÁTICAS O material didático desse curso vem em um arquivo compactado com extensão .zip. Para utilizá-lo, sugerimos os seguintes passos: Copie o arquivo compactado com o material didático par aum disco rígido, pendrive ou outro tipo de mídia similar; No gerenciador de arquivos do seu sistema operacional como, por exemplo, o Windows Explorer, clique com o botão direito na pasta compactada e extraia os arquivos com um software de sua preferência; Pronto, seus arquivos estão prontos para uso. Veja este passo no vídeo: Vídeo 00.3. ANOTAÇÕES file:///F:/Temp/SIGArcGIS%20I/videosP00/00.3.avi SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 10 PRÁTICA 01 – DADO GEOGRÁFICO, CONSUMO E O AMBIENTE DO ARCMAP Nessa prática veremos onde e como adquirir dados geográficos entre os principais formatos utilizados. Diferentes fontes disponibilizam dados sob diversos formados, como o Shapefile, Geodatabase, Geopackage, KML, KMZ, TIFF, IMG, PNG. Sob esse aspecto cabe ao usuário identificar as potencialidades e limitações dos dados e seus diversos formatos. Faz parte dos objetivos dessa prática conhecer e utilizar algumas formas de adquirir dados geográficos através de serviços na Internet. PASSO 1 – EXPLORANDO TRÊS FONTES DE DADOS GEOGRÁFICOS A aquisição de dados geográficos é uma etapa importante em um projeto de SIG. Como visto na apresentação de aula, vivenciamos um processo de descentralização na produção de dados além de um barateamento de sua criação, fazendo surgir a cada ano um conjunto mais amplo de fontes de dados. Naturalmente, essa maior disponibilidade coloca em voga outros questionamentos como, por exemplo, a qualidade dos dados que utilizados. Vamos iniciar fazendo download de dados da Prefeitura de São Paulo. Escolha um navegador de sua preferência (Google Chrome, Mozilla Firefox ou Internet Explorer) e acesse o site http://geosampa.prefeitura.sp.gov.br/PaginasPublicas/_SBC.aspx. Observe a parte superior da tela inicial do site na Figura 01.a; Figura 01.a – menu do site Geosampa da Prefeitura de São Paulo. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 11 Clique na opção Dados Abertos. Na janela que o sistema exibe, clique no droplist e selecione Limites Administrativos. Será aberto um subgrupo, nessa opção marque subprefeituras, veja que será exibida novas opções na janela; Clique na opção de Download Shapefile e no Box arquivo, clique no dado SIRGAS_SHP_densidade_demografica_2010. Vá agora ao grupo Infraestrutura urbana, escolha a subopção Torre de Alta Tensão e clique na opção Shapefile. Por fim, no mesmo grupo, baixe o dado Linha de Alta Tensão; Figura 01.b – dados disponibilizados pela fonte no formato SHP. Assim que o Download for finalizado, vá à pasta onde o arquivo.zip foi salvo provavelmente a Download do Windows. Deixe o dado selecionado clicando uma vez com o botão esquerdo do mouse sobre o arquivo e então pressione simultaneamente as teclas Ctrl+X; Agora, vá à pasta dadosP01 desse curso e clique com botão direito do mouse na pasta conforme mostra a Figura 01.c. Siga à opção Novo/Pasta, nomeando a nova pasta como SaoPaulo; Entre nessa nova pasta dando um clique duplo com o mouse. Pressione então simultaneamente os botões do teclado Ctrl+V para colar o arquivo recortado SIRGAS_SHP_densidade_demografica_2010.zip dentro dessa da nova pasta SaoPaulo; Como os dados dentro do arquivo SIRGAS_SHO_Supprefeitura.zip estão compactados, vamos descompactá-los na pasta SaoPaulo. Para isso, clique com o botão direito do mouse sobre o SIRGAS_SHP_densidade_demografica_2010.zip e vá em Extrair Tudo. Vide a Figura 01.d; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 12 Na janela que o sistema abre, clique no botão Extrair na parte inferior. Aguarde o fim da extração. Observe os dados descompactados com extensões como .shp e .shx, que como visto em aula são referentes ao formato ESRI Shapefile; Repita os itens de 7 a 8 para os outros dois dados; Agora, vamos acessar uma segunda fonte de dados geográficos: o importante portal do IBGE. Em espacial, vamos baixar dados no formato Geopackage. Acesse pelo navegador de sua preferência o site https://www.ibge.gov.br; Figura 01.c – Criando uma pasta para extrair os dados compactados. Figura 01.d – Extraindo os dados compactados. https://www.ibge.gov.br/ SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 13 Observe o menu suspenso azul na página inicial. Clique no item Geociências desse menu e depois clique em Download no painel exibido – vide Figura 01.e; Na página que se abre há uma estrutura de pastas e sub-pastas. Acesse o caminho Cartas_e_mapas/bases_cartograficas_continuas/bc100/espirito_santo/geopackage/ bc100_es.gpkg, onde ao clicar em uma pasta os respectivos subitens são exibidos. Veja o caminho na Figura 01.f; Ao se clicar no item bc100_es.gpkg o download do Geopackage é iniciado. Aguarde o download terminar, crie uma pasta IBGE dentro da pasta dadosP01 mova o bc100_es.gpkg para a pasta criada assim como foi feito nos itens 4, 5, 6; Figura 01.e – acessando a seção de Downloads do portal do IBGE. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 14 Figura 01.f – Caminho para download do Geopackage. Nota 01: observe que o portal data.rio oferece não apenas dados geográficos, mas também aplicações interativas com esses dados para diferentes fins. Por fim, vamos acessar a terceoira e última fonte de dados. Dessa vez baixaremos dados matriciais (raster) de modelos digitais de elevação (MDE) no formato de arquivo TIFF (Tagged Image File Format). Acesse o endereço do site da Embrapa https://www.cnpm.embrapa.br/projetos/relevobr/download/ pelo navegador; https://www.cnpm.embrapa.br/projetos/relevobr/download/ SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 15 Observe que o site exibe um mapa do Brasil – vide Figura 01.g. Clique no estado da Bahia; Na próxima página é exibida a articulação de folhastopográficas na escala 1:250.000, de maneira similar a Figura 01.h. Clique sobre a carta de índice SD-24- V-C para iniciar o download; Nota 02: a fonte de dados disponibiliza os modelos digitais de elevação (MDE) do Brasil divididos segundo a articulação de folhas topográficas compatíveis com a escala cartográfica 1:250.000. Caso a sua área de estudo abranja mais de uma quadrícula da articulação, você deverá baixar os arquivos de todas as quadrículas de forma a cobrir toda a área de interesse. Ao terminar o download, crie uma pasta de nome Embrapa na pasta dadosP01 e descompacte o arquivo ZIP baixado. Observe o arquivo .tif obtido. Nota 03: esses dados de relevo são oriundos do projeto SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) da NASA. Mais informações podem ser acessadas por meio do link: https://www2.jpl.nasa.gov/srtm/index.html Figura 01.g – Site da Embrapa para download de dados de relevo. https://www2.jpl.nasa.gov/srtm/index.html SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 16 Figura 01.h – selecionando a quadrícula para download do dado matricial. Veja este vídeo deste passo: 01.1. ANOTAÇÕES SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 17 PASSO 2 – FORMATOS E FERRAMENTAS BÁSICAS SOBRE OS DADOS GEOGRÁFICOS Nesse passo trabalharemos com os dados coletados no passo anterior. Como apresentado em aula, há diversas fontes de dados geográficos gratuitos disponíveis. Siga os passos: Primeiramente precisamos abrir o ArcMap. Vá em Iniciar/Programas/ArcGis/ArcMap; O sistema apresenta a janela Getting Started. Dentro da caixa My Templates, selecione Blanck Map e clique em OK. Aguarde o programa iniciar até uma tela similar ao da Figura 01.i ser exibida; Figura 01.i – tela inicial do ArcMap. No ArcMap temos três elementos essenciais: a Table of Contents, a Data Frame e os Toolbars; Nota 04: A Table of Contents contém as entradas de todos os dados adicionados no ArcMap. Ela pode ser aberta no menu suspenso Windows/Table of Contents. A Data Frame é a principal área de visualização dos dados geográficos. Os Toolbars contêm botões que acionam diversas ferramentas. Eles são agrupados por categorias, como, por exemplo, Standard, Tools, Editor e etc. Para visualizar ou ocultar essas barras, clique com o botão direito do mouse na área do menu suspenso, e clique sobre os itens da lista para habilitá-las ou desabilitá- las; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 18 Com o ArcMap aberto, clique no botão Add Data localizado na barra de ferramentas Standard. Na janela que se abre, conforme ilustra a Figura 01.j. Clique no botão Connect to folder Siga o caminho onde os dados do material didático se encontram, como mostra a Figura 01.O. Na sala de aula os dados estarão em um caminho como C:\CursosGEO\ArcMap; Figura 01.j – Janela Add Data. Nota 05: É possível também fazer conexão à pasta pelo ArcCatalog ou aba Catalog pelo ArcMap. No ArcCatalog clique no botão Connect to Folder . Será aberta uma janela para que o usuário indique à pasta para conexão. Siga o caminho onde os dados do material didático se encontram, como mostra a Figura 01.k. Na sala de aula os dados estarão em um caminho como C:\CursosGEO\ArcMap; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 19 Figura 01.k – Aba ArcCatalog acessando o local onde os dados geográficos foram salvos. Agora, acesse a pasta dadosP01. Observe então as pastas com os dados geográficos que realizamos o download no passo anterior. Inicialmente, abra a pasta SaoPaulo e insira os dados para o Data Frame; O sistema retorna à janela principal com os dados geográficos adicionados, como mostra a Figura 01.l; Figura 01.l – Dado geográfico no formato Shapefile de São Paulo adicionado no ArcMap. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 20 Observe que na área à esquerda da janela do ArcMap, área denominada Table of Contents (TOC) lista as camadas (layers) adicionados. Já o espaço à direita da TOC, onde estão exibidas as geometrias, é chamado de Data Frame; Na parte superior da TOC, temos algumas ferramentas de edição e exibição de camadas: List By Drawing Order : O software vai listar as camadas através de da ordem de visualização. Em um ambiente de SIG há uma ordem de visualização das camadas, ou seja, pontos, linhas, polígonos e imagens; List By Source : mostra a fonter de onde as camadas foram adicionadas; O software lista as camadas com base no geodatabase ou pastas; List By Visibility : O software lista as camadas pelo checkbox habilitado; List By Selection : O software lista as camadas por dados que podem ser selecionados. Falaremos de seleção mais para frente; Nota 06: Ao lado de cada nome da camada há checkbox . Quando clicamos nele alternamos a camada como visível ou invisível no Data Frame, experimente; Com todas as camadas visíveis e na opção List By Dwowing Order, clique no nome SIRGAS_SHP_densidade_demografica_2010 na TOC e o arraste para cima da camada linha_alta_tensao e torre_alta_tensao. Observe que os polígonos estão sobrepondo as demais camadas – use o checkbox para alterar a visibilidade da camada de polígonos e confirmar; Agora arraste a camada polígonos até a base da lista de camadas; Clique no botão New (Ctrl+N) na parte superior da tela do ArcMap para limpar a área de trabalho criando um projeto novo. Na janela que o sistema exibe, clique em Blank Map e depois OK; Como feito no início desse passo, acesse a pasta dadosP01 através do ArcCatalog. Observe que Geopackage bc100_es.gdb é exibido dentro da pasta IBGE; Adicione os seguintes arquivos: lim_unidade_federacao_a, tra_arruamento_l, loc_area_urbana_isolada_p. A Figura 01.m apresenta as camadas adicionadas no projeto; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 21 Figura 01.m –Três dados contidos na pasta IBGE sendo apresentados como camadas no ArcMap. Nota 07: Observe que a figura 01.f mostra a maior parte do dado geográfico à esquerda da janela, isso ocorre porque há uma porção bem pequena à direita do Data Frame. Agora, vamos usar a ferramenta de Zoom In . Escolha uma área em que se tenha o arruamento, clique com o botão esquerdo do mouse e arraste até que ela cubra sua área de interesse, por fim, solte o botão; Utilize o Zoom out para afastar a visualização utilizando os mesmos passos do item anterior; Temos a possibilidade também de aumentar o zoom e diminuir o zoom de forma centralizada, para isso, utilize as ferramentas Fixed Zoom In e Fixed Zoom Out ; Agora, precisamos enquadras todos os dados em uma mesma visualização, para isso, clique no botão Full Extent e veja que todos os dados aparecem no Data Frame; Como visto na apresentação do instrutor, todo dado geográfico é composto de 3 componentes: a componente descritiva, a componente temporal e a componente espacial. A componente descritiva pode ser acessada através dos metadados ou através da tabela de atributos – tabela que tem por finalidade associar a descrição do fenômeno a sua localidade;a componente espacial é a localização do fenômeno a ser estudado; por fim, a componente temporal informa quando foi feita a aferição das informações; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 22 Abra a tabela de atributos do dado de pontos main.loc_area_urbana_isolada_p clicando com o botão direito do mouse sobre o dado e selecione a opção Open Attribute Table conforme mostra a figura 01.n; Figura 01.n – Abrindo a tabela de atributos do dado vetorial de pontos. Veja que a tabela de atributos contém o nome da localidade urbana e identificação de sua característica na hierarquia urbana sob a condição de cidade ou vila. Cada ponto no Data Frame está associado a uma linha na tabela de atributos; Por fim, adicione um projeto em branco e não salve as alterações como feito no item 9 e adicione o dado SD-24-V-C.tif e veja que ele é um arquivo matricial, é formado por uma grade retangular de pixels do mesmo tamanho, conforme ilustra a Figura 01.o; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 23 Figura 01.o – adição no Data Frame de um Modelo Digital de Elevação no formato tif. Agora, aplique o Zomm In na imagem até ‘estourar o pixel’, ou seja, até que consigamos diferenciar um pixel do outro como mostra a figura 01.p; Figura 01.p – Estourando os pixels da imagem. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 24 Limpe mais uma vez o projeto clicando em New e não salve as operações. Iremos utilizar os dados que estão no Geodatabase; Nota 08: Como visto em aula, há importantes diferenças entre os formatos de dados geográficos trabalhos nessa prática. Entretanto, a forma de adicioná-los em um projeto do ArcMap é muito similar. Podemos em um mesmo projeto trabalhar com dados em diferentes formatos, desde que observados certos detalhes que serão abordados durante este curso. Veja este vídeo deste passo: Vídeo 01.2. ANOTAÇÕES file:///C:/Documents%20and%20Settings/arthurcesar/Desktop/análise2D3D/cccjij SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 25 A distribuição dos dados geográficos sempre foi um ponto importante nos projetos de SIG, seja no projeto que deseja difundir seus resultados e produtos ao publico alvo ou uma instituição que comumente utiliza de dados dispostos por terceiros. Essencialmente há três formas de distribuir dados geográficos: papel, mídia eletrônica (CD, DVD e afins) e Internet. Certamente a última tem se mostrado mais promissora nos últimos tempos, onde as vantagens são bem conhecidas. O Open Geospatial Consortium (OGC) definiu padrões de difusão de dados geográficos pela Web. Esta padronização permite que diversas plataformas de software disponibilizem ou consumam informações pela Web mais facilmente. Entre os principais padrões neste contexto, destacam-se Web Map Service (WMS) e Web Feature Service (WFS). O WMS serve aos clientes imagens (matricial) com a representação dos dados geográficos, todavia não fornece o dado geográfico em si. O WFS já serve informações na representação vetorial. Todavia, apesar de promissor, difusão de dados geográficos pela internet demanda certa infraestrutura de TI: servidor de dados, rede eficiente, entre outros, e profissionais para operá-la. Ressalta-se a difusão dos metadados e documentações pertinentes, contudo o dado geográfico é tão importante quanto a difusão dos dados em si. Nesse processo, o canal de difusão de geoinformações da INDE (Infraestrutura de Dados Espaciais) é o Portal Brasileiro de Dados Geoespaciais - SIG Brasil: http://www.inde.gov.br/. O mesmo ainda está em estruturação, mas já conta com materiais e dados disponíveis. Da mesma forma que há catálogos de metadados, também existem sites com listagens de servidores remotos de dados geográficos como, por exemplo, o site GEOPOLE http://www.geopole.org. Veremos como acessar servidores de dados geográficos remotos. PRÁTICA 02 – CONSUMO DE DADOS GEOGRAFICOS ATRAVÉS DE SERVIDORES REMOTOS http://www.inde.gov.br/ http://www.geopole.org/ SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 26 FONTES E PREPARAÇÃO DOS DADOS O Shapefile de Unidades Federativas foi adquirido na área de Download/Geociências no diretório FTP do portal do IBGE (ftp://geoftp.ibge.gov.br/) no dia 16 de março de 2019. Não houve nenhum tratamento especial sobre o arquivo, apenas campos desnecessários foram apagados e o arquivo renomeado. PASSO 1 – ACESSANDO WEB MAP SERVICES (WMS) Primeiramente, vamos realizar conexões em servidores de Web Map Services (WMS), que como abordado anteriormente, tem se apresentado como uma alternativa usual na distribuição de dados geográficos para consulta via Internet. Vamos realizar a conexão com o WMS pelo Catalog: Figura 02.a – Acessando o WMS pelo Catalog. Acesse a aba Catalog clicando, no menu suspenso, na opção Windows/Catalog. Para realizar a conexão ao WMS hospedado nos servidores do IBGE, vá em GIS Servers/Add WMS Server. Este servidor contém uma vasta base pelo IBGE em diversas escalas No campo URL digite http://www.geoservicos.ibge.gov.br:80/geoserver/ows?SERVICE=WMS& Clique em OK; No Catalog/GIS Servers, irá aparecer um novo campo com nome de GeoServer Web Map Service, onde é possível observar que o programa disponibiliza uma lista das camadas disponíveis no WMS do IBGE; ftp://geoftp.ibge.gov.br/) http://www.geoservicos.ibge.gov.br/geoserver/ows?SERVICE=WMS& SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 27 Figura 02.b - Lista de camadas disponíveis no WMS do IBGE. Adicione ao projeto do ArcMap o arquivo br_unidades_federativas.shp, contido na pasta desta prática; depois, escolha a camada Aldeia Indígena na lista disponibilizada; Dê um zoom em uma das áreas de aldeia indígena. Quanto menor a escala, maior a possibilidade de visualização da área identificada; Adicione mais WMS Servers no seu projeto. Sugerimos o arquivo Vias e plantação de cana crescimento absoluto. Observe o comportamento das camadas no mapa; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 28 Figura 02.c - Projeto com shapefile e dado WMS adicionados. Figura 02.d – Aproximação da camada na Aldeia Indigena Guarani Do São Silvério. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 29 Figura 02.e – Camadas do servidor IBGE adicionadas. Veja este vídeo deste passo: 02.1. ANOTAÇÕES SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 30 PASSO 2 – ACESSANDO WEB FEATURE SERVICES (WFS) Neste próximo passo veremos como acessar pelo Catalog do ArcMap servidores WFS, também padronizado pelo OGC. Ao contrário do WMS, o WFS serve informações no formatovetorial. Para realizar a conexão ao WFS, será necessário adicionar uma extensão de dado de interoperabilidade. Para isso acesse o menu suspenso opção Customize/Extensions. Marque o Checkbox Data Interoperability. Agora, de maneira similar aos passos do WMS, acesse no Catalog, a opção Interoperability Conections/Add Interoperability Conection. No campo Format escolha a opção WFS (Web Feature Service). Caso essa opção não esteja disponível, clique na opção More Formats e clique na opção WFS; No campo Dataset preencha: https://geoservicos.ibge.gov.br/geoserver/ows?service=wfs&version=2.0.0&re quest=GetCapabilities, este é o servidor WFS do IBGE; Clique na opção Parameters e, no campo obrigatório Feature Types, selecione as camadas desejadas. Veja este vídeo deste passo: 02.2. ANOTAÇÕES https://geoservicos.ibge.gov.br/geoserver/ows?service=wfs&version=2.0.0&request=GetCapabilities https://geoservicos.ibge.gov.br/geoserver/ows?service=wfs&version=2.0.0&request=GetCapabilities SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 31 PASSO 3- ACESSANDO O ARCGIS SERVER Assim como aprendemos nos passos anteriores a adicionar um WMS/WFS, o ArcMap também disponibiliza uma conexão com o servidor online deles. No seu painel Catalog, clique na opção GIS Servers/Add ArcGIS e, na janela que se abre, avance com a opção Use GIS Services selecionada, como ilustra a Figura 02.f; Figura 02.f - Estabelecendo nova conexão com o ArcGIS Server. Na nova janela que se abre, crie uma nova conexão, como nos passos anteriores, só que desta vez com o link http://server.arcgisonline.com/arcgis/rest/services/World_Imagery/MapServer , como mostra a Figura 02.g; Agora, em seu navegador, acesse a lista de camadas do ArcGIS Server de maneira similar ao item 3 do Passo 1. De maneira similar a Figura 02.h, adicione uma das camadas no seu projeto e explore esta camada. http://server.arcgisonline.com/arcgis/rest/services/World_Imagery/MapServer SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 32 Figura 02.g - Configurando a janela para estabelecer uma nova conexão com o ArcGIS Server. Figura 02.h - Explorando as camadas disponíveis através da nova conexão. Veja este vídeo deste passo: 02.3. ANOTAÇÕES SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 33 Essa prática tem como objetivo principal demonstrar como associar e mudar projeções cartográficas e referenciais geodésicos de dados geográficos. No ambiente ArcGIS esses elementos estão associados ao Sistema de Coordenadas ou Coordinate System. Como foi visto na apresentação do instrutor, os referenciais geodésicos e projeções cartográficas são de suma importância aos dados geográficos. O primeiro define a forma da Terra e um sistema de coordenadas para referenciar pontos em sua superfície. O segundo, que não é utilizado em todos os dados, determina como o modelo elipsoidal da Terra é projetado em um plano. Também foi visto na apresentação que utilizar projeção e referenciais de forma incorreta pode gerar grande inconsistência de informações e análises. Alguns formatos de arquivos para armazenar dados geográficos possuem necessariamente o referencial e o sistema de datum e/ou projeção associados. Já outros formatos não contêm esses parâmetros ou apenas os contêm opcionalmente como, por exemplo, o Shapefile. Através dos dados públicos disponíveis para download no site http://mapas.mma.gov.br/i3geo/datadownload.htm , foi adquirido o Shapefile das áreas de Mata Atlântica. Nota 01: O shapefile é composto por arquivos do mesmo nome, mas de diferentes extensões. Sem os arquivos apresentados na Figura 03.a não seria possível a leitura do shape. Figura 03.a - Arquivos de composição do Shapefile. PRÁTICA 03 – COMO REPRESENTAR O ESPAÇO GEOGRÁFICO http://mapas.mma.gov.br/i3geo/datadownload.htm SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 34 PASSO 1 – ASSOCIAÇÃO DO DATUM AO DADO GEOGRÁFICO Não é raro que dados geográficos de fontes externas cheguem ao usuário sem informações sobre projeção e o referencial geodésico utilizado. Portanto, é necessário associar estes parâmetros com base em relatórios ou em outras fontes confiáveis. Observe na Figura 03.a que no Explorador de Arquivos aparecem três arquivos essenciais para a leitura do Shapefile pelo software de SIG: *.shp, *.shx, *.dbf, contudo se fossem adicionados ao programa seria necessário associar o datum a esta camada; Acesse a pasta desta prática através do Navegador do ArcMap e adicione a camada mata_atlantica contido dentro do geodatabase dados_p03; Em um navegador de sua preferência, digite http://mapas.mma.gov.br/i3geo/datadownload.htm. Na coluna à esquerda da página procure a pasta i3Geo. Dentro dessa pasta, abra Biomas, depois, abra a pasta Mata Atlântica, e depois abra a pasta Área de Aplicação da Lei nº 11.428, de 2006; O sistema abrirá uma janela com as três componentes do arquivo Shapefile (*.shp, *.shx, *.dbf). Clique, em sequência, nos arquivos ms_tmp/mata_atlantica11428.shp ms_tmp/mata_atlantica11428.shx ms_tmp/mata_atlantica11428.dbfms_tmp para realizar o download; Após baixar os arquivos, clique no tópico Fonte, logo abaixo da pasta Área de Aplicação da Lei nº 11.428, de 2006, para verificar o metadado do arquivo que baixamos. Em Informação do Sistema de Referência, podemos observar que o dado está referenciado como SAD 69; Verifique o local onde foi realizado o download e transfira esses arquivos como já feito nas práticas passadas para a pasta desta prática. Agora, com o ArcMap aberto, abra o ArcCatalog, acesse a pasta desta prática, arraste o arquivo mapa_atlantica11428.shp para a Table of Contents (TOC). Veja que o software exibe uma janela informando a falta de informação da referência espacial do dado geográfico, por fim, observe a geometria das feições; http://mapas.mma.gov.br/i3geo/datadownload.htm http://mapas.mma.gov.br/ms_tmp/mata_atlantica11428.shp http://mapas.mma.gov.br/ms_tmp/mata_atlantica11428.shx http://mapas.mma.gov.br/ms_tmp/mata_atlantica11428.dbf SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 35 Figura 03.b – Acessando as propriedades do dado geográfico. Clique com o botão direito do mouse sobre o dado geográfico mapa_atlantica11428.shp e abra a opção Properties, como ilustra a Figura 03.b; O sistema abrirá uma janela, clique na aba Source, como mostra a Figura 03.c. Observe que a caixa Coordinate System não está com a configuração definida, isso significa que este dado não contém Sistema de Coordenadas associado; Figura 03.c – Sistema de coordenadas indefinido. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 36 Feche a janela Layer Properies. Agora aprenderemos a associar o referencial geodésico ao dado. Abra o ArcToolbox/Data Management Tools/Projections and Transformations/Define Projection, o sistema abrirá uma janela, conforme mostra Figura 03.d. Configure a ferramenta da seguinte forma: Em Input Dataset or Feature Class: selecione o dado geográfico mapa_atlantica11428.shp, que é o dado que estamos utilizando; Em Coordinate System: clique no botão . O sistema abrirá uma janela conforme mostra a Figura 03.e. Na aba XY Coordinate System, informaremos o Datum do dado baixado anteriormente. Siga o caminho: Geographic Coordinate System/South America/South American Datum 1969, por fim, clique em OK. O sistema retornará à janela, clique OK mais uma vez; Figura 03.d – Definido o datum da camada mata atlântica através da ferramenta Define Projection. Figura 03.e – Caminho para selecionar o South American Datum 1969. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 37 Pronto. O dado agora está referenciado em SAD 69, de acordo com o metadado indicado pela fonte, agora podemos converter para o datum SIRGAS 2000. Veja este passo no vídeo: Vídeo 03.1. ANOTAÇÕES file:///F:/Temp/SIGArcGIS%20I/videosP00/00.3.avi SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 38 PASSO 2 - TRANSFORMAÇÃO ENTRE REFERENCIAIS GEODÉSICOS UTILIZANDO A FÓRMULA DE MOLODENSKY No passo anterior associamos o datum ao dado geográfico. Alterar este referencial (datum) requer algumas considerações adicionais, no Brasil esta alteração de referencial requer adoção de parâmetros estipulados pelo IBGE, que podem ser encontrados no link: https://ww2.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/pmrg/faq.shtm Nesse passo vamos realizar uma transformação de referencial geodésico de SAD 69 para SIRGAS 2000 seguindo os parâmetros do IBGE. Será utilizado o arquivo mapa_atlantica11428.shp que baixamos no site do Ministério de Meio Ambiente no passo anterior. Esse método, como já visto na apresentação teórica, pode ser preterido frente às transformações com grades interpoladas, método atualmente recomendado pelo IBGE e que veremos mais à frente. Nota 02: É imprescindível a realização do Passo anterior para a realização desse Passo; Num projeto novo do ArcMap, acrescente da pasta desta prática o dado mapa_atlantica11428.shp. Clique com o botão direito do mouse na TOC na camada adicionada, vá em Properties e depois na aba Source. Podemos ver que a camada está associada ao sistema de coordenadas geográficas no referencial geodésico SAD 69; Primeiramente, precisamos criar a transformação SAD 69 para SIRGAS 2000 para depois aplicarmos sobre o dado. Para isso, abre o ArcToolbox, vá ao item Data Management Tools/Projections and Tranformation/Create Custom Geographic Tranformation, como ilustra a figura 03.f. O sistema abre uma janela conforme ilustra a Figura 03.g. Na janela, faça: Geographic Transformation Name: coloque SAD69_para_SIRGAS2000_Molodenky. Esse é o nome dado à transformação. Input Geographic Coordinate System: clique no botão e selecione o item Geographic Coordinate Systems/South America/South American Datum 1969 e clique em OK. Este é o sistema de entrada da transformação; Output Geographic Coordinate System: clique no botão e selecione o item Geographic Coordinate System/South America/SIRGAS 2000 e clique em OK. Este é o sistema de saída da transformação; https://ww2.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/pmrg/faq.shtm SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 39 Figura 03.f – Ferramenta para criar a transformação customizada. Figura 03.g - Janela para configuração da nova transformação. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 40 Method: seguindo o link apresentados no início deste passo, selecione MOLODENSKY_ABRIDGED. Este é o método utilizado na transformação; Parameters: aqui informamos os parâmetros do método selecionado. O método selecionado precisa de três parâmetros: translação em X, translação em Y e translação em Z. Seguindo o link no início desse passo, preencha; i. Translação do eixo X (metros): -67.35 ii. Translação do eixo Y (metros): +3.88 iii. Translação do eixo Z (metros): -38.22 Ao final, clique em OK. Criamos a tranformação; Nota 03: A tranformação geográfica não é dependente de projeção cartográfica adotada, ela é apenas dependente de referencial geodésico. Por exemplo, podemos utilizar a mesma tranformação para passar uma geoinformação referenciada em Córrego Alegre para SAD 69, independente da projeção cartográfica (UTM, Robeinson, Policônica, entre outras) adotada sobre cada um desses dois referenciais. Agora iremos realizar a transformação para isso, no ArcToolbox, vá ao item Ferramentas Project a partir do caminho Data Management Tools/Projection and Transformation/Project; Na janela exibida pelo sistema, faça a seguinte configuração: Input Dataset or Feature Class: Aponte para o dado mata_atlantica11428.shp; Output Dataset or Feature Class: Clique no botão , agora aponte para a pasta desta prática e coloque o nome MataAtlantica_SIRGAS2000_Molodensky; Output Coordinate System: Clique no botão , o sistema abriu uma janela ilustrada na figura 03.h. Selecione o sistema de coordenada Geographic Coordinate Systems/South America/SIRGAS 2000. Clique em OK; Geographis Tranformation (optional): Selecione a transformação que acabamos de criar: SAD69_para_SIRGAS2000_Molodensky; Clique em OK. Pronto, realizamos a transformação de referencial geodésico de SAD69 para SIRGAS2000 segundo a orientação do IBGE. Repare que tanto mapa_atlantica11428.shp como MataAtlantica_SIRGAS2000_Molodensky estão em coordenadas geográficas, isto é, sem projeção cartográfica, vide nota 03 acima. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 41 Figura 03.h – Janela Propriedades da Referência Espacial. Veja este passo no vídeo: Vídeo 03.2. ANOTAÇÕES file:///F:/Temp/SIGArcGIS%20I/videosP00/00.3.avi SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 42 PASSO 3 – ADICIONANDO OS ARQUIVOS GSB NA PASTA DE INSTALAÇÃO DO ARCMAP Como já explicado no passo anterior, alterar referencial geodésico é mais complexo do que projetar ou alterar a projeção. No Brasil esta operação requer adoção de parâmetros estipulados pelo IBGE que podem ser encontrados no link: https://ww2.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/param_transf/default_para m_transf.shtm Como visto na apresentação do instrutor, o IBGE recomenda que seja utilizado para transformações entre data as grades gravimétricas. Para isso é necessário baixar o PROGRID (arquivo progrid.zip) no computador através do link ftp://geoftp.ibge.gov.br/informacoes_sobre_posicionamento_geodesico/sirgas/aplicat ivos/transformacao_coordenadas/, e siga o passo a passo: Extraia os arquivos contidos dentro da pasta progrid.zip. Para isso, clique com o botão direito do mouse sobre o arquivo, selecione a opção 7-Zip e clique na opção Extrair aqui. Agora, siga o caminho de pasta \ProGriD_install\program files\Progrid\GridFiles, veja que há 4 arquivos com extensão .GSB. Selecione esses 4 arquivos aperte simultaneamente os botões do teclado Ctrl e o botão C; Nota 04: Você pode utilizar também um programa descompactadorde arquivos de sua preferência (Winzip, 7-zip, WinRar). Agora iremos colar esses arquivos em uma pasta específica da instalação do ArcMap. Cole esses arquivos no caminho C:\Program Files (x86)\ArcGIS\CoordinateSystemsData\pedata\ntv2\brazil. Para isso, aperte os botões do teclado Ctrl e o botão V; Veja a Figura 03.i com a pasta brazil na instalação do ArcMap, com os arquivos .GSB; Figura 03.i - Acesso à pasta brazil do ArcMap. https://ww2.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/param_transf/default_param_transf.shtm https://ww2.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/param_transf/default_param_transf.shtm ftp://geoftp.ibge.gov.br/informacoes_sobre_posicionamento_geodesico/sirgas/aplicativos/transformacao_coordenadas/ ftp://geoftp.ibge.gov.br/informacoes_sobre_posicionamento_geodesico/sirgas/aplicativos/transformacao_coordenadas/ SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 43 Veja este passo no vídeo: Vídeo 03.3. ANOTAÇÕES file:///F:/Temp/SIGArcGIS%20I/videosP00/00.3.avi SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 44 PASSO 4 - TRANSFORMAÇÃO ENTRE REFERENCIAIS GEODÉSICOS UTILIZANDO A REDE INTERPOLADA Nesse passo vamos realizar uma transformação de referencial geodésico de SAD 69 para SIRGAS 2000 seguindo os parâmetros do IBGE. Será utilizado o arquivo mapa_atlantica11428.shp na pasta desse curso utilizando as grades interpoladas. Esse método como já visto na apresentação teórica deve ser preferido frente as fórmulas matemáticas de Molodesnky. https://ww2.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/param_transf/default_param_tra nsf.shtm Nota 05: É imprescindível ter as grades na pasta(como mostra o passo 3) para a realização desse passo; Num projeto novo do ArcMap, acrescente da pasta desta prática o dado mapa_atlantica11428.shp, que foi associado ao referencial geodésico SAD 69 no Passo 1. Clique com o botão direito do mouse na TOC na camada adicionada, vá em Properties e depois na aba Source. Podemos ver que a camada está associada ao sistema de coordenadas geográficas no referencial geodésico SAD 69; Primeiramente, precisamos criar a transformação SAD 69 para SIRGAS 2000 baseada nas grades, para depois aplicarmos sobre o dado. Para isso, vá ao item Data Management Tools/Projections and Tranformation/Create Custom Geographic Tranformation no ArcToobox, como ilustra a figura 03.j. O sistema abre uma janela conforme ilustra a Figura 03.l . Na janela, faça: Geographic Transformation Name: coloque SAD69_para_SIRGAS2000_GRADES. Esse é o nome dado à transformação. Input Geographic Coordinate System: clique no botão e selecione o item Geographic Coordinate Systems/South America/South American Datum 1969 e clique em OK. Este é o sistema de entrada da transformação; Output Geographic Coordinate System: clique no botão e selecione o item Geographic Coordinate System/South America/SIRGAS 2000 e clique em OK. Este é o sistema de saída da transformação; Method: seguindo os links apresentados no início deste passo, selecione NTV2. Este é o método utilizado na transformação; Parameters: aqui informamos os parâmetros do método selecionado. Em Value coloque brazil/ SAD69_003.GSB, que é a grade referente ao Datum SAD69. Ao final, clique em OK. Criamos a transformação; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 45 Figura 03.j – Ferramenta para criar a transformação customizada. Figura 03.l - Janela para configuração da nova transformação. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 46 Nota 06: A tranformação geográfica não é dependente de projeção cartográfica adotada, ela é apenas dependente de referencial geodésico. Por exemplo, podemos utilizar a mesma tranformação para passar uma geoinformação referenciada em Córrego Alegre para SAD 69, independente da projeção cartográfica (UTM, Robeinson, Policônica, entre outras) adotada sobre cada um desses dois referenciais. No ArcToolbox vá ao item Ferramentas de Data Management Tools/Projection and Transformation/Project; Faça a configuração: Input Dataset or Feature Class: Aponte para o dado mapa_atlantica11428.shp; Output Dataset or Feature Class: Clique no botão , agora aponte para a pasta desta prática e coloque o nome mapa_atlantica11428.shp _SIRGAS2000GRADES; Output Coordinate System: Clique no botão , o sistema abriu uma janela ilustrada na figura 03. Selecione o sistema de coordenada Geographic Coordinate Systems/South America/SIRGAS 2000. Clique em OK; Geographic Transformation (optional): Selecione a transformação que acabamos de criar: SAD69_para_SIRGAS2000_GRADES; Clique em OK. Pronto, realizamos a transformação de referencial geodésico de SAD69 para SIRGAS2000 segundo a orientação do IBGE. Repare que tanto mapa_atlantica11428.shp como mapa_atlantica11428.shp _SIRGAS2000_GRADES estão em coordenadas geográficas, isto é, sem projeção cartográfica, vide nota 06 acima. Veja este passo no vídeo: Vídeo 03.4. ANOTAÇÕES file:///F:/Temp/SIGArcGIS%20I/videosP00/00.3.avi SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 47 Como foi visto na apresentação da prática anterior, comumente utilizamos projeções cartográficas com características específicas para termos dados consistentes. Desta forma, mudar a projeção ou projetar os dados geográficos é uma ferramenta importante. Veremos algumas das principais projeções utilizadas, para isso, siga os seguintes passos: PASSO 1 – ADICIONAR UMA PROJEÇÃO CARTOGRÁFICA Em um novo projeto, adicione as camadas Mundo e Grade_LatLong do arquivo Projeção.gdb contido na pasta desta prática; Figura 04.a – ArcMap com os dados adicionados. Abra o ArcToolBox e depois vá à ferramenta Data Management Tools/Projection and Transformation/Project, vide Figura 04.b; O sistema abriu uma janela, como mostra a Figura 04.c. Nela vamos configurar: PRÁTICA 04- PROJEÇÕES CARTOGRÁFICAS SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 48 Input Dataset or Feature Class: Aponte para a camada Mundo, este será o dado de entrada para a projeção; Output Dataset or Feature Class: Clique no botão, agora aponte para a pasta desta prática e salve junto ao arquivo de nome Projecao.gdb com o nome da camada Mundo_Sinusoidal; Output Coordinate System: Clique no botão, o sistema abriu uma janela como mostra a Figura 04.d. Selecione o sistema de coordenada Projected Coordinate Systems/World/Sinusoidal (world) e depois clique em OK; Figura 04.b – Abrindo a ferramenta Project. Figura 04.c – Janela do Project. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 49 Figura 04.d - Selecione o sistema de coordenada Projected Coordinate Systems. Repita a etapa anterior com a camada Grade_LatLong e nomeie ela como Grade_LatLongSinusoidal; Em um novo projeto, observe no navegador que no Projecao.gdb agora também contêm as camadas que foram salvas. Abra os dois arquivos e observe o resultado, como ilustra a Figura 04.f; Agora useos mesmos dados originais Mundo e Grade_LatLong, mas projete-os na projeção Robinson. Para isto, repita do item 1 até 4 deste passo, mas usando o sistema de coordenadas World_Robinson. O resultado está ilustrado na Figura 04.g; Figura 04.e - Procurando na pasta de origem o Geopackage que receberá o arquivo exportado. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 50 Figura 04.f - Resultado da Projeção Sinusoidal. Figura 04.g – O dado geográfico dos países do mundo visto sobre a projeção Robinson. Veja o vídeo desse passo 04.1 ANOTAÇÕES SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 51 PASSO 2 – PROJEÇÃO UTM Uma das projeções mais utilizadas no Brasil para escalas 1:500.000 e maiores é a UTM – Universal Transverse de Mercator. A UTM tem uma característica peculiar entre as outras projeções, ela divide a Terra em fusos ou zonas, cada fuso tem seis graus de largura e é divido em norte e sul. Logo, como a Terra tem 360º, temos 120 partes (360º/6º x 2). Caso representemos em um fuso dados geográficos que estão localizados espacialmente em outro, estes dados não preservarão as propriedades da projeção, uma vez que ocorrem deformações demasiadas. Veremos esse efeito no exemplo a seguir. Os fusos ou zonas são denominados pela contagem na longitude 180º W à esquerda e pelo hemisfério (N – Norte e S – Sul) como, por exemplo, o 22S, que é um fuso que abrange uma boa parte do território brasileiro. O estado do Rio de Janeiro é cortado por um limite de fusos UTM: 23S e 24S. Isso implica que não devemos simplesmente representar o estado inteiro em projeção UTM, pois teríamos que optar por apenas um fuso em específico. Projetaremos a seguir em UTM o estado do Rio de Janeiro propositalmente para visualizarmos o resultado, siga os passos: Num projeto novo do ArcMap, acrescente os dados RiodeJaneiro, Fusos_RioDeJaneiro, Grade_LatLong_Brasil, que estão no arquivo RiodeJaneiro.gdb desta prática. Veja a Figura 04.h; Figura 04.h – ArcMap com os dados geográficos dessa prática adicionados. Parte das linhas imaginárias equidistantes em 6º que cortam o RJ e delimitam as zonas UTM estão em azul. A outra grade utilizada nesse exercício possui as linhas equidistantes em 5º. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 52 Repita os itens 1 até 4 do passo anterior para os dados RioDeJaneiro, Fusos_RioDeJaneiro e Grade_LatLong_Brasil utilizando a projeção UTM Zona 23 Sul, com o referencial geodésico SAD69 no item 3.c, que está em Sistema Projetado de Coordenadas/UTM/South America/SIRGAS2000/SIRGAS2000 UTM Zone 23S . Coloque no final do nome dos arquivos resultantes da projeção o texto „_UTM‟. A zona 23S é a zona que abrange a maior parte do território do estado do Rio de Janeiro; Em um projeto novo do ArcMap, acrescente os dados RioDeJaneiro_UTM, Fusos_RioDeJaneiro_UTM e Grade_LatLong_Brasil_UTM. Veja a Figura 04.i, repare que conforme as linhas se distanciam da área do fuso do Rio de Janeiro, a distorção aumenta. Observe que Figura 04.i – Rio de Janeiro distorcida por projeção A parte dos municípios que estão dentro do fuso 24 não preservou as características da projeção UTM, pois utilizamos o fuso 23. Pronto. Nota 01: O órgão responsável pela normatização cartográfica no Brasil é o IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). O IBGE adotava inicialmente o referencial geodésico Córrego Alegre, depois ele passou ao SAD69 (South America Datum 1969) e instituíram recentemente um novo referencial oficial, o SIRGAS 2000 (Sistema de Referência Geocêntrico das Américas 2000); SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 53 Nota 02: Neste último passo pegamos dados geográficos num referencial geodésico e os projetamos, todavia também é possível e pertinente alterarmos a projeção cartográfica de um dado como, por exemplo, de Cônica Conforme de Lambert para UTM. No próximo passo abordaremos a mudança do referencial geodésico. Veja o vídeo deste passo: Vídeo 04.2. ANOTAÇÕES SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 54 PASSO 3 – SISTEMA DE COORDENADAS DO DATA FRAME Podemos ter no projeto do ArcMap diversas camadas representando dados geográficos distintos. Cada camada pode estar numa dada projeção e referencial geodésico (sistema de coordenadas) diferentes. Todavia, para termos um bom resultado, todas as camadas visualizadas simultaneamente devem ter o mesmo sistema de coordenadas. O ArcMap associa ao Data Frame um sistema de coordenada que pode ser diferente do sistema das camadas adicionadas ao projeto. Quando isso ocorre, o ArcMap altera o sistema de coordenadas automaticamente de todas as camadas ao sistema associado ao Data Frame. Por exemplo, temos duas camadas: A e B. A está em UTM 23S SAD 69 e B está em coordenadas geográficas WGS 84. Todavia, o Data Frame é configurado com o sistema UTM 23S SIRGAS 2000. Neste caso, o ArcMap apresentará no Data Frame ambas as camadas já transformadas para UTM 23S SIRGAS 2000, sem alterar A e B fisicamente, ou seja, sem alterar os arquivos em si. Quando esse processo envolve apenas alteração de projeção cartográfica, não há maiores problemas. O problema se dá quando esta alteração ocorre no referencial geodésico, pois como vimos no Passo 04 da Prática 03, devemos seguir o procedimento estipulado pelo IBGE quando se trata de geoinformação do território nacional. Devemos criar a transformação personalizada como vimos no passo anterior e informar ao ArcMap que ele deve usá-la para a transformação entre os referenciais geodésicos. Quando criamos um projeto novo, o sistema de coordenadas associado ao Data Frame é desconhecido. Ao adicionarmos a primeira camada com sistema definido, o Data Frame o adota. Por isso que nos passos anteriores solicitamos a criação de um projeto novo depois do uso da ferramenta Project para visualizar o resultado. Caso o contrário veríamos o resultado no sistema de coordenas atual do projeto e não no sistema que passamos os dados geográficos com os sistemas convertidos. Vejamos os passos: Num projeto novo do ArcMap, vá ao menu suspenso em View/Data Frame Properties, como ilustra a Figura 04.j; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 55 Figura 04.j – Acessando as propriedades do Data Frame. Na janela que o sistema abriu, vá a aba Coordinate System, perceba que em Current coordinate system é exibida a seguinte informação: No coordinate system, vide Figura 04.k; Figura 04.k – Aba Coordinate System ativa nas propriedades do Data Frame. Feche a janela. Repare que a coordenada do cursor do mouse na parte inferior da janela apresenta unknown units; Adicione ao projeto o arquivo mata_atlantica11428 usado na Prática 03. Sabemos que este dado está em coordenadas geográficas e com referencial geodésico SAD 69; Repare que a coordenada do cursor do mouse na parte inferior da janela agora está em Decimal Degrees; Volte à janela da Figura 04.j e perceba que agora o Data Frame está com o mesmo sistema de coordenadas da camada mata_atlantica11428;SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 56 Vá a aba Coordinate System e selecione Projected Coordinate Systems/Continental/South America Lambert Conformal Conic e clique em OK; Observe que o formato da geometria das feições mudou. Na verdade, a camada agora está sendo apresentada no Data Frame com a projeção Conic Conformic de Lambert para América do Sul, todavia com o mesmo referencial geodésico da camada, o SAD 69; A coordenada do cursor do mouse apresentada na parte inferior da janela ainda é apresentada em graus decimais, ou seja, não foi atualizada automaticamente devido a configuração inicial do Data Frame. Para realizar essa alteração é necessário acessar a aba General no item Units/Display, na janela das Propriedades do Data Frame; Ainda nas propriedades do Data Frame, vá na aba Coordinate System e agora selecione Geographic Coordinate System/South America/SIRGAS 2000; Agora clique no botão Transformation... na parte inferior da janela, veja na Figura 04.l; Figura 04.l – Configurando a transformação de SAD69 para SIRGAS2000. A janela já informa Convert from: GCS_South American_1969 e Into: GCS_SIRGAS_2000, onde a GCS é a sigla para Geographic Coordinate System. No campo Using selecione a transformação que criamos no passo anterior, SAD69_para_SIRGAS2000_GRADE. Sem a confirguração de qual tranformação usar, o ArcMap arbitra uma ou sisplismente não tranforma, o que gera um resultado inconsistente. Clique em OK e depois em OK; Pronto, o Data Frame apresenta agora a camda em coordendas geográficas SIRGAS 2000. Ressalta-se que em nenhum momento desse passo alteramos o SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 57 sistema de coordenadas da camada em si, apenas da visualização do Data Frame. Veja este passo no vídeo: Vídeo 04.5. ANOTAÇÕES file:///F:/Temp/SIGArcGIS%20I/videosP00/00.3.avi SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 58 Essa prática tem como objetivo introduzir a edição de dados geográficos num ambiente de SIG. Criar, alterar e excluir novas feições vetoriais é um dos pilares do SIG. Diversas ferramentas são fornecidas por um SIG para facilitar tal manipulação ao usuário, pois dependendo do propósito, a edição pode demandar muito tempo. A edição vetorial trata-se basicamente da manipulação de pontos e vértices vetoriais, uma vez que estes dados contêm primitivas: ponto, linha ou polígono sendo as duas últimas sequências ordenadas de vértices. O usuário do SIG deve ter atenção na hora de executar edições, pois este é geralmente um trabalho tecnicamente denso, extenso e repetitivo, onde se deve tomar cuidado em manter diversas propriedades geográficas a fim de assegurar a qualidade do resultado. Como visto na apresentação do instrutor, a topologia informalmente pode ser definida como a relação de vizinhança entre as feições geográficas. Manter essa relação é manter propriedades geográficas como, por exemplo, adjacência, cruza, sobrepõe, etc. Veremos exemplos de edição vetorial com as suas principais ferramentas. PASSO 1 – CRIANDO UM FILE GEODATABASE E FEATURE CLASS Neste passo criaremos camadas de pontos, linhas e polígonos dentro de um arquivo .gdb. Para criar o File Geodatabase clique com o botão direito do mouse em cima da pasta dessa prática contida na aba Contents e depois em New/File Geodatabase, como pode ser visto na Figura 05.a; O ArcMap criou um novo File Geodatabase. Coloque o nome Dados_Edicao; PRÁTICA 05 – CRIAÇÃO DE DADOS VETORIAIS SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 59 Figura 05.a - Criando um novo File Geodatabase no ArcMap. Nota 01: Deve-se evitar nomes de File Geodatabases com acentos e caracteres especiais. Há relatos em versões anteriores de erros do sistema ao se utilizar esses caracteres. O arquivo foi criado e nomeado, abra-o como se fosse uma pasta do disco rígido na pasta onde ele está localizado no Windows. Perceba que o banco recém criado está vazio; Agora clique com o botão direito no Geodatabase e siga o caminho: New/Feature Class. Abrirá uma janela conforme mostra a Figura 05.b. Configure da seguinte forma: Name: Pontos_Interesse; Alias: Pontos de Interesse no Rio de Janeiro; Type: Point Features; Geometry Properties: Não marque nenhum dos dois checkboxs. Clique em Avançar; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 60 O sistema abrirá uma janela pedindo para escolher o referencial geodésico, conforme mostra a Figura 05.c. Escolha WGS_1984_Web_Mercator_Auxiliary_Sphere e clique em Avançar nas três janelas seguintes; Figura 05.b - Preenchendo janela do New Feature Class. Figura 05.c – Janela para escolher referencial geodésico. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 61 O sistema abrirá uma janela conforme ilustra Figura 05.d. Faça as seguintes confirgurações: Na coluna Field Name coloque os campos Descrição, X e Y. Para isso, clique na linha abaixo de Shape e escreva Descricao, repita o mesmo processo para X e Y; Na coluna Data Type, coloque, respectivamente Texto, Double, Double. Clique em Avançar; Figura 05.d.- Janela para configuração do novo Feature Class. Para acabar de criar o arquivo, clique em Finish. Observe que a camada criada aparecerá no painel TOC. Nota 02: para o campo de texto é possível informar a quantidade de caracteres que o campo pode receber. Para isso, em Field Name, selecione o campo Descricao e no Box Field Properties, altere a opção Lenght. De maneira similar aos itens 1 e 2, alterando o “Tipo de Geometria” (subitem C do item 4), crie uma camada do tipo Linha com o nome “Ruas_Icarai”. Em Field Name crie os campos Descricao e Comprimento e em Data Type, Text e Double, respectivamente. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 62 ANOTAÇÕES Agora, crie uma camada do tipo Polígono com o nome “IlhadoGovernador” e em Field Name crie os campos Descricao, Area e Perimetro, e em Data Type, coloque Text, Double e Double, respectivamente. Veja este vídeo deste passo: Vídeo 05.1 file:///C:/Documents%20and%20Settings/arthurcesar/Desktop/análise2D3D/cccjij SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 63 PASSO 2 – CRIANDO FEIÇÕES DE PONTOS Em um projeto em branco, clique na seta ao lado do botão Add Data localizado na barra de ferramentas Standard e clique em Add Basemap . O sistema abrirá uma janela conforme ilustra Figura 05.e. Escolha a opção Imagery; Figura 05.e – Janela Add Basemap. Nota 02: A projeção e o datum que estão associados à camada Google Hybrid precisa ser o mesmo que as camadas no GeoDataBase criado. Por isso foi selecionado o SRC EPSG:3857 - WGS84 na criação das camadas no geodatabase feito no passo 1 dessa prática; Adicione a camada pontos_interesse criada no passo 1. Agora, vamos criar um ponto sobre o Museu do Amanhã, no Rio de Janeiro; Nota 03: Para melhor visualização dos lugares,é possível adicionar a camada “Imagery with Labels”, de maneira similar à Imagery, e ocultá-la ou removê-la após identificado o ponto de interesse. Dê um zoom na camada até identificar o ponto de interesse Museu do Amanhã; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 64 Figura 05.f – Visualização do primeiro ponto de interesse. Na barra Standard dê um clique simples no Editor clique em Start Editing para habilitar edição; Em seguida, selecione a ferramenta Create Features, que possibilitará a criação de pontos na camada Pontos_interesse. O sistema abrirá uma janela Create Features, clique em Pontos de Interesse do Rio de Janeiro, e logo abaixo, na janela Constrution Tools, selecione Point. Em seguinda, faça um ponto sobre o museu clicando uma vez com o botão esquerdo do mouse no local desejado. Agora abriremos a Tabela de Atributos clicando com o botão direito na nova camada Pontos_InteresseRJ, na TOC. Na janela que se abre escreva no campo descricao “Museu do Amanhã”, seu resultado será algo parecido com a Figura 05.g; Crie mais dois pontos de interesse como, por exemplo, o estádio Maracanã, Lagoa Rodrigo de Freitas, Campo Santana; Ainda em modo de edição, selecione a Edit Vertices . Essa ferramenta possibilita a edição das coordenadas do ponto; Habilite esta ferramenta e clique sobre o ponto criado, como mostra a Figura 05.h. Agora, clique com o botão esquerdo do mouse sobre outro lugar do mapa, observe que o seu ponto mudou de lugar; SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 65 Figura 05.g. - Criação de pontos e descrição. Figura 05.h - Ferramenta de Vértice habilitada sobre um ponto SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 66 ANOTAÇÕES Explore a ferramenta, criando pontos sobre outros museus ou pontos de interesses turísticos; Para excluir um ponto criado, ainda no Modo de Edição, clique com o botão direito do mouse sobre o ponto que deseja excluir e selecione Delete. Clique em Salve Edits para salvar as modificações efetuadas na camada; Outra maneira de excluir um ponto é através da Tabela de Atributos. Nela você encontrará ícones iguais aos utilizados na criação dos pontos: Com o botão direto do mouse, clique sobre a camada Pontos_interesse_RJ e selecione a opção Open Atributte Table, como mostra a Figura 05.i. Ao clicar nesta opção, a janela que se abre exibirá uma Tabela de atributos, onde será possível observar os pontos criados nesta prática; Figura 05.i - Abrir tabela de atributos Clique no ícone que habilita a edição; Selecione a linha correspondente ao ponto que deve ser excluído; Clique no ícone Delete Selected, e então a camada será excluída; Para que as alterações sejam salvas clique no ícone Salve Editing; Veja este vídeo deste passo: Vídeo 05.2. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 67 PASSO 3 – CRIANDO FEICÕES DE LINHAS Vamos aprender como elaborar as linhas no ArcMap, que ocorre de maneira muito similar à criação de pontos. Num novo projeto, abra o Add Basemap, conforme mostra a Figura 05.j e então selecione a opção “Streets”; Figura 05.j – Acessando o basemap. Em Editor, selecione Start Editing; Em seguida, selecione a ferramenta Create Features, que possibilitará a criação de linhas na camada Ruas_Icarai. O sistema abrirá uma janela Create Features, clique em Ruas no Município de Icaraí, e logo abaixo, na janela Constrution Tools, selecione Line. Em seguida, habilite a ferramenta Straight Segment. Iremos vetorizar algumas ruas do bairro de Icaraí, município de Niterói, para isso, clique com o botão esquerdo do mouse no início da rua Álvares de Azevedo, começando com a intersecção sobre a Avenida Jornalista Alberto Francisco Torres. A cada clique realizado, teremos um vértice. Ao final, dê um duplo clique no último vértice e abra a Tabela de Atributos, preencha o campo Descricao com o nome de Rua Álvares de Azevedo; Agora, vamos ativar a ferramenta de aderência, conhecida também como Snapping. Vá ao menu suspenso, como ilustra a Figura 05.k. opção Editor/Snapping/Snapping Toolbar...; Nota 04: Se, durante a elaboração da linha for necessário arrastar a tela, não é, habilite o botão Panorâmica do Mapa , depois vá para o Data Frame e mantenha pressionado o botão esquerdo do mouse e arraste a tela na direção desejada. Depois, habilite novamente o Straight Segment e prossiga o trabalho. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 68 Figura 05.k - Habilitando a ferramenta de aderência. Figura 05.l – Área de projeto com o World Street Map aberto através do Basemap. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 69 Com a Ferramenta de aderência habilitada, uma nova barra de ferramentas será adicionada ao programa, conforme mostra a Figura 05.m. O Snapping pode ser utilizado para unir a feição criada à um vértice, um segmento ou ambos. É preciso selecionar a opção desejada. Clique sobre o ícone Edge Snapping; Figura 05.m - Barra da Ferramenta Snapping. Com a Ferramenta de aderência ativada para Vértices e Polígonos, comece a traçar uma nova rua, a Avenida Jornalista Alberto Francisco Torres; Observe, assim como mostra a Figura 05.n, que o cursor do mouse assume uma nova forma, indicando que a Ferramenta de aderência ativada encontrou um vértice ou segmento para unir a linha em criação; Continue a vetorização e explore as opções da ferramenta Snapping. Figura 05.n - Cursor do mouse indicando Ferramenta de aderência pode conectar as duas linhas traçadas. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 70 ANOTAÇÕES Veja este vídeo deste passo: Vídeo 05.3. file:///C:/Documents%20and%20Settings/arthurcesar/Desktop/análise2D3D/cccjij SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS COM ARCMAP 71 PASSO 4 – CRIANDO FEIÇÕES DE POLÍGONO Em um novo projeto, abra novamente o mapa Imagery with Labels a partir do Basemap; Aproxime a tela para exibir o bairro Ilha do Governador no Data Frame; Abra a camada “IlhadoGovernador” contida no Geodatabase Dados_edicao; No painel de camadas, selecione a camada IlhadoGovernador, e então ative a ferramenta Start Editing , assim como nos passos anteriores; Em seguida, selecione a ferramenta Create Features, que possibilitará a criação de um polígono no bairro Ilha do Governador. O sistema abrirá uma janela Create Features, clique em Ilha do Governador, e logo abaixo, na janela Constrution Tools, selecione Polygon. De maneira similar a construção de pontos ou linhas, selecione os vértices desejados contornando a área da unidade de conservação, como mostra a figura 05.o; Figura 05.o - Criando camada polígono para a Ilha do Governador Com o botão direito do mouse, dê um duplo clique para finalizar a criação do polígono, abra a Tabela de Atributos
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