SPRING - Sistema de Geoprocessamento

Prévia do material em texto

SPRING 
- Sobre o SPRING 
- Geoprocessamento - SPRING 
-  Modelagem 
-  Principais Ferramentas 
 
 
 
2 
SPRING – O que é ? 
l  SPRING é um SIG que inclui ferramentas de um sistema de 
Processamento Digital de Imagens (PDI) de sensores remotos. 
–  Geoprocessamento é o conjunto de técnicas e de conceitos 
sobre representação computacional do espaço geográfico. 
–  SIG é o sistema computacional que materializa os conceitos do 
geoprocessamento. 
 
•  O SPRING integra na mesma base: 
→  DADOS CARTOGRÁFICOS 
→  DADOS DE CENSO 
→  CADASTRO URBANO E RURAL 
→  IMAGENS DE SENSORES REMOTOS (Satélites ou Aerotransportados) 
→  REDES DE DADOS GEOGRÁFICOS 
→  DADOS TEMÁTICOS 
→  MODELOS NUMÉRICOS DE TERRENO 
3 
SPRING – O que tem ? 
l  Conjunto de ferramentas usadas para coleta e tratamento de 
informações espaciais, geração de saídas na forma de mapas, 
relatórios, arquivos digitais, etc; 
l  Recursos para sua estocagem, gerenciamento, manipulação e 
análise. 
4 
SPRING – Qual sua origem ? 
-  1974 : INPE compra o IMAGE-100 por US$ 1 milhão 
-  1984 : criada a DPI 
-  1986 : SITIM e SGI (MS-DOS – PC-286) 
-  1991 : SPRING - início do desenvolvimento – UNIX 
-  1993 : SPRING 1.0 - UNIX 
-  1996 : SPRING 2.0 (passou a freeware) – UNIX 
-  1998 : SPRING 3.0 – Windows 
-  2001 : SPRING 3.5 – Windows e Linux 
-  2003 : SPRING 4.0 – Windows 
-  2005 : SPRING 4.1 – Windows e Linux 
-  2006 : SPRING 4.3 – Windows e Linux (QT) 
-  2008 : SPRING 5.0 – Windows e Linux (QT) 
-  2009 : SPRING 5.1 – Windows e Linux (QT) 
5 
SPRING – Características Gerais 
l  Sistema de Informações Geográficas-SIG 
l  Desenvolvido e mantido pela DPI – INPE 
l  Software Freeware – Download via Web 
l  Média de 14000 downloads/ano 
l  Total de 118463 usuários cadastrados (21/07/2009) 
l  Versões em Windows e Linux (5.1.3 – Setembro de 2009) 
l  4 Idiomas: Português, Inglês, Espanhol e Francês 
l  Capacitação de cerca de 2000 usuários em cursos presenciais e 
a distância de curta duração 
l  Tutoriais e livros on-line 
l  Sites Espelhos na Espanha e Argentina 
l  Manual online – browser estilo Web 
l  Funções para PDI, MNT, Álgebra de Mapas, Redes 
6 
SPRING Estatísticas de 
downloads 21/07/2009 
7 
Download via Web - www.dpi.inpe.br/spring 
8 
SPRING - AJUDA OnLine 
9 
Estrutura geral de um SIG como SPRING 
Interface 
Entrada e Integr. 
Dados Visualização Plotagem 
Gerência Dados 
Espaciais 
 Consulta e Análise 
Espacial 
BANCO DE DADOS 
GEOGRÁFICO 
10 
SPRING – Estrutura de Armazenamento 
País PIB 
Brasil 
Uruguai 
350 
295 
Dados Espaciais 
em formato 
proprietário 
Dados 
Alfanuméricos 
SPRING SGBD 
l  Arquitetura Dual 
11 
O QUE É UM MAPA DIGITAL ? 
l  Mapa: modelos simplificados da realidade 
–  Representação gráfica (ponto, linha, polígono, matriz) 
–  Normalmente em escala e em uma projeção 
–  Seleção de entidades abstratas sobre ou relacionadas com a 
superfície da Terra (ICA). 
–  Classificação em grupos (e.g. tipos de solo) 
–  Simplificação de elementos gráficos 
–  Exagero de elementos importantes 
–  Simbologia para apresentar dados 
F V 
V F 
? 
12 
TIPOS DE MAPAS QUE O SPRING TRABALHA 
l  Características dos mapas: diversidade de fontes 
geradoras e de formatos apresentados. 
l  O sistema se restringe a tratar os seguintes tipos de dados; 
–  Mapas Temáticos: conceitos qualitativos (uso do solo, 
vegetação); 
–  Mapas Cadastrais (localização de objetos do mundo – 
pontos, linhas e polígonos + tabela – ex. Lotes urbanos) 
–  Mapa de Redes (localização de objetos do mundo – 
nós e linhas orientadas – ex. Postes e rede elétrica) 
–  Mapas Numéricos (representação de superfícies) 
–  Imagens de Sensores Remotos (ex: aerofotos, 
satélites, radares); 
 
13 
MAPAS TEMÁTICOS 
l  Estrutura vetorial topológica construída 
 é do tipo arco-nó-região 
l  Pode ser armazenado no formato vetorial ou matricial 
l  A escolha entre a representação matricial ou vetorial 
para um mapa temático depende do objetivo em 
vista. 
l  Inseridos no sistema por digitalização ou 
classificação de imagens 
Ex: Mapa de Solos, Mapa Geológico, Mapa com classes 
de Declividade, Mapa de Uso e Ocupação da Terra 
14 
MAPAS CADASTRAIS/OBJETOS 
l  Mapas de suporte à representação de objetos 
geográficos 
l  As entidades (pontos, linhas e polígonos) são Objetos 
Geográficos 
l  Objetos possuem atributos descritivos em tabelas 
l  Podem estar associados a várias representações 
gráficas 
l  Podem ter representações gráficas diferentes em 
mapas de escalas distintas 
Ex: Mapas de Lotes, Quadras, Propriedades Rurais 
l  São armazenados em forma de coordenadas vetoriais, com a topologia 
arco-nó-polígono associada 
l  Não é usual representar estes dados na forma matricial 
15 
id label capacidade
22 Eng. Dentro 3.000 kVA
id label Transf.
2345 32-17-95 Classe 3
Sub-estações
Postes
MAPAS DE REDES/OBJETOS 
l  Mapa de suporte à representação de objetos 
geográficos 
l  As entidades (nós e linhas) são objetos geográficos 
l  Mapa vetoriais com topologia arco-nó (grafo) 
–  arcos tem um sentido de fluxo e atributos 
–  nós tem atributos (fontes ou sorvedouros) 
l  Forte ligação com BD 
l  Integração de dados 
l  Segmentação dinâmica 
l  Linguagem de visualização 
l  Capacidade de adaptação 
* Uso em serviços de utilidade pública, como água, luz e telefone, redes 
de drenagem (bacias hidrográficas) e rodovias 
16 
IMAGENS 
l  Dados obtidos por satélites, fotografias aéreas, 
"scanners" aerotransportados ou radares 
l  Armazenadas como matrizes (lin x col) 
l  Cada elemento de imagem ("pixel") tem um valor 
proporcional à reflectância do alvo imageado 
l  CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES 
→  resolução espacial (km, m, cm); 
→  resolução espectral (num. bandas); 
→  resolução temporal (dias); 
→  resolução radiométrica ( 2n ). 
17 
l  São mapas utilizados para representar uma grandeza 
que varia continuamente no espaço - altimetria, 
precipitação, propriedades do solo ou subsolo (como 
aeromagnetismo). 
l  A superfície modelada é representada por 
–  grades regulares ou 
–  grades triangulares 
MAPAS NUMÉRICOS 
!  Tratamento da altimetria para mapas topográficos ou hipsométricos 
!  Análises de corte-aterro para projeto de estradas e barragens 
!  Mapas de declividade e exposição (geomorfologia e erodibilidade) 
!  Análise de variáveis geofísica e geoquímicas e apresentação 
tridimensional (em combinação com outras variáveis) 
18 
REPRESENTAÇÃO DOS PLANOS NO SPRING 
 
•  Os mapas (planos) podem ser especializados entre as 
representações matricial (“raster”) e vetorial. 
Represen . 
Geométrica 
Represen. 
Matricial 
Represen. 
Vetorial 
is-a is-a 
is- repres.-in 
Plano 
Informação 
19 
Representação de IMAGEM 
 
IMAGEM
Representação
Geométrica
Representação
Matricial
é representado em
Conjunto de células de uma matriz 2D
com
valores inteiros e finitos
* Obtida a partir de Sensores Remotos
Imagem
 é um é um
20 
Representações de Mapas TEMÁTICOS 
 
Mapas Temáticos
Representação
Geométrica
Representação
Matricial
Representação
Vetorial
é representado em
Conjunto de células de uma matriz 2D
de números inteiros (índices deTab. de
Cores)
* Gerada a partir de mapeamentos de
imagens classificadas ou conversão
 vetor - matriz
Imagem Temática
Mapas vetorias constituídos de Nós
2D, Linhas 2D e Polígonos
* Gerados a partir da digitalização de
bases existentes, mapeamentos ou
conversão matriz - vetorTemático
é um é um
é umé um
21 
•  Vetorial 
•  preserva relacionamentos topológicos 
•  associar atributos a elementos gráficos 
•  melhor precisão 
•  eficiência de armazenamento 
•  permite preenchimento por hachura ou padrões. 
•  Matricial 
•  fenômenos variantes no espaço 
•  adequado para simulação e modelagem 
•  processamento mais rápido 
•  maior gasto em armazenamento 
Representações de Mapas TEMÁTICOS 
22 
Representações de Mapas NUMÉRICOS 
Representação
Geométrica
Representação
Matricial
Representação
Vetorial
Conjunto de Linhas 2D com
mesmo valor de cota
* Altimetria
* Curvas de Isovalores
magnéticos
ISOLINHA
Conjunto de Pontos com
coordenadas 3D (x,y,z)
* Pontos Altimetria
* Amostras de Solo (geoquímica)
PONTOS COTADOS
Conjunto de Linhas 2D
conectadas a Nós 3D
* Gerada a partir de Isolinhas e/
ou Pontos Cotados (c/ ou s/
linhas de quebra)
GRADE TRIANGULAR
é representado em
Conjunto de células de uma
matriz 2D
* Gerada a partir de Isolinhas e/ou
Pontos Cotados, Grade Triangular
ou outra Retangular
GRADE RETANGULAR
é umé um
Modelo Numérico
 de Terreno
é um é um
é um
é um
23 
 GRADE TRIANGULAR 
§  Conexão entre amostras 
§  Estrutura topológica arco-nó 
§  Representa melhor relevos 
complexos 
§  Capacidade de incorporar 
restrições (linha de quebra) 
 GRADE RETANGULAR 
§  Matriz de elementos de espaçamento fixo 
§  Valor estimado da grandeza 
§  Mais adequada p/ dados geofísica e vista 
3D 
§  Facilita manuseio e conversão 
The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image 
may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may 
have to delete the image and then insert it again.
The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image 
may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may 
have to delete the image and then insert it again.
Representações de Mapas NUMÉRICOS 
24 
Mapa Cadastral
Representação
Geométrica
Representação
Vetorial
é representado em
 é um é um
Mapas vetorias constituídos de Nós
2D, Linhas 2D e Polígonos
* Gerados a partir da digitalização de
bases existentes, mapeamentos
(levantamento topográfico, gps e
trena)
Cadastro
Representação de Mapa CADASTRAL 
25 
Mapa de Redes
Representação
Geométrica
Representação
Vetorial
é representado em
 é um é um
Mapas vetorias constituídos de Nós de
rede 2D e Linhas 2D orientadas
* Gerados a partir da digitalização de
bases existentes, mapeamentos
(levantamento topográfico, gps e
trena)
Redes
Representação de Mapa de REDE 
26 
RESUMO DAS REPRESENTAÇÕES NO SPRING 
Mapas temáticos Arco-nó-polígono Matriz de índices 
Mapas Cadastrais Arco-nó-polígono 
Mapas de Rede Arco-nó 
Modelos numéricos de 
terreno 
Grades triangulares e 
Isolinhas / pontos 
Matriz de reais 
Imagens Matriz de bytes 
 Vetorial Matricial 
27 
Sequência de comandos padronizados para operar no 
SPRING 
 
Exemplo: (Cria e Ativa um novo Banco) 
=> Iniciando o SPRING e criando um banco: 
- # Iniciar – Programas – Spring<nun_versão> - Spring<nun_versão> 
- [Arquivo] [Banco de Dados...] ou botão 
 Banco de Dados 
 - (Diretório...) selecionar o caminho C:\Curso_spr\springdb 
 - {Nome: Curso} 
 - (Gerenciador ⇔ Access) 
 - (Criar) – responda Não a pergunta para inserir senha. 
 - (Banco de Dados | Curso) 
 - (Ativar) – Responda Sim caso tenha outro Banco/Projeto ativo. 
Exercícios – Apostila Prática 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
 
 
28 
- [Arquivo] [Banco de Dados...] ou botão 
Banco de Dados 
- (Banco de Dados | Curso) 
- (Ativar) 
- (Gerenciadoró Access ) 
- {Nome: Curso } 
- (Diretório...) 
Exercícios - Roteiro padronizado 
29 
Exercício 1 
l  Objetivo : Reconhecer os tipos de mapas no SPRING e suas 
representações, além de explorar os principais recursos de apresentação 
dos dados. 
l  Banco de trabalho “Modelo de Dados” - projeto “Brasilia” 
 Pasta onde está o banco - C:\Curso_spr51\springdb\ 
DICA: Como um banco do SPRING é uma pasta do Windows, NÃO abrir a 
pasta “Modelo_Dados” na caixa de diálogo. Posicionar sempre na pasta 
imediatamente acima. 
 
Não entrar 
nesta pasta 
30 
Banco, Projeto e PI ativo 
SPRING 
Banco de Dados ativo – cada sessão do 
SPRING somente pode ter um banco pode 
estar ativo. 
 
Projeto ativo – um banco ativo do SPRING 
pode ter somente um projeto ativo. 
 
PI ativo – um projeto ativo do SPRING pode 
ter somente um Plano de Informação ativo. 
 
•  Um PI ativo não necessariamente é o PI 
visível na tela. 
•  Vários PI´s podem estar visíveis, mas 
somente um ativo. 
 
 
Banco Projeto 
PI 
31 
Apresentação de dados 
SPRING 
Na aba PI Disponíveis 
1 - Selecionar uma Categoria 
2 - Selecionar um Plano de Informação 
3 - Selecionar uma representação disponível 
..... a tela é automaticamente redesenhada 
 
l  Duplo clique no PI desmarca o mesmo 
l  Duplo clique na Categoria desmarca PI’s 
l  Cada alteração no Painel o desenho é 
automaticamente refeito 
l  Importante - Definir a prioridade na aba “PI 
Selecionados” – desenha de baixo para 
cima. 
Desenha primeiro 
Desenha por último 
The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open 
the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then 
open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then 
insert it again.
32 
Cursor de Zomm 
Apresentação de dados no SPRING 
1 - Ativar Cursor de Zoom 
2 - Marcar ponto superior esquerdo (1) 
3 - Mover o mouse p/ baixo e p/ direita 
4 - Marcar ponto inferior direito (2) 
... a área é automaticamente 
ampliada. 
Dica : se cursor de zoom estiver ativo, um duplo clique em 
qualquer local da área de desenho, amplia de 2x o local 
indicado. 
1 
2 
33 
Cursor de Área 
Apresentação de dados no SPRING 
1 - Ativar Cursor de Área 
2 - Marcar ponto superior esquerdo (1) 
3 - Mover o mouse p/ baixo e p/ direita 
4 - Marcar ponto inferior direito (2) 
5 - Clicar em [Executar – Desenhar] 
ou 
* Clicar BD desmarca a área selecionada 
* Após marcar o ponto (2) pode-se mover 
qualquer das laterais ou todo o retângulo 
marcado 
1 
2 
34 
Barra de Ferramentas 
Apresentação de dados no SPRING 
Cursor Zoom) 
Cursor de Voo (pan) 
Desenhar 
Zoom + (2 x centro da tela) 
Zoom - (2 x centro da tela) 
Auto: ajusta imagem p/ dimensões 
padrões da tela 
Pleno: pontos de imagem = pontos da 
tela 
Escala: ajusta dados p/ escala 
informada 
Painel de 
Controle 
Manipulação de : 
- Banco, 
- Projeto 
-  Modelo de Dados 
-  Objeto - Não Espacial 
-  Plano de Informação 
Mostra coordenadas 
Planas, Geográficas ou 
Info 
Cursor de Ponto 
Cursor de Info 
Zoom PI 
Recompor Área 
do proj. 
Anterior 
Acoplar 
Ampliar 2,4 ou 8x 
Gráfico 
Cursor de Mesa 
Cursor de Janelas 
Cursor de Área 
Palheta de Cores 
35 
Acoplar Tela 
Apresentação de dados no SPRING 
l  Apresentar os dados de uma Tela dentro de uma janela móvel 
sobre a Tela Principal 
1 - Ativar e apresentar um PI na Tela Principal 
2 - Ativar Tela 2 e selecionar outro PI 
3 - Clique em Acoplar na barra de ferramentas 
e escolha Tela 2 
4 - Marque na Tela Principal um retângulo com 
cursor de área sem Desenhar 
5 - Clique na parte interna do retângulo e mova 
sobre a Tela 1 
 
l  Somente a Tela Principal pode estar 
associada a outras telas (2,3,...) ou a telaAuxiliar