Aula02 Base dados georref

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GEOPROCESSAMENTO 
 - AULA 2 - 
BASE DE DADOS 
GEORREFERENCIADOS 
Profa. Nívea Pons 
Universidade Federal de Itajubá 
Instituto de Recursos Naturais 
Base de dados georreferenciados 
1- Estrutura de dados 
2- Introdução de dados em um SIG 
3- Georreferenciamento de dados espaciais 
4- Modelagem de dados espaciais 
Base de dados georreferenciados 
• Trabalhar com geoinformação 
significa utilizar computadores como instrumentos 
de representação de dados espacialmente 
referenciados 
 
• Problema fundamental da Ciência da 
Geoinformação: 
estudo e implementação de diferentes formas de 
representação computacional do espaço 
geográfico 
Base de dados georreferenciados 
• Geoprocessamento é uma tecnologia 
interdisciplinar 
 
• “O espaço é uma linguagem comum” para as 
diferentes disciplinas do conhecimento 
Base de dados georreferenciados 
• Interdisciplinaridade dos SIGs 
 
obtida pela redução dos conceitos de cada 
disciplina a algoritmos e estruturas de dados 
utilizados para armazenamento e tratamento 
dos dados geográficos 
Base de dados georreferenciados 
Alguns problemas típicos: 
 
• Um sociólogo deseja utilizar um SIG para entender e 
quantificar o fenômeno da exclusão social numa grande 
cidade brasileira; 
 
• Um ecólogo usa o SIG com o objetivo de compreender os 
remanescentes florestais da Mata Atlântica , através do 
conceito de fragmento típico de Ecologia da Paisagem; 
 
• Um geólogo pretende usar um SIG para determinar a 
distribuição de um mineral numa área de prospecção, a 
partir de um conjunto de amostras de campo. 
Base de dados georreferenciados 
• Cada especialista lida com conceitos de sua 
disciplina 
 
• Para utilizar um SIG, é preciso que cada 
especialista transforme conceitos de sua disciplina 
em representações computacionais 
 
• Após esta tradução, torna-se viável compartilhar 
os dados de estudo com outros especialistas 
(eventualmente de disciplinas diferentes) 
Base de dados georreferenciados 
• Do ponto de vista da aplicação, utilizar um 
SIG implica em escolher as representações 
computacionais mais adequadas para capturar a 
semântica de seu domínio de aplicação 
 
• Do ponto de vista da tecnologia, desenvolver 
um SIG significa oferecer o conjunto mais amplo 
possível de estruturas de dados e algoritmos 
capazes de representar a grande diversidade de 
concepções do espaço 
Base de dados georreferenciados 
FUNÇÕES DE UM SIG 
 
Base de dados georreferenciados 
FUNÇÕES DE UM SIG 
 
 
 Aquisição e edição de dados 
 
 Gerenciamento do banco de dados 
 
 Análise geográfica de dados 
 
 Representação de dados 
Base de dados georreferenciados 
• A utilização de um SIG pressupõe a existência de 
um banco de dados georreferenciados 
 
• dados georreferenciados: dados portadores de 
registros referenciados a um sistema de 
coordenadas conhecido 
 
• Manipulação dos dados por meio de um Sistema 
Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) 
Base de dados georreferenciados 
• O SGBD deve ser estruturado de forma que os 
dados possam relacionar-se entre si 
 
• No SIG: os dados tradicionais (alfanuméricos) 
devem ser vinculados a dados espaciais (arquivos 
digitais gráficos) 
ESTRUTURA DE DADOS 
DADOS ALFANUMÉRICOS 
 
 
DADOS ESPACIAIS 
ESTRUTURA DE DADOS 
DADOS ALFANUMÉRICOS 
 
São dados constituídos por caracteres 
(letras, números ou sinais gráficos) 
que podem ser armazenados em tabelas, 
as quais podem formar um banco de dados 
ESTRUTURA DE DADOS 
DADOS ALFANUMÉRICOS 
SIG 
Os dados dispostos nas tabelas devem possuir 
atributos que possam vinculá-los à estrutura 
espacial do sistema, identificados pelas suas 
coordenadas, e atributos específicos, com sua 
descrição qualitativa ou quantitativa 
ESTRUTURA DE DADOS 
DADOS ESPACIAIS 
 
Podem ser representados espacialmente, ou seja, 
de forma gráfica 
(imagens, mapas temáticos ou planos de 
informação- PIs) 
 
A estrutura dos dados espaciais pode ser: 
vetorial ou matricial 
ESTRUTURA DE DADOS 
DADOS ESPACIAIS 
Dados em estrutura vetorial 
- Compostos por três primitivas gráficas (pontos, 
linhas e polígonos) 
- Utiliza um sistema de coordenadas para sua 
representação 
- pontos: representados por um par de coordenadas 
- linhas e polígonos: representados por um conjunto de 
pares de coordenadas 
ESTRUTURA DE DADOS 
DADOS ESPACIAIS 
Dados em estrutura vetorial 
- As entidades podem receber diferentes 
caracterizações, de acordo com a escala utilizada 
Ex: 
- Uma cidade na escala 1:1.000.000 pode ser representada 
por um ponto; 
- Uma cidade na escala 1:250.000 pode ser representada 
por um polígono 
- Uma cidade na escala 1:10.000 pode ser representada 
por um conjunto de pontos, linhas e polígonos 
ESTRUTURA DE DADOS 
DADOS ESPACIAIS 
Dados em estrutura vetorial 
 
- Cada um desses elementos gráficos pode 
apresentar uma estrutura associada, relacionando 
cada entidade a um atributo digital ou a um banco 
de dados alfanuméricos 
ESTRUTURA DE DADOS 
DADOS ESPACIAIS 
Dados em estrutura vetorial 
Exemplos: 
- Curvas de nível contendo sua altitude; 
- Polígonos demarcando manchas de solo, ou 
relacionando o tipo de solo vinculado a uma 
propriedade; 
- Loteamento de uma área urbana contendo a 
delimitação de cada terreno e as edificações 
vinculadas. 
ESTRUTURA DE DADOS 
DADOS ESPACIAIS 
Dados em estrutura matricial 
(ou em grade - raster structure) 
 
- Representada por uma matriz com n linhas e m 
colunas M (n,m), na qual cada célula (pixel – 
picture element – elemento da imagem) apresenta 
um valor z que pode indicar uma cor ou tom de 
cinza a ele atribuído. 
- Ex: imagens de satélite, fotografias aéreas digitais, mapas 
digitalizados. 
ESTRUTURA DE DADOS 
DADOS ESPACIAIS 
Dados em estrutura matricial 
(ou em grade - raster structure) 
 
- Em uma imagem digital georreferenciada, cada 
pixel apresenta um par de coordenadas planas 
e/ou geográficas e um valor z associado. 
ESTRUTURA DE DADOS 
Figura: estruturas de dados vetorial e raster 
ESTRUTURA DE DADOS 
Quadro: estruturas de dados vetorial e raster 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
- Aquisição de produtos de 
Sensoriamento Remoto (SR) 
- Confecção de planilhas de dados 
- Uso de sistemas de posicionamento 
por satélite (GPS) 
- Uso de processos de digitalização e 
vetorização 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
Processo de digitalização ou “escanerização” 
 
- Um produto como um mapa, uma foto ou uma 
imagem é introduzido no computador com o uso 
de um scanner 
- Scanner: fotocopia digitalmente o material por 
um procedimento de varredura ou “rasteirização” 
- Scanner de mesa (tamanho A4, A3) 
- Scanner de rolo (tamanho A0) 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
Processo de digitalização ou “escanerização” 
Procedimento tradicional: 
 
1- Escolha da resolução digital da imagem a ser 
gerada 
- quantidade de pixels ou pontos por polegada 
(dpi- dots per inch) desejada pelo usuário 
- Mínimo 300 dpi 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
Processo de digitalização ou “escanerização” 
Procedimento tradicional (cont.): 
 
2- escolha da quantidade de cores a ser 
trabalhada (resolução radiométrica) 
-Mínimo de 256 cores (arquivo de 8 bits) 
 
3- abrir o programa a ser utilizado 
 
4- seguir os passos determinados pelo programa 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
Processo de digitalização ou “escanerização” 
Procedimentotradicional (cont.): 
 
5- preceder aos ajustes (brilho, contraste, 
tamanho da área etc) na imagem digitalizada 
 
6- salvar a imagem em formato adequado (bmp, 
tiff, jpeg, gif) 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
DESTAQUE: 
 
Um arquivo no formato vetorial poderá ser 
convertido em formato raster, de forma 
automática, por meio de procedimento 
específico existente nos softwares. 
 
O processo de vetorização é mais complexo e 
ainda não existe ferramenta eficiente. 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
ESCOLHA DA ESCALA DA IMAGEM 
 
Características da imagem digital 
= 
Características do mapa ou imagem original 
 
 
 Escala original do material 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
ESCOLHA DA ESCALA DA IMAGEM 
 
GSD ( Ground Sample Distance) 
= 
Distância Correspondente do Terreno 
 
 Tamanho real (no terreno) de um 
determinado pixel com relação à resolução de 
uma imagem e à sua escala 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
ESCOLHA DA ESCALA DA IMAGEM 
 
GSD = N / R 
Onde: 
GSD = distância correspondente do terreno 
N = denominador da escala 
R = resolução da imagem (dpi) 
 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
ESCOLHA DA ESCALA DA IMAGEM 
 
Exercício 1: 
Sabendo-se que uma carta, cuja escala original 
era de 1:25.000, foi digitalizada com resolução de 
200 dpi, pergunta-se: qual o tamanho de cada 
pixel, em metros? 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
ESCOLHA DA ESCALA DA IMAGEM 
 
Resolução Exercício 1: 
GSD = N / R 
GSD = 25.000 / 200 = 125 polegadas 
 
GSD em unidades métricas: 
GSD = 125” x 2,54 cm = 317,5 cm = 3,175 m 
Resposta: Cada pixel terá 3,175 m. 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
ESCOLHA DA ESCALA DA IMAGEM 
 
Exercício 2: 
Dispondo-se de uma imagem digitalizada com 
resolução horizontal/vertical de 300 dpi, pede-se 
a sua escala original, sabendo-se que cada pixel 
possui aproximadamente 20 m x 20 m. 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
ESCOLHA DA ESCALA DA IMAGEM 
 
Resolução Exercício 2: 
GSD = N / R 
1” = 2,54 cm = 0,0254 m  20 m = 787,4” 
787,4” = N / 300  N = 787,4” x 300 
N = 236.220,5 
Resposta: 
A escala original da imagem será de 1:236.220 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
QUANTIDADE DE PIXELS 
 
A quantidade de pixels que define uma imagem é 
dada pela altura, com base no número de linhas, e 
pela largura, com base no número de colunas. 
Resolução digital 
R = p / d 
R = resolução digital em dpi 
p = número de pixels da largura ou altura da imagem 
d = largura (ou altura) de impressão da imagem (”) 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
QUANTIDADE DE PIXELS 
 
Exercício 3: 
Em um processo de digitalização com o uso de 
um scanner, utilizando-se uma resolução digital 
de 300 x 300 dpi em uma porção de carta 
digitalizada com 5,93 cm x 6,73 cm, ou seja, 
2,333” x 2,65”, deseja-se saber: qual será a 
quantidade de pixels da largura e da altura da 
imagem gerada? 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
QUANTIDADE DE PIXELS 
 
Resolução Exercício 3: 
R = p / d 
R = 300 dpi 
dl = 2,333” 
da = 2,65” 
pl = R x dl = 300 dpi x 2,333” = 700 pixels de larg. 
pa = R x da = 300 dpi x 2,65” = 795 pixels de altura 
R = Imagem com 700 pixels de larg. e 795 de alt. 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
- Aquisição de produtos de 
Sensoriamento Remoto (SR) 
- Confecção de planilhas de dados 
- Uso de sistemas de posicionamento 
por satélite (GPS) 
- Uso de processos de digitalização e 
vetorização 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
Processo de vetorização 
- Transporte de elementos de uma imagem 
(carta, fotografia, imagem de satélite) 
realizado por meio de desenho com auxílio de 
um mouse, digitalmente, no formato vetorial 
 
- Manual, semi-automática ou automática 
 
- Formatos usados em SIG: wmf, emf, dwg e 
dxf, shp, dwf 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
Processo de vetorização 
VETORIZAÇÃO MANUAL 
 
- Um operador desenha os detalhes desejados 
constantes no mapa (foto/ imagem) original, em 
papel, ou na imagem digital rasterizada 
apresentada pela tela do computador, por meio 
de uso de um mouse. 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
Processo de vetorização 
VETORIZAÇÃO MANUAL 
 
- Através de mesa 
digitalizadora ou 
diretamente na tela 
do monitor do 
computador. 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
Processo de vetorização 
VETORIZAÇÃO MANUAL 
 
OBS: 
- Quantidade de pontos, linhas e polígonos 
- arquivos vetoriais são armazenados em 
camadas (layers) distintas 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
Processo de vetorização 
VETORIZAÇÃO AUTOMÁTICA 
 
- A imagem original rasterizada é inserida em um 
programa específico e os pixels que representam 
determinadas feições são convertidos em pontos, 
linhas ou polígonos, sendo necessária uma 
posterior edição na imagem obtida 
INTRODUÇÃO DE DADOS EM UM SIG 
Processo de vetorização 
VETORIZAÇÃO SEMI-AUTOMÁTICA 
 
- o operador direciona as ações do computador, 
ou seja, o técnico decide o caminho a ser 
percorrido pelo cursor quando ocorre uma 
intersecção de linhas – nó 
- necessita de pós-edição 
GEORREFERENCIAMENTO DE 
DADOS ESPACIAIS 
Para a introdução de dados espaciais (vetoriais 
ou raster) em um SIG é necessário um ajuste por 
meio de um sistema de coordenadas conhecido. 
GEORREFERENCIAMENTO DE 
DADOS ESPACIAIS 
Procedimento: 
- Separar mapa ou imagem com sistema de 
referência conhecido da mesma área, que servirá 
de base para o arquivo de correspondência da 
nova imagem; 
- abrir a imagem de estudo em ambiente SIG 
- escolher, no mínimo, 3 (10) pontos (pontos de 
controle) notáveis na imagem aberta 
GEORREFERENCIAMENTO DE 
DADOS ESPACIAIS 
Procedimento: 
- estabelecer o relacionamento, em termos de 
coordenadas híbridas (da imagem não 
georreferenciada) e coordenadas conhecidas (da 
imagem de referência), entre os pontos de 
controle presentes na imagem e seus 
correspondentes no mapa/imagem 
georreferenciado 
GEORREFERENCIAMENTO DE 
DADOS ESPACIAIS 
Procedimento: 
- realizar o reposicionamento da imagem com os 
parâmetros da imagem de referência (sistema de 
coordenadas, referenciais de altimetria/ 
planimetria/ gravimetria, sistema de projeção etc) 
GEORREFERENCIAMENTO DE 
DADOS ESPACIAIS 
MODELAGEM DE DADOS ESPACIAIS 
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