projeto rio claro tutorial arcgis
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Autores:
MATEUS VIDOTTI FERREIRA
THAÍS MINATEL TINÓS
LUIZ HERINQUE PEREIRA
Universidade Estadual Paulista
Rio Claro – SP, Julho de 2010
26 a 30 de julho de 2010
PROJETO
RIO CLARO
Projeto Rio Claro
Índice 1 - GEOREFERENCIAMENTO DE UMA CARTA TOPOGRÁFICA .............................................................. 3
2 – DIGITALIZAÇÃO ............................................................................................................................... 7
3 - CONVERTENDO ARQUIVOS CAD ..................................................................................................... 8
4 - GEORREFERENCIANDO DADOS VETORIAIS ................................................................................... 12
5 - CONVERTENDO O DATUM CÓRREGO ALEGRE PARA SAD/1969 .................................................. 15
6 - CRIANDO UM FILE GEODATABASE ................................................................................................ 18
7 - RECORTANDO VETORES ................................................................................................................ 19
8 – CRIANDO REGRAS TOPOLÓGICAS ................................................................................................ 22
9 – ADICIONANDO UMA IMAGEM DE SATÉLITE AO PROJETO........................................................... 24
10 – MAPA DE USO DA TERRA ........................................................................................................... 25
11 - CRIANDO MODELO NUMÉRICO DO TERRENO (MNT) PELA FERRAMENTA 3D ANALYST ........... 29
12 - CONVERTENDO TIN PARA RASTER .............................................................................................. 33
13 - CRIANDO MODELO NUMÉRICO DO TERRENO (MNT) PELA FERRAMENTA TOPO TO RASTER ... 36
14 - UTILIZANDO UM MDE OBTIDO POR SENSOR REMOTO (RADAR) ............................................... 38
15 - ANÁLISE ZONAL ........................................................................................................................... 40
16 – MOSAICO DE IMAGENS .............................................................................................................. 43
17 - VISUALIZAÇÃO 3D ....................................................................................................................... 45
18 – ANÁLISE MULTICRITERIAL .......................................................................................................... 48
1 - GEOREFERENCIAMENTO DE UMA CARTA TOPOGRÁFICA
Objetivo
Neste exercício iremos georreferenciar uma carta topográfica de Rio Claro obtida através de
scanner, para compor a base cartográfica e vetorizar algumas informações espaciais da carta.
Arquivos necessários
Rio Claro.tif (localizado no diretório C:\DadosCurso\RioClaro).
Ferramentas
Toolbar Georeferencing do ArcMap.
Procedimento
Primeiramente iremos examinar a carta de Rio Claro, utilizando o ArcCatalog, para
verificarmos qual a projeção e o datum, definindo caso necessário.
1º Passo: Abra o ArcCatalog, navegue até a pasta C:\DadosCurso\RioClaro e examine a carta
para definir a projeção e o datum, de acordo com a figura abaixo.
2º Passo: Defina a projeção e datum utilizando a ferramenta Define Projection, localizada no
ArcToobox, como mostra a figura a seguir.
Agora a carta está pronta para ser ajustada espacialmente no ArcMap. Lembre-se que
utilizaremos as grades para fazer o ajuste.
3º Passo: Inicie o ArcMap e adicione o arquivo Rio Claro.tif.
4º Passo: Adicione a Toolbar Georeferencing e a configure de acordo com a figura abaixo.
5º Passo: Passaremos agora a adquirir pontos de controle para realizar o Georeferenciamento.
Utilizaremos a grade de coordenada. Utilize a ferramenta Add Control Points para capturar os pontos,
e a ferramenta zoom in pra aproximar o suficiente do cruzamento das linhas da grade como mostra a figura
abaixo. Clique a primeira vez no cruzamento das linhas com o botão esquerdo do mouse e a segunda vez
utilize o botão direito para acessar o menu contexto. Utilize a opção Input X and Y .
Certifique-se que a
opção Auto adjust
esteja desmarcada.
Esta feição destacada
corresponde a
Rodovia Washginton
e será digitalizada em
outro momento.
Selecione a imagem
para ser ajustada
6º Passo: Repita os passos 5 para obter pelo menos mais três pontos. Os pontos devem ser
bem distribuídos na imagem como mostra a figura abaixo.
7º Passo: Após adquirir os 4 pontos e ajustar o erro RMS, clique no Update Display, localizado
no Menu da Toolbar Georeferencing para realizar o ajuste espacial de acordo com os 4 pontos adquiridos.
8º Passo: A ferramenta View Link Table (localizada na toolbar Georeferencing) pode ser
utilizada para visualizar, alterar e conferir os erros dos pontos obtidos.
9º Passo: Utilize a opção Rectify... localizado no Menu da Toolbar Georeferencing. Para gerar
uma nova imagem georreferenciada da carta de Rio Claro. Salve na pasta C:\DadosCurso\RioClaro com o
nome de RioClaro_Geo.tif.
2 – DIGITALIZAÇÃO
Objetivo
Digitalizar informações espaciais presente na carta topográfica
Arquivos necessários
RioClaro_Geo.tif
Ferramentas
Toolbar Editor do ArcMap.
Material auxiliar
Capitulo 7 da primeira parte do material da GEMPI – para duvidas sobre digitalização
Capitulo 8 da primeira parte do material da GEMPI – para duvidas sobre sistema de referência
espacial.
Procedimento
Antes de iniciar qualquer vetorização no ArcMap é necessário criar os arquivos que irão
armazenar as feições a serem digitalizadas. Estes arquivos devem ser criados necessariamente no
ArcCatalog. A tabela abaixo apresenta três sugestões de feições a serem digitalizadas.
Feição Nome do arquivo Representação Atributos Sistema de referência
Rodovia WL WL.shp
Ponto cotado PontoCotado.shp
Áreas urbanas AreasUrbanas.shp
Curva de nível CurvaNivel.shp
Drenagem Drenagem.shp
1º Passo: Abra o ArcCatalog, navegue até a pasta C:\DadosCurso\RioClaro e crie uma subpasta
Digital para armazenar os arquivos a serem digitalizados. Em seguida crie os arquivos de acordo com a
tabela acima.
2º Passo: Após criados os arquivos, adicione-os no ArcMap, juntamente com a carta
topográfica (RioClaro_Geo.tif).
3º Passo: Inicie a sessão de edição e comece a digitalização.
3 - CONVERTENDO ARQUIVOS CAD
Neste exercício aprenderemos como converter arquivos CAD para edição e manipulação
espacial no ArcGis.
Arquivos necessários
Base_Corumbatai.dwg (localizado no diretório C:\DadosCurso\RioClaro.
Ferramentas
Export To Shapefile.
Procedimento
Antes de iniciar a exportação de qualquer arquivo CAD é necessário saber quais informações
espaciais e atributos é necessário exportar. Para o projeto Rio Claro será preciso exportar as seguintes
informações:
Nome do Layer no CAD Localização no CAD Nome do arquivo de saída Atributos CAD preservado
CURVAS_INTERMEDIÁRIAS Polyline Curvas_Intermediarias.shp Elevation
CURVAS-PRINCIPAIS Polyline Curvas_Principais.shp Elevation
RIOS Polyline Rios.shp -
COTAS Point Pontos_cotados.shp Elevation
Esses dados serão necessários para a criação de modelos digitais de elevação em outros
exercícios do projeto.
1º: Passo: Abra o ArcCatalog e navegue até a pasta C:\DadosCurso\RioClaro.
2º: Passo: Escolha o arquivo “Base_Corumbatai.dwg” e clique com o botão direito sobre
“Polyline”tal como na imagem abaixo.
“
3º Passo: Escolha a pasta de destino (Rio Claro), e o nome do novo arquivo a ser criado.
4º Passo: Clique sobre o botão SQL.
5º Passo: Dê um duplo clique sobre a opção “Layer”, na aba FIELDS, e clique no botão “Get
Unique Values”. A expressão SQL deve ser “escrita” tal como na imagem abaixo.
6º Passo: Em “FieldInfo(optional)”delete todas as colunas, com exceção do campo Elevation
(Devido conter neste campo os atributos de elevação das curvas). 7º Passo: Para Output Feature Class Name digite CURVAS_INTERMEDIARIAS. Ao final a janela
deverá estar da seguinte forma.
8º Passo: Repita os mesmo processos para exportação dos layers: CURVAS-PRINCIPAIS, COTAS,
RIOS. Entre com os respectivos nomes de saída: Curvas_Intermediarias, Curvas_Principais.,
Pontos_cotados, Rios.
Ao final das conversões deverá haver quatro novos arquivos shapes na pasta RioClaro.
9º Passo: Defina a projeção UTM SAD/69 Zona 23S para todos os quatro novos arquivos.
4 - GEORREFERENCIANDO DADOS VETORIAIS
Objetivo
Georreferenciar os quatro novos shapefiles criados no exercício anterior. Utilizaremos o
arquivo Base_Corumbatai.dwg como apoio para o georreferenciamento.
Arquivos necessários
Curvas_Intermediarias.shp
Curvas_Principais.shp
Pontos_cotados.shp
Rios.shp
Base_Corumbatai.dwg
Ferramentas
Toolbar Spatial Adjustment do ArcMap
Toolbar Editor do ArcMap
Procedimento
1º Passo: Inicie o ArcMap e adicione todos os arquivos necessários para o exercício que estão
localizados na pasta C:\DadosCurso\RioClaro.
2º Passo: Inicie a sessão de edição na Toolbar Editor. É necessário iniciar a sessão de edição
pois trata-se de um ajuste especial de dados vetoriais.
3º Passo: Adicione a Toolbars Spatial Adjustment em View > Toolbars >Spatial Adjustment.
4º Passo: Na barra Spatial Adjustment acesse Set Adjust Data como na figura abaixo.
5º Passo: Na janela Choose Input For Adjustment preencha de acordo com a figura abaixo e
clique em OK para selecionar todas as feições para realizar o ajuste.
6º Passo: Passaremos agora a adquirir pontos de controle para realizar o registro. Utilizaremos
a Base_Corumbatai.dwg como referência. Para evitar sobreposição “apague” os quatro shapefile que
serão ajustados
7º Passo: Utilize a ferramenta New Displacement Link para capturar os pontos, e a
ferramenta zoom in pra aproximar o suficiente do cruzamento das linhas da grade como mostra a figura
abaixo. Clique a primeira vez no cruzamento das linhas, e o segundo clique em qualquer lugar, pois iremos
“mover” o segundo ponto de acordo com os valores X e Y do cruzamento.
7º Passo: Iremos utilizar View Link Table para visualizar e alterar os pontos obtidos. Os
campos que precisam ser corrigidos são os campos x destination e y destination.
8º Passo: Consiga pelo menos mais três pontos bem distribuídos pela imagem.
9º Passo: Utilize o Adjust para ajustar os layer`s.
10º Passo: Encerre a sessão e salve as alterações. Agora todos os layers estão
georeferrenciados e prontos para manipulação espacial.
5 - CONVERTENDO O DATUM CÓRREGO ALEGRE PARA
SAD/1969
Objetivo
Converter o datum do polígono do município de Rio Claro de Córrego Alegre para SAD.
Arquivos necessários
Rioclaro_CA.shp
Ferramentas
Project do ArcToolbox
Material auxiliar
Capitulo 8 da primeira parte do material da GEMPI – para duvidas sobre como o programa
trabalha com os sistemas de referência
Procedimento
Para transformar a projeção e datum de um dado vetorial no ArcGis utilize a Ferramenta
Project localizada no ArcToolBox. Como mostra a figura abaixo.
- Em Input Dataset or Feature Class insira o dado a ser transformado;
- Em Output Dataset or Feature Class Selecione a pasta a ser salva e escolha também o nome
para o arquivo de saída;
- Em Output Coordinate System selecione a projeção e o datum para o arquivo de saída;
- Em Geographic Transformation selecione as transformações necessárias;
1º Passo: Inicie o ArcCatalog e abra o ArcToolbox. Busque pela ferramenta Project.
2º Passo: Inicie a ferramenta Project para converter o datum do Rioclaro_CA como mostra a
figura abaixo:
Observe que é necessário realizar duas transformações, a de Córrego Alegre para WGS_1984 e
de WGS_1984 para SAD_1969. Isso acontece pelo fato do software não ter essa ligação direta entre os
datuns. Essa ligação pode ser feita diretamente se tivermos os parâmetros de transformação entre os dois
datuns.
3º Passo: Após realizar a transformação, inicialize o ArcMap e adicione os Rioclaro_CA.shp e o
Rioclaro_pol.shp. Observe que existe um deslocamento entre os dois layers (utilize a ferramenta measure
para medir a diferença).
O ArcMap visualiza, dentro de um dataframe, diversos layers, que podem ter diferentes
projeções e datuns, em uma única projeção e em um único datum. Isso não ocorreu, pois o software não
entende como transformar de SAD para Córrego. Tome muito cuidado sempre que trabalhar com
informações armazenadas em diferentes datuns. Recomenda-se sempre utilizar a ferramenta Project para
realizar a conversão correta entre sistemas de referência.
6 - CRIANDO UM FILE GEODATABASE
Iremos criar um File Geodatabase para armazenar os dados que agora estão em formato
shapefile. File Geodatabase é um formato de banco de dados que permite a realização de algumas tarefas
que não são possíveis com o formato shapefile, como por exemplo, regras topológicas e análise de rede. O
nosso objetivo em utilizar esse formato é usar as regras topológicas para verificar a integridade da
informação espacial e corrigir possíveis erros.
Objetivo
Criar um File Geodatabase e um Fature Dataset para, em seguida, adicionar as informações
espaciais do projeto.
Procedimento
1º Passo: Inicie o ArcCatalog e selecione a pasta Rio Claro no Catalog Tree.
2º Passo: Utilize menu File>New>File Geodatabase.
3º Passo: Defina o nome do banco como Projeto Rio Claro.gdb.
Criaremos um Feature dataset para armazenar as Feature Class. Apenas é possível utilizar
regras topológicas entre Feature Class que estão dentro do mesmo Feature Dataset.
4º Passo: Selecione o banco de dados no Catalog Tree e clique com o botão direito. No menu
contexto o caminho é New> feature dataset.
5º Passo: Crie um Feature dataset denominado MDE, para armazenar as informações
necessárias para produção dos modelos.
6º Passo: Crie quantas Feature Dataset considerar necessárias para armazenar as informações
do município de Rio Claro. Utilize UTM/SAD69 como sistema de referência espacial
Concluído o 6º passo, o File Geodatabase está pronto para receber os dados do município de
Rio Claro.
7 - RECORTANDO VETORES
Muitas vezes seus dados podem extrapolar sua área de estudo. Neste passo iremos estudar a
ferramenta Clip para recortar os shapefiles criados anteriormente, utilizando a área do município de Rio
Claro.
Objetivo
Recortar os dados obtidos da Base_Corumbatai.dwg na área do município de Rio Claro
Arquivos necessários
Os arquivos necessários são: Curvas_Intermediarias.shp, Curvas_Principais.shp,
Pontos_cotados.shp, Rios.shp e Rioclaro_pol.shp, todos localizados no diretório C:/DadosCurso/RioClaro.
Ferramentas
Clip
Buffer
Procedimentos
1º Passo: Inicie o ArcMap e adicione os arquivos listados acima, localizados em
C:\DadosCurso\RioClaro.
Observe que os dados exportados do CAD extrapolam a área do polígono do município de Rio
Claro, como mostra a figura abaixo. Para recortar a área de interesse, não poderemos utilizar apenas a área
do município, pois necessitamos de uma área maior que a do município para garantir que os modelos
numéricos sejam criados corretamente, evitando erros de interpolação nas bordas. Criaremos então um
buffer de 300m para a área Rio Claro.
2º Passo: Abra o ArcToolbox e navegue ate a ferramenta Buffer como mostra a figura abaixo.
3º Passo: Em Input Features entre com o RioClaro_pol.shp. Em Output Feature Class escolha o
File Geodatabase e o nome como RioClaro_Buffer. Pressione o botão OK para criar o Buffer.
4º Passo: Abra o ArcToolbox e navegue até a ferramenta Clip como mostra a figura abaixo.
5º Passo:
- No campo Input Features adicione o layer Pontos_cotados;
- No campo Clip Features adicione o layer RioClaro_buffer;
- No Campo Output Feature Class selecione uma feature dataset dentro do File Geodatabase e
utilize o mesmo nome de entrada para a feature class de saída.
6º Passo: Repita os passos 4 e 5 para os layers Curvas_Intermediarias, Curvas_Principais e Rios.
Concluído o 6º passo o as informações topográficas do município de Rio Claro devem estar
dentro de uma mesma Feature dataset MDE e agora prontas para aplicação das regras topológicas.
8 – CRIANDO REGRAS TOPOLÓGICAS
Objetivo
Criar regras topológicas para inspecionar e corrigir erros da informação espacial de forma
sistemática. Para o caso de dados topográficos são exemplos de erros: intersecção e sobreposição de
curvas de nível e rio, curvas de nível e rios sem conectividade, etc.
Arquivos necessários
Os arquivos necessários são: Curvas_Intermediarias, Curvas_Principais, Rios, Pontos_Cotados,
todos localizados dentro do File Geodatabase Projeto Rio Claro.gdb
Ferramentas
New Topology do ArcCatalog
Toolbar Topology do ArcMap
Toolbar Editor do ArcMap
Material auxiliar
Capitulo 8 da segunda parte do curso da GEMPI – para detalhes sobre regras topológicas
Procedimentos
1º Passo: Utilizando o ArcCatalog acesse o Feature Dataset Topografia localizado dentro do File
Geodatabase Projeto Rio Claro.gdb.
2º Passo: Clique com o botão direito do mouse no Feature Dataset e acesse New>Topology....
3º Passo: Na interface New Topology é preciso colocar o nome da topologia, escolher as
Feature Class do Feature Dataset que irão fazer parte da topologia e estabelecer as regras topológicas.
Ao final desses passos irá gerar uma Feature Topology que guardará os erros encontrados
segundo as regras estabelecidas. Os erros devem ser corrigidos utilizando uma sessão de edição no
ArcMap.
4º Passo: Inicie o ArcMap, adicione o Feature Dataset Topografia, inicie uma sessão de edição
e habilite a toolbar Topology.
5º Passo: Utilize as ferramentas das Toolbars Editor e Topology para realizar as correções
necessárias.
Concluído o 5º passo sua informação espacial estará mais confiável e livre de erros grosseiros
de digitalização.
DESAFIO
Crie um feature dataset dentro do banco Projeto Rio Claro.gdb com o nome Area_Urbana e
importe o arquivos Bairros_rc.shp. Crie regras topológicas para procurar e corrigir erros. Não será
necessário corrigir todos os erros, pois existirão muitos.
9 – ADICIONANDO UMA IMAGEM DE SATÉLITE AO PROJETO
Objetivo
Neste exercício iremos registrar uma imagem de satélite à carta topográfica de Rio Claro
(RioClaro_Geo.tif) georreferenciada em exercício anterior. A imagem que será adicionada é advinda do
sensor CBERS e foi obtida gratuitamente do catálogo de imagens CBERS disponível no site do INPE
(http://www.inpe.br/). A imagem CBERS_2007.tif original foi previamente processada para equalização,
mosaico e composição colorida. Veremos como realizar esses procedimentos em exercícios posteriores.
Arquivos necessários
Os arquivos necessários são: CBERS_2007.tif (C:\DadosCurso\RioClaro) e Rios
(C:\DadosCurso\RioClaro\Projeto Rio Claro.gdb\MDE)
Ferramentas
Toolbar Georeferencing do ArcMap.
Procedimento
O trabalho consistirá em ajustar a imagem com a Feature Class de Rios
1º Passo: Abra o ArcMap e adicione a Feature Rios e a imagem CBERS_2007.tif. Verifique que a
imagem encontra-se deslocada em relação à drenagem, conforme pode ser observado na figura abaixo.
2º Passo: Adquira pelo menos quatro pontos de controle para registrar a imagem com
a drenagem. Não se esqueça de verificar o Erro relacionado aos pontos
3º Passo: Após ajustada, gere uma imagem de saída com o nome CBERS_2007geo.tif.
10 – MAPA DE USO DA TERRA
Como mencionado anteriormente, o File GeoDatabase permite algumas funcionalidades que
não podem ser aplicadas à um arquivo Shapefile convencional. Uma dessas vantagens pode ser observada
na elaboração de um mapa muito convencional na área ambiental, que é o mapa de uso da terra e
cobertura vegetal, o qual representa um inventário dos recursos existentes em uma área.
Para a elaboração desse mapa, um dos critérios básicos é a definição prévia das classes
temáticas que irão compor a legenda. Deve-se lembrar que as classes variarão em função da escala de
análise do trabalho (podendo ser mais detalhada ou generelizada), e do conhecimento prévio do
pesquisador sobre a área de estudo.
Objetivo
Neste exercício iremos estabelecer e adicionar um conjunto de tipologias de uso da terra e
cobertura vegetal (domínio) que irá compor a legenda do mapa, a um único campo (Field) de uma feature
Class.
Arquivos necessários
Os arquivos necessários são: CBERS_2007.tif (C:\DadosCurso\RioClaro\Projeto Rio
Claro.gdb\MDE)
Procedimento
1º Passo: Abra o ArcCatalog e insira, dentro do File Geodatabase “Projeto Rio Claro.gdb”, uma
nova Feature Datase (importe as referências espaciais da imagem CBERS_2007.tif endereço) e defina uma
nova Feature Class com as seguintes especificações:
avançar... avançar...
Este será o nome do layer (ArcMap)
2º Passo: clique com o botão direito sobre a feature Class criada, vá em properties, e depois,
selecione a aba Subtypes, e clique na opção “Domains...”. Na janela “Workspace Domains” preencha os
campos selecionados em vermelho com as informações que seguem a baixo e clique em OK.
Em fild name, crie um campo com o nome de
uso_da_terra, do tipo text. Este campo será
uma das colunas do Atributte table, que
conterá a s informações do domínio.
OBS: na janela workspace domains, os campos da direita denominados como “Description”
serão aqueles que apareceram durante a edição do mapa no ArcMap, e na legenda do mapa final.
3º Passo: Vá até aba Filds, clique sobre o campo Classes_de_uso, e posterioemente, associe a
este campo o domínio criado, como segue na figura a baixo, e clique em OK.
4º Passo: Abra o ArcMap, e insira a imagem “CBERS_2007.tif” e a “feature Class” que acabou
de ser criada.
5º Passo: Inicie a edição vetorial, e gere os polígonos para cada classe de uso da terra e
Cobertura vegetal que conseguir identificar. A cada polígono gerado, o insira na classe temática correta.
Para realizar este procedimento, selecione a ferramenta Edit Tool, localizada na barra editor, clique com o
botão direito sobre o polígono, e selecione Atributes. Após abrir a janela de atributos do polígono,
selecione a Classe temática que ele pertence.
Informe o campo de interesse, e
associe a ele um domínio (que
contem todas as Classes
estabelecidas)
11 - CRIANDO MODELO NUMÉRICO DO TERRENO (MNT) PELA
FERRAMENTA 3D ANALYST
Objetivo
Criar um modelo de elevação do terreno utilizando a ferramenta TIN
Arquivos necessários
Curvas_Intermediarias (localizado dentro do File Geodatabase Projeto Rio Claro.gdb)
Curvas_Principais (localizado dentro do File Geodatabase Projeto Rio Claro.gdb)
Rios (localizado dentro do File Geodatabase Projeto Rio Claro.gdb)
Pontos_Cotados (localizado dentro do File Geodatabase Projeto Rio Claro.gdb)
Ferramentas
Toolbar 3D Analyst do ArcMap
1º Passo: Inicie o ArcMap e habilite a ToolBar 3D Analyst.
2º Passo: Criando arquivo TIN.
- Na ToolBar 3D Analyst escolha a opção Create/Modify Tin >> Create Tin From Features;
- Na janela “Create TIN From Features” selecione os layers modele-os tal como na seqüência
de imagens abaixo.
Escolha o campo da tabela do layer que contenha a informação relativa à elevação.
Escolha a forma de
triangulação do dado.
Escolha os layers que
irão participar da
triangulação.
Em Output TIN entre com C:\DadosCurso\RioClaro\RioClaro_tin.
3º Passo: Utilize o TIN para Visualizar a declividade do terreno
- Acesse as propriedades de RioClaro_tin (duplo clique), clique na aba Simbology como mostra
a figura abaixo;
- Clique no botão Add... e selecione a opção referente a declividade (Face slope), indicada na
figura abaixo e clique no em Add;
- Em show desmarque as caixas correspondentes a Edge type e Elevation, como na figura
abaixo;
- Clique em OK.
12 - CONVERTENDO TIN PARA RASTER
Objetivo
Converter o arquivo TIN para um formato de armazenamento Raster e em seguida recortar na
área do Projeto Rio Claro
Arquivos necessários
RioClaro_tin
RioClaro_pol.shp
Ferramentas
Convert TIN to Raster
Extract by Mask do ArcToolbox
Procedimento
1º Passo: Converta o arquivo TIN para um arquivo raster com a declividade do terreno.
- Na Toolbar 3D Analyst, navegue para 3D Analyst > Convert > TIN to Raster.
- Na janela Convert tin to raster, preencha como na figura abaixo, e clique em OK.
2º Passo: Recorte Dec_Tin utilizando a ferramenta Extract by Mask.
- Abra o ArcToolbox e navegue ate a ferramenta Extract by Mask como mostra a figura abaixo;
- Na janela Extract by mask, preencha os campos, como na figura abaixo, e clique em
environments. Será necessário utilizar essa opção para contornar uma falha dessa ferramenta, que consiste
em deslocar incorretamente o arquivo de saída em relação a imagem original;
Selecione o Tin.
Defina a resolução da
imagem de saída.
Selecione o atributo
do Tin para criação
da.
Imagem
Defina o exagero vertical.
Defina o local e nome de saída.
- Clique ok na janela Environments;
- Na janela Extract by mask, para o nome de saída entre DecTin_RC;
Insira a imagem a ser
recortada
Utilize um polígono
ou uma imagem
como mascara para o
recorte
Selecionea o local e o
nome para saída da
imagem
Ferramenta
utilizada para
recortar Raster
utilizando um
polígono ou
imagem como
máscara
Para contornar a falha
da ferramenta
Insira o mesmo arquivo
raster do campo “Input
raster”
Rioclaro_dec
- Clique em ok, para executar a ferramenta.
3º Passo: Classifique DecTin_RC como mostra a figura abaixo.
DESAFIO
Apartir do TIN (Rioclaro_tin) gere um arquivo raster com a informação de elevação do terreno.
O nome do arquivo de saída deve ser ElevTin_RC.
Duplo clique.
Selecione a aba symbology
Selecione o
número de classes
Defina os
intervalos
de classes
Selecione
a paleta
de cores
13 - CRIANDO MODELO NUMÉRICO DO TERRENO (MNT) PELA
FERRAMENTA TOPO TO RASTER
Objetivo
Gerar um modelo de elevação do terreno utilizando a ferramenta Topo to Raster. Esse modelo
é indicado para estudos hidrológicos. Em sua análise, considera fatores como a direção da drenagem e
micro-bacias, o que não é modelado na geração do modelo utilizando a ferramenta TIN.
Arquivos necessários
Curvas_Intermediarias
Curvas_Principais
Pontos_cotados
Rios
Rioclaro_pol
Ferramentas
Topo to Raster
Procedimento
1º Passo: Acesse a ferramenta Topo to Raster localizada no Arctoolbox, como na figura abaixo.
2º Passo: Para input Feature data entre com os 4 arquivos seguintes: Curvas_Intermediarias,
Curvas_Principais, Pontos_cotados e Rios.
3º Passo: Preencha os campos Field e Type como mostra a figura a seguir.
4º Passo: Para Output Surface Raster escolha a pasta C:\DadosCurso\RioClaro e o nome
ElevTopo_RC. Para resolução de saída escolha 50 (mesma resolução da imagem gerada pela conversão do
TIN to Raster). Aceite as outras opções padrões do software e pressione OK para gerar o modelo.
DESAFIO
A partir do arquivo ElevTopo_RC, produza um layer com a declividade do terreno com a
ferramenta Slope, localizada no ArcToolbox, como mostra a figura abaixo. Entre com DecTopo_RC como
arquivo de saída.
14 - UTILIZANDO UM MDE OBTIDO POR SENSOR REMOTO
(RADAR)
Objetivo
Adicionar ao projeto informações derivadas de um modelo digital de elevação – MDE obtido
por sensoriamento remoto.
Arquivos necessários
SRTM_RC
Rioclaro_pol
Ferramentas
Extract by mask do ArcToolbox
Slope do ArcToolbox
Procedimento
1º Passo: Inicie o ArcMap e adicione os arquivos SRTM_RC e Rioclaro_pol.shp, localizados no
diretório c:\DadosCurso\RioClaro. Observe que a imagem SRTM é maior que a área de Rio Claro.
2º Passo: Utilize a ferramenta Extract by Mask para recortar o modelo na área de Rio Claro.
Esse procedimento foi feito com mais detalhe no 2º Passo do exercício Convertendo TIN para Raster. Para
o nome do arquivo de saída utilize ElevSRTM_RC.
3º Passo: Utilize a ferramenta Slope para gerar uma imagem de declividade a partir do arquivo
ElevSRTM_RC. Esse procedimento foi feito com mais detalhe no DESAFIO do exercício Criando Modelo
Numérico do Terreno (MNT) pela Ferramenta TOPO TO RASTER.
15 - ANÁLISE ZONAL
Esta é uma poderosa ferramenta de análise espacial que tem diversas aplicações. O processo
consiste em adicionar à tabela de atributos de uma feição vetorial os valores contidos em uma Imagem
(raster), como por exemplo, analisar a variação da declividade em determinados locais do seu projeto, ou
analisar a variação de altitude do mesmo local.
Objetivo
Verificar as diferentes médias de altitudes e declividade para os bairros de Rio Claro.
Utilizaremos os três modelos numéricos, trabalhados anteriormente. Para tal análise iremos verificar que
os valores de declividade e altitude irão variar de acordo com o modelo utilizado.
Arquivos Necessários
ElevTopo_RC
ElevTIN_RC
ElevSRTM_RC
DecTopo_RC
DecTin_RC
DecSRTM_RC
Bairros_RC
Ferramentas
Zonal Statistics as Table
Procedimento
1º Passo: Inicie o ArcMap e adicione os arquivos ElevTopo_RC, ElevTIN_RC, ElevSRTM_RC e
Bairros RC.
2º Passo: Acesse a ferramenta Zonal Statistics as Table localizada no ArcToolbox como mostra
a figura a seguir.
3º Passo Para Input raster or feature zone data escolha o layer Bairros_RC. Para Zone Field
escolha ID (Esse será o campo utilizado como identificador para ligar a tabela de saída com o Bairros_RC).
No campo Input value raster entre com ElevTopo_RC. Para Output table escolha o File Geodatabase e com
o nome ElevTopo_Tab. Como mostra a figura abaixo.
4º Passo: Examine a tabela de saída (Se necessário clique na aba Source localizado na Table of
Contents). Observe que a tabela trás o campo identificador e mais oito campos com estatísticas básicas.
Iremos utilizar apenas a média (MEAN).
5º Passo: Delete todos os campos da tabela com exceção dos campos VALUE e MEAN de
acordo com a figura abaixo.
6º Passo: Repita os passos 4º e 5º para os arquivos ElevTin_RC e ElevSRTM_RC, criando duas
tabelas de saída com os respectivos nomes: ElevTIN_Tab e ElevSRTM_Tab. É possível então criar mapas
temáticos a partir dos resultados da análise zonal. Para gerar os mapas deveremos criar um JOIN entre as
tabelas da analise zonal e o Bairros_RC.
DESAFIO
Crie join entre as tabelas com informação de média de elevação dos bairros de Rio Claro e a
tabela Bairros_RC. Em seguida gere mapas temáticos e compare os resultados.
16 – MOSAICO DE IMAGENS
Iremos utilizar imagens de satélites LANDSAT ETM+ adquiridas gratuitamente do site
http://glcf.umiacs.umd.edu/index.shtml para a região de Rio Claro. No entanto, a área do município esta
dividida em duas órbitas do satélite, por isso existe a necessidade de mosaicar as duas órbitas para depois
recortar a área do município. Serão utilizadas as bandas 3, 4 e 5 do LANDSAT para elaboração de uma
imagem RGB.
Objetivo
Moisacar imagens LANDSAT do município de Rio Claro
Arquivos Necessários
Os arquivos necessários são: b3_075r, b3_076r, b4_075r, b4_076r, b5_075r, b5_076r. Todos
localizados na pasta C:\DadosCurso\Imagem LandSat\Corrigidas.
Ferramentas
Reclassify
Mosaic to New Raster
Composite Bands
Project Raster
Procedimento
1º Passo: Descompactar os arquivos que contem as imagens localizadas na pasta
C:\DadosCurso\Imagem LandSat.
2º Passo: Inicie o Catalog e utilize o “Calculate Statistics” para ignorar o valor de borda (zero).
Para utilizar essa ferramenta, basta clicar com o botão direito sobre cada imagem, a opção esta localizada
diretamente neste menu. Esta ferramenta é bastante interessante para melhorar a visualização da imagem,
sem alterar os valores originais dos Pixels.
Muitas vezes as imagens contem pixels com valores zero no “meio” da cena. Nesse caso seria
necessário digitalizar manualmente um polígono que represente a área útil da imagem, para utilizá-lo como
mascara, eliminando assim a borda.
3º Passo: Equalizar as imagens se necessário. Utilize as opções da aba “Simbology” no ArcMap
para cada imagem. Para salvar a equalização aplicada é necessário exportar cada imagem para um novo
arquivo.
4º Passo: Mosaicar as bandas 3, 4 e 5 separadamente utilizando a ferramenta Mosaic to new
raster.
5º Passo: Recortar as três bandas na área do município de Rio Claro.
6º Passo: Fazer uma composição RGB utilizando a ferramenta Composite Bands.
7º Passo: Caso necessário, reprojete a composição para a projeção/datum UTM/SAD69 e salve
dentro do File Geodatabase.
8º Passo: Certifique-se que a imagem foi salva dentro da pasta RioClaro com o nome
RioClaro_ETM.
9º Passo: Verifique o ajuste espacial da imagem de satélite com os dados do banco.
17 - VISUALIZAÇÃO 3D
Objetivo
Utilizar o ArcScene para visualizar os MDE’s em conjunto com as imagens em perspectiva.
Arquivos Necessários
ElevTin_RC
ElevTopo_RC
ElevSRTM_RC
Ferramentas
Interface ArcScene
Procedimento
1º Passo: Abra o ArcScene e adicione o arquivo ElevSRTM_RC.
2º Passo: Acesse as propriedades do arquivo adicionado, e clique na aba Symbology.
3º Passo: Em Symbology escolha a opção Classified do lado esquerdo da tela e configure-a de
acordo com a imagem abaixo:
- Em Classes, escolha 32 classes;
- Em Color Ramp, escolha a escala de cores desejada;
- Confirme a operação clicando em Aplicar;
4º Passo: Ainda na janela de Propriedades navegue até a aba Base Heights e escolha a opção
“Obtain heights from a layer surface” e selecione o arquivo Elev_SRTM. Em “Z Unit Convertion” digite 10
(o valor digitado será o valor do exagero vertical).
Confirme a operação e clique em OK.
DESAFIO Adicione no ArcScene os arquivos de elevação do Tin e do TopoGrid e gere o modelo
3D (mesmo procedimento para gerar o modelo 3D do SRTM), e visualize as diferenças de cada arquivo. Em
seguida adicione uma imagem de satélite ao ArcScene e visualize em perspectiva.
18 – ANÁLISE MULTICRITERIAL
Introdução
A análise multicriterial ponderada em SIG é eficiente para os casos em que se têm
diferentes variáveis ou condicionantes que contribuem para a ocorrência de um determinado
processo, onde se deve, portanto, determinar a importância relativa de cada uma delas. Neste
procedimento, diferentes fatores que influenciam o processo são sintetizados através do
cruzamento ordenado por pesos previamente definidos por uma equipe, geralmente
multidisciplinar. O funcionamento geral, no ArcGis, pode ser exemplificado através da Figura 1
Mapa 1 = (Influência 75%)
Mapa 2 (Influência 25%) Figura 1 – Resumo do funcionamento da Análise Multicriterial do ArcGis 9.1. Adaptado
de ESRI, 2005
De acordo com o exemplo, pode-se observar que as duas imagens (Mapa 1 e Mapa 2)
de entrada foram anteriormente reclassificadas em uma escala de valores de 1 a 3. São atribuídas
a essas imagens uma porcentagem de influência no processo. Os valores dos pixels são
multiplicados por esta porcentagem de influência e depois somados na criação do raster de saída
Mapa resultado
(Mapa de resultado). Por exemplo, considerando-se a célula do canto superior esquerdo, os
valores para o pixel de saída são calculados da seguinte forma (2 * .75) = 1.5 e (3 * .25) = .75. A
soma de 1,5 e 0,75 é 2,25. Como os valores dos pixels de saída, na análise multicriterial, deve ser
necessariamente inteiros, neste caso, então, o valor final é arredondado para 2.
Objetivo:
Considerando os elementos do meio físico que condicionam a erosão laminar do solo
(grau de agregação dos constituintes do solo; força da água das chuvas; distância entre o divisor
de águas e o fundo de vale e a declividade da vertente), a presente atividade tem por objetivo
elaborar um mapa temático (de síntese), que indique a distribuição da susceptibilidade à erosão
na área do município de Rio Claro – SP, além de avaliar a influência dos diferentes tipos de uso da
terra e cobertura vegetal como proteção a ação erosiva.
Ferramentas necessárias para o exercício: Feature to raster e wighted overlay.
Procedimentos e arquivos necessários:
- Inicie o ArcMap, e adicione os seguintes arquivos (vetoriais) contidos em:
C:\DadosCurso\RioClaro\Multicriterial\Temáticos_vetorial
fator_c.lyr
fator_r.lyr
fator_k.lyr
fator_l.lyr
fator_s.lyr
- Para realizar esta análise, é necessário que todos os mapas temáticos estejam em
formato raster. Precisa-se então transformar os arquivos vetoriais para raster utilizando a
ferramenta Feature to raster localizada no ArcToolbox. ;
- Para acessar essa ferramenta inicie o ArcToolbox > Conversion tools > To Raster > Feature to Raster, como mostra a Figura 2;
Figura 2 – ArcToobox
- Na janela Feature to raster, iremos gerar arquivos raster a partir de dados vetorias.
Criaremos os cinco arquivos raster com resolução de 30m cada um. Para o campo Fild deve-se
escolher o campo da tabela do arquivo de entrada que contenha as classes de interesse para cada
mapa. Sugere-se que as imagens sejam armazenadas na pasta
C:\DadosCurso\RioClaro\Multicriterial\Temático_raster;
Figura 3: Feature to raster; para converter arquivos vetoriais em raster.
Arquivo de Entrada
(Vetorial)
Escolha o campo da
Tabela que contenha
as classes dos mapas
Escolha a pasta de saída e
o nome do arquivo
Escolha a resolução do
arquivo de saída
OBS: Quando os arquivos raster forem inseridos no ArcMap, lembre-se de indicar o
campo correto, na aba Symbology, para visualização das informações.
- Após criarmos os cinco arquivos raster, podemos realizar o cruzamento dos dados. O
cruzamento é feito através da ferramenta Weighted overlay localizado no ArcToolbox como
mostra a figura 4.
Figura 4
Adicione os dados (raster)
Salve os pesos definidos
Carregue pesos salvos
Define os pesos da classes (de 1 a 9)
Define a escala de valores que irá variar seus pesos
Escolha a pasta e nome de saída do arquivo
Define a Influência, em porcentagem, de
cada mapa na composição do mapa
final
-Na Janela do Weighted Overlay iremos definir quais os mapas que participarão do
cruzamento e qual será o peso de suas classes e seu peso em relação aos outros mapas. A figura 5
traz os detalhes dessa janela;
Figura 5: Weighted overlay – atribuiçao de pesos e influência de diferentes variáveis para
estabelecer uma regra de cruzamento de dados.
Para as diversas classes de cada mapa temático, iremos adotar os seguintes pesos (de
1 a 9) e Influência (em %):
Adicione ( add raster row) o arquivo fator_k
- O fator K, referente aos valores de erodibilidade do solo. Solos de textura mais
arenosos (em horizontes superficiais), como os Argissolos, são mais susceptíveis à erosão. Já os
solos com maior teor de argila, como os latossolos, são mais resistentes em função da maior
agregação dos constituintes minerais.
Adicione ( add raster row) o arquivo fator_l
- O fator L, referente à distância entre o topo e o fundo de vale, representa a energia
cinética que a força da água pode assumir. Quanto maior o comprimento de rampa, maior a força
acumulada.
Adicione ( add raster row) o arquivo fator_r
- O fator r, refere-se a média mensal de chuva para uma determinada área. Quanto
maior o volume de água originária da chuva, maior a probabilidade de desagregação e arrasto de
material superficial das vertentes.
add raster row
Adicione ( add raster row) o arquivo fator_s
- O fator S, refere-se ao ângulo de inclinação da vertente. Esta variável está
intimamente relacionada à variável solo, uma vez que para cada grau de movimentação do relevo,
há diferente processo pedogenético, resultando nas diferentes unidades pedológicas. Contudo,
sua influência se destaca na questão de que declives mais acentuados promovem maior
escoamento superficial das águas, condicionado maior potencial de erosão, já áreas mais planas,
promovem maior infiltração da água no solo.
Após inseridos todos os arquivos e atribuído os pesos e a influência que cada variável
assumirá no resultado final, dê o nome PNE para o arquivo de saída. Escolha a pasta
c:/dadoscurso/multicriterial/Temático_raster, e clique em ok pra realizar o cruzamento entre os
mapas.
Observando a imagem de saída, ela se assemelha á alguma imagem de entrada? Por
que?;
- Agora realize um cruzamento definindo os pesos de acordo com seus critérios e veja
o quanto o seu mapa irá se diferenciar desse primeiro cruzamento e o porquê dessa diferença.
Lembre-se que o seu objetivo é gerar um mapa de estabilidade de talude.
DESAFIO:
Insira novamente os 4 mapas temáticos utilizados anteriormente. Defina a influência
e peso de cada classe temática. No entanto, desta vez acrescente o mapa denominado Fator_C,
o qual se refere ao mapa de uso da terra e cobertura vegetal do município de rio Claro, obtido
no ano de 2008.
Observe as coberturas que compõe a área, Quais são as coberturas que oferecem
maior proteção ao solo? Quais são as coberturas que expõe o solo aos processos erosivos?
Classifique-as e gere o seu mapa de Predisposição a Erosão!
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