arcgis aplicado a bacias hidrograficas

ArcGIS Aplicado a Bacias Hidrogrficas

Aula 6

Frederico Damasceno Bortoloti

Agenda

Funcionalidades do ArcGIS Spatial Analyst Raster Modelo Digital de Terreno Superfcies derivadas

Relevo sombreado Curvas de nvel Declividade Aspecto / Orientao de vertente Curvatura Viewshed Distncia Densidade

Lio 1: Spatial Analyst

O que ArcGIS Spatial Analyst e o tipos de anlises que podem ser feitas.

O que so anlise e modelagem espacial.

Como configurar o ambiente de anlise.

Como converter entre dados de feio e de raster.

Como reclassificar dados.

Extenso ArcGIS Spatial Analyst Extenso de processamento de raster para o ArcGIS Possui ferramentas para realizar uma ampla variedade

de anlises espaciais, e especificamente adequada para anlise de superfcies.

Usada para Criar Dados Identificar Relacionamentos Espaciais Posicionar Locais Adequados Encontrar caminhos

Funcionalidades de modelagem e anlise raster abrangentes

Requer licena separada do ESRI

Formatos de Dados Espaciais

Formatos Vetoriais

Representaes discretas da realidade

Formatos Raster

Usa clulas quadradas para modelar a realidade

X,Y

Linhas

Colunas

X,Y X,Y X,Y

X,Y

Realidade (Uma rodovia)

Imagens Raster

Imagens raster no ArcGIS so camadas que parecem mais fotografias, do que desenhos cartogrficos que so associados com camadas de pontos, linhas ou polgonos baseadas em shapefiles.

Camadas de imagem so na verdade mais usadas para representar fotografias areas, documentos escanerizados, fotos de cmeras digitais, imagem gravada por satlites orbitando a Terra, e outros tipos de materiais fotogrficos.

Os dados representados em uma camada de imagem so baseados em arquivos fonte em quaisquer formatos de arquivos raster de propsito geral (incluindo BMP, GIF, PNG, TIFF, CIB, JPG e MrSID) bem como em formatos (tais como NTIF, ADRG, CADRG, BIL/BIP/BSQ, ERMapper, IMAGINE, e ARCSDE-Raster) que so mais especificamente orientados para aplicaes geogrficas.

Imagens Raster

Dentro daquele retngulo, todos os pixels so do mesmo tamanho e orientao, e cada um ocupa uma posio nica dentro de um padro regular de colunas verticais (em cinza claro) e linhas horizontais (em cinza escuro).

A geometria cartogrfica de uma imagem definida no em termos de coordenadas X,Y formando pontos, linhas, ou polgonos mas em termos do que so chamados pixels ou clulas

Cada pixel uma poro quadrada particular de um retngulo como indicado aqui em azul.

Estrutura de dados de grade

O tamanho da grade definido pela informao de extenso, espaamento e valor sem dados

Nmero de linhas, nmero de colunas

Tamanhos de clula (X e Y)

Coordenadas superior, esquerda, inferior, direita

Valores de grade

Real (ponto flutuante)

Inteiro (pode ter tabela de atributos associada)

Definio de uma Grade

Nmero de

linhas

Nmero de Colunas

(X,Y)

Tamanho da clula

Clula NODATA

Pontos como Clulas

Linhas como uma Seqncia de Clulas

Polgonos como uma Zona de Clulas

Clulas Sem Dados (NODATA)

Clula do polgono

NODATA

Redes de Clulas

Zonas de Grades

Grades de Ponto Flutuante

Superfcies de dados contnuos usando ponto flutuante ou nmeros decimais

Tabela de atributo de valores para dados de grade categricos (inteiro)

Atributos de zonas de grade

Grid de Tipos de rvores Atributos Tipos de rvores (*.vat)

Value Count Tipo Codigo

1 6 Ip 200

2 23 Carvalho 400

3 8 Pinho 300

Amostragem de Raster

de Michael F. Goodchild. (1997) Rasters, NCGIA Core Curriculum in GIScience, http://www.ncgia.ucsb.edu/giscc/units/u055/u055.html, posted October 23, 1997

(1) Valores so mdias para clulas

(2) Valores so amostras do centro das clulas

(3) Valores so amostras dos ns da grade

Generalizao de Raster

Regra do ponto central Regra da maior poro

Imagens Raster

Na imagem mostrada direita h aproximadamente 100 colunas e 80 linhas de pixels que so apresentadas em variadas cores que sugerem as condies do local e as margens opostas de um trecho de um rio em particular.

A cor de cada pixel em uma imagem determinada de acordo com um ou mais valores inteiros associados com aquele pixel.

Cada um desses nmeros indica a intensidade de vermelho, verde, ou azul na cor final do pixel.

A figura em cor verdadeira mostrada direita referida como uma imagem multi-banda.

Raster

Dados Raster

Geometria

Atributos tabulares

ES

Vitoria.jpg

Vitoria.jgw

ASTER_GDEM.tif

DEM

Flowdir.tif

Flowdir.tfw

World file

GeoTIFF

Grid

JPEG

TIFF Solo_msk.bil

Solo_msk.blw

Foto.jpg

Foto.jgwx

Foto.jpg.aux.xml

BIL, BIP, BSQ

Landsat543.img

Landsat543.hdr

ENVI Header

Recomendado: TIFF Outros formatos: consultar Manual do ArcMap

Raster

Dados Raster Formatos ARC Digitized Raster Graphics (ADRG) ASCII Grid [.asc] Imagens bitmap do Windows (BMP) [.bmp] Imagens multibanda (BSQ, BIL and BIP) e de banda nica [.bsq, .bil, .bip] ERDAS [.lan, .raw, .gis] ER Mapper [.ers] ESRI Grid datasets IMAGINE [.img] IMPELL Bitmaps [.rlc] SRTM [.hgt] JPEG [.jpg] MrSID [.sid] National Image Transfer Format (NITF) Sun rasterfiles [.rs, .ras and .sun] Tag Image File Format (TIFF) [.tiff, .tif, .tff] TIFF/LZW

Funcionalidades do Spatial Analyst

Converte feies vetoriais (ponto, linha, ou polgono) para grades Calcula distncia de cada clula para objetos de interesse (similar a

buffers) Gera mapas de densidade de feies de ponto Interpola superfcies contnuas de feies de ponto espalhadas Deriva curvas de nvel, declividade, mapas de aspecto, e relevo sombreado

para essas feies Realiza anlises discretas clula por clula e mapas baseados em clulas Executa simultaneamente consultas Booleanas e clculos algbricos em

mltiplas camadas raster Realiza anlises de vizinhana e de zona. Realiza classificao e exibio de raster Usa dados de diferentes formatos de imagem

Anlise espacial

Se voc quiser resolver questes tais como encontrar o melhor posicionamento para uma nova loja ou identificar corredores para uma nova via, voc pode usar um processo conhecido como anlise espacial.

Anlise espacial envolve examinar os padres geogrficos em seus dados e

observar relacionamentos entre feies. Os mtodos reais que voc usa podem ser muito simples s vezes s de fazer um mapa voc est fazendo uma anlise ou mais complexa, envolvendo modelos que imitam o mundo real combinando muitas camadas de dados.

importante notar que anlise espacial no leva sempre a uma resposta

definitiva; pelo contrrio, voc pode ter muitas solues alternativas.

Modelagem espacial

Modelos abstraem e simplificam sistemas complexos para torn-los mais fceis de entender. Muitos tipo de modelos so usados em GIS, inclusive modelos de processo como aqueles que modelam eroso do solo ou medem a interao espacial entre clientes e pontos de varejo. Os modelos mais comuns, porm, so aqueles que ajudam voc a localizar algo. Esses so modelos de adequabilidade.

Aqui um raster de solo foi criado a partir de uma camada vetorial de solo e um raster de declividade foi derivado de uma superfcie de elevao. Ambos foram reclassificados para uma escala comum e ento combinados em um mapa de posies adequadas.

Modelando Problemas Espaciais

Por que Modelar?

Ajuda entender e resolver problemas complexos

Simplifica a realidade

Combina camadas geogrficas para responder questes

Tipos de Modelos

Rasters de sada Operaes do Spatial Analyst criam rasters de sada em formato ArcInfo GRID, o qual

pode ser temporrio ou permanente. Nomes de grades tem certos limites eles devem ter doze ou menos caracteres, no podem ter brancos, e devem apenas conter caracteres A-Z e 0-9.

Grades temporrias A menos que voc nomeie uma grade de sada, ela criada com o status de temporria. Isso significa que ela automaticamente excluda se voc sair do ArcMap sem salvar seu trabalho, ou se voc remover a camada correspondente da Tabela de Contedos do ArcMap. A grade temporria ser armazenada no diretrio de trabalho que voc especificou nas opes de anlise e ser dado um nome padro, como Calc1. Uma camada com um nome padro ser criada na Tabela de Contedo. Voc pode tornar uma grade temporria em permanente clicando com o boto direito na camada na Tabela de Contedos e escolhendo Tornar Permanente no menu de contexto que aparece.

Grades permanentes A maioria dos dilogos do Spatial Analyst tem controles que permitem voc a nomear a grade de sada e escolher o diretrio no qual ela ser criada. Alm disso, muitos dilogos permitem voc especificar o formato de sada GRID, TIFF, ou ERDAS Imagine. Nomear uma grade de sada a torna permanente.

Carregando a Extenso Spatial Analyst

Carregando a extenso Spatial Analyst Selecione Customize > Extensions Marque a opo Spatial Analyst e clique Close

Extensions

Spatial Analyst

Uma vez habilitada, a extenso continuar habilitada toda vez que o ArcMap for utilizado.

Ferramentas do Spatial Analyst

Acessando ferramentas do Spatial Analyst Abra o ArcToolbox Abra a caixa de ferramentas Spatial Analyst Tools

Grupos de ferramentas do Spatial Analyst

-Conditional -Density -Distance -Extraction -Generalization -Groundwater -Hydrology -Interpolation -Local -Map Algebra -Math -Multivariate -Neighbourhood -Overlay -Raster Creation -Reclass -Solar Radiation -Surface -Zonal

Configurando o ambiente de anlise

A maioria das operaes do Spatial Analyst resultam na criao de um novo raster de sada, geralmente uma grade. As configuraes que voc selecionou no dilogo Opes de Anlise controlam a geometria da grade de sada (tamanho da clula, extenso, mscara de processamento, e projeo). Voc pode tambm configurar o diretrio de trabalho, onde as grades de sada sero criadas por default.

Mesmo que todas essas configuraes tenham valores default, uma boa idia configur-las antes de realizar uma anlise. Enquanto as configuraes do ambiente de anlise so usadas automaticamente quando um novo raster criado, algumas funes permitem voc definir certas configuraes como tamanho de clula.


Tamanho da clula Voc pode especificar o tamanho das clulas de sada, que pode ser diferente dos rasters de entrada.

Extenso Voc pode configurar a largura e a altura do raster de sada, que pode tambm ser diferente dos

rasters de entrada. Uma camada de ajuste associada com a extenso pode ajustar a fronteira da extenso especificada para se tornar igual a outra camada raster ou vetorial.

Mscara Voc pode especificar uma mscara de processamento (tanto uma camada raster quanto vetorial) para identificar clulas que sero configuradas para NoData na sada.

Projeo Voc pode configurar a projeo do raster de sada para ser igual a uma camada adicionada anteriormente, ou projeo da estrutura de dados do ArcMap, que voc tambm pode configurar.

Diretrio de trabalho Voc pode especificar o caminho para um diretrio onde novos dados de sada sero criados. Se voc no incluir um caminho nos nomes, o Spatial Analyst assume que quaisquer conjuntos de dados referenciados pelo seu nome de origem, em oposio aos seus nomes de camadas, existem no diretrio de trabalho. Isso afeta principalmente na entrada de dados nas expresses de lgebra de Mapas entradas na Calculadora Raster.

Preparando para anlise espacial

Antes de realizar qualquer anlise em seus dados, deve-se configurar suas opes de anlise.

Essas opes permitem voc a controlar, em um conjunto selecionado de clulas. diretrio de sada para resultados (workspace) extenso da anlise (processing extent) o tamanho da clula (cell size) uma mscara de anlise (analysis mask)


Configurando opes bsicas ambiente de anlise Selecione Geoprocessing > Environments Opes Processing Extent e Raster Analysis

Environments

Environment Settings

Uma vez configurado o ambiente, as configuraes valero para todos os processamentos realizados pelas ferramentas do Spatial Analyst.

Diretrio de Trabalho O Spatial Analyst salva rasters o tempo todo em que se realiza

operaes sobre dados. Para armazenar rasters em locais especficos, o usurio pode configurar diretrios de trabalho.

Voc pode configurar dois diretrios de trabalho para armazenamento dos rasters gerados. Diretrio atual (Current Workspace)

Diretrio de arquivos a serem descartados (Scratch Workspace)


Configurando opes bsicas ambiente de anlise Diretrio de Trabalho (Workspace)

recomendvel que se preencha os diretrios de trabalho, s vezes, optando pelo mesmo diretrio para ambos.

Diretrio atual (Current Workspace)

Diretrio de arquivos a serem descartados (Scratch Workspace)

Extenso da Anlise Voc pode configurar a largura e a altura do raster de sada,

que pode ser diferente dos rasters de entrada. Uma camada de ajuste associada a extenso pode ajustar a fronteira da extenso especificada para ser igual a de outra camada raster ou vetorial.

Extenso da Anlise Raster de Entrada


Configurando opes bsicas ambiente de anlise Extenso do Processamento (Processing Extent)

recomendado que se use o mesmo tamanho de clula para o raster de sada e o raster especificado em Snap Raster. Outras recomendaes esto na Ajuda do ArcMap.

Escolha em Extent uma pr-configurao de extenso: -Default -Unio das entradas -Interseo das entradas -Especificada abaixo -Mesma que a tela atual -Mesma que alguma camada

Escolha uma camada raster em Snap Raster para ajustar o raster de sada com o canto inferior esquerdo do raster especificado

Tamanho da Clula

Voc pode especificar o tamanho das clulas de sada, que pode ser diferente dos rasters de entrada.

Raster de Entrada Tamanho da Clula da Anlise


Configurando opes bsicas ambiente de anlise Tamanho da Clula (Raster Analysis > Cell Size)

Escolha em Cell Size uma pr-configurao de tamanho de clula: -Mximo das entradas -Mnimo das entradas -Especificado abaixo -Mesmo que um raster existente

Entre com o tamanho da clula, caso tenha escolhido Especificado abaixo

Mscara de Anlise

Voc pode especificar uma mscara de processamento (tanto uma camada raster ou vetorial) para identificar clulas que sero configuradas para NoData na sada.

Raster de Entrada Mscara de Anlise Raster de Sada


Configurando opes bsicas ambiente de anlise Tamanho da Clula (Raster Analysis > Mask)

Escolha uma camada existente para recortar o raster de sada usando feies ou clulas da camada

Modelo Digital de Terreno


Modelo Digital de Terreno (MDT)

Modelo Digital de Elevao (MDE)

Modelo Digital de Elevao de Terreno (MDET)

Digital Terrain Model (DTM)

Digital Elevation Model (DEM)

Digital Terrain Elevation Model (DTEM)

32 41 54 63 71 79 92

25 45 46 49 65 75 86

21 23 33 47 46 67 73

12 15 26 38 51 71 78

9 13 24 37 45 63 85

Elevao (metros)


Modelo Digital de Terreno (MDT) Sumidouros (Sinks): ocorrem de fato ou so erros no modelo

desejado um MDT livre de sumidouros um MDT sem depresses.

32 41 54 63 71 79 92

25 45 46 3 65 75 86

21 23 33 47 46 67 73

12 15 26 38 51 71 78

9 13 24 37 45 63 85

Elevao (metros)

25

45 46

3

65

75

86

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Possvel sumidouro

Sumidouros geralmente so clulas de valor zero.


Modelo Digital de Terreno (MDT) Picos (Peaks): ocorrem de fato ou so erros no modelo

desejado um MDT livre de picos um MDT sem excesso de elevao.

32 41 54 63 71 79 92

25 45 46 301 65 75 86

21 23 33 47 46 67 73

12 15 26 38 51 71 78

9 13 24 37 45 63 85

Elevao (metros)

Possvel pico

25 45 46

301

65 75

86

0

50

100

150

200

250

300

350

Picos geralmente so clulas de valor muito alto.


Modelo Digital de Terreno (MDT) Pode-se encontrar sumidouros com a ferramenta Sinks.

necessrio tratar discrepncias de sumidouros e picos com a ferramenta Fill.

32 41 54 63 71 79 92

25 45 46 46 65 75 86

21 23 33 47 46 67 73

12 15 26 38 51 71 78

9 13 24 37 45 63 85

Elevao (metros)

Preencher sumidouros

Remover picos

sumidouro preenchido

pico removido

Deve-se criar uma superfcie de direo de fluxo (Flow Direction) para que a ferramenta Sink funcione.


Direo de fluxo A superfcie de direo de fluxo criada a partir do MDT, usando a abordagem eight-

direction (D8).



direction (D8).

32 41 54 63 71 79 92

25 45 46 49 65 75 86

21 23 33 47 46 67 73

12 15 26 38 51 71 78

9 13 24 37 45 63 85

Elevao (metros)

sink

Direo de Fluxo



direction (D8).

32 41 54 63 71 79 92

25 45 46 49 65 75 86

21 23 33 47 46 67 73

12 15 26 38 51 71 78

9 13 24 37 45 63 85

Elevao (metros)

4 8 16 8 8 8 8

4 8 8 8 4 8 8

4 8 8 8 8 16 16

4 8 8 8 8 8 8

0 16 16 16 16 16 16

Direo de Fluxo


Direo de fluxo Clique ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Direction para criar uma

superfcie de direo de fluxo a partir do MDT.

Hydrology

Flow Direction

Raster de entrada

Raster de sada




Raster do MDT de entrada




Raster da direo de fluxo de sada (em cores)


Encontrando sumidouros Clique ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Hydrology > Sink para encontrar sumidouros

em uma superfcie de direo de fluxo.

Hydrology

Sink

Raster de direo de fluxo

Raster de sada


Encontrando sumidouros Clique ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Hydrology > Sink para encontrar sumidouros

em uma superfcie de direo de fluxo.

Raster dos sumidouros de sada (em cores)


Preenchendo sumidouros Clique ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Hydrology > Fill para preencher sumidouros

em um MDT.

Hydrology

Fill

Raster de entrada

Raster de sada

Z Limite


Preenchendo sumidouros Clique ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Hydrology > Fill para preencher sumidouros

em um MDT.

Raster do MDT aps preenchimento de sumidouros

Analisando Superfcies

Lio 2: Analisando Superfcies

Relevo sombreado

Curvas de nvel

Declividade

Aspecto / Orientao de vertente

Curvatura

Viewshed

Densidade

Distncia

Visualizando dados de superfcie

Relevo sombreado Relevos sombreados e curvas de nvel ajudam a visualizar dados de

superfcie tridimensionais em um ambiente bidimensional. Mapas de relevo sombreado so talvez a maneira mais realista de

representar um mundo tridimensional em um ambiente bidimensional. Realiza o sombreamento ilumina feies de superfcie baseadas na posio de um a fonte de luz imaginria, lanando sombras que tornam as feies de superfcie reconhecveis.

Curvas de nvel

Curvas de nvel so a forma mais familiar de representar dados de superfcie. Enquanto curvas de nvel no representam visualmente feies topogrficas to bem quanto o sombreamento, com interpretao cuidadosa e experiente, curvas de nvel podem prover muitas informaes.

Anlise de Superfcie Relevo Sombreado

Sombreamento uma tcnica usada para criar uma viso realista de terreno criando uma superfcie tridimensional a partir de uma exibio bidimensional do mesmo.

Sombreamento cria uma iluminao hipottica de uma superfcie configurando uma posio para uma fonte de luz e calculando um valor de iluminao para cada clula baseado na orientao da clula em relao a luz, ou baseado na declividade e aspecto da clula. Hillshade

Configuraes de Sombreamento

Criando superfcie de relevo sombreado ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Surface > Hillshade


Camada raster de entrada, neste caso o MDT

Camada raster de sada

Azimute do Sol em graus

Altitude do Sol em graus

Modelar sombras

Exagero vertical (default x 1)

Criando superfcie de relevo sombreado ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Surface > Hillshade para criar uma superfcie de

relevo sombreado a partir de um MDT.


As duas configuraes mais importantes no Sombreamento so Azimute e Altitude. Elas controlam a posio do sol que usado para iluminar a superfcie. O azimute a direo angular do sol, enquanto que a altitude a elevao do sol sobre o horizonte. Alterar o azimute expe clulas diferentes, enquanto que alterar a altitude torna as sombras mais longas ou mais curtas. Nesse passo, o sol foi posicionado na configurao default de azimute 315 graus (noroeste), e altitude de 45 graus (metade do percurso at mximo). A USGS sugere que sombreamentos criados para fins cartogrficos devem sempre ter o sol posicionado a noroeste.

Sombreamento calcula iluminao da superfcie como valores de 0 a 255 baseados em uma direo do sol dada (azimute) e uma certa altitude acima do horizonte (altitude).

Azimute = 315 Azimute = 225 Azimute = 135

Alterando o Azimute

Altitude = 45 Altitude = 75 Altitude = 15

Alterando a Altitude

Sombreamento

Relevos sombreados so geralmente usados para produzir mapas que tenha apelo visual. Usados como um fundo, relevos sombreados provm um relevo sobre o qual voc pode desenhar dados raster ou dados vetoriais.

Esse mapa do Monte Santa Helena mostra como a elevao pode ser combinada com o sombreamento para criar um mapa que exiba elevao e a forma da superfcie simultaneamente.

Exemplo de Sombreamento

Efeitos Visuais

Use a Opo de Exibio Transparente nas Propriedades da Camada Raster para sobrepor uma imagem raster sobre uma imagem de Relevo Sombreado para criar um efeito colorido 3D.

Sumrio sobre Relevo Sombreado

Ao criar um relevo sombreado cartogrfico, voc deve colocar uma fonte de luz no quadrante noroeste (superior esquerdo) do mapa para lanar uma sombra em baixo do objeto (e.g., montanha). O olho tende a ver objetos melhor quando a sombra lanada embaixo deles; posicionando a fonte de luz em qualquer outro lugar cria um efeito visual que torna morros parecerem buracos.

Os valores retornados pelo sombreamento podem ser considerados uma medida relativa de luz incidente. Se voc est posicionando uma fazenda ou painis solares, por exemplo, voc pode querer encontrar encostas bem iluminadas para eles. Sempre use posies reais do sol para relevos sombreados analticos.

Curvas de Nvel Uma curva de nvel uma linha conectando pontos de valor de

superfcie igual. Curvas de nvel revelam a taxa de mudana em valores ao longo de uma rea para fenmenos espacialmente contnuos.

Curva de nvel cria um shapefile de feies de linha.

Curvas de nvel podem ser usadas para representar superfcies. Uma curva de nvel uma linha seguindo um valor igual.

Contour Contour List Contour with Barriers

Curvas de nvel

Curvas de nvel so desenhadas em um intervalo que voc especifica. O intervalo simplesmente a alterao em valor z entre as curvas de nvel. Por exemplo, um mapa de curva de nvel de precipitao com um intervalo de curva de nvel de 10 mm teria curvas de nvel de 10, 20, 30, e assim susceptivamente. Qualquer ponto em uma curva de nvel em particular tem o mesmo valor, enquanto que pontos entre duas curvas de nvel tem um valor entre os valores das linhas em cada lado dele. O intervalo determina o nmero de linhas que estaro em um mapa e a distncia entre elas. Quanto menor o intervalo, mais linhas sero criadas no mapa.

Voc pode tambm especificar uma curva de nvel de base, que a posio de incio. Uma curva de nvel base no a curva de nvel mnima, mas se refere ao ponto inicial a partir do qual as curvas de nvel iro acima ou abaixo, baseadas no intervalo de curva de nvel. Por exemplo, a curva de nvel base pode ser configurada para 0 e o intervalo pode ser configurado para 10. A curva de nvel resultante seria -20, -10, 0, 10, 20 e 30.

Usando uma linha grossa para cada quarto ou quinto intervalo facilita a leitura dos valores. Por exemplo, se o intervalo de 10 metros, voc pode usar linhas grossas para valores de 50, 100 e 150 metros.

Gerando Curvas de Nvel

Gerando Curvas de Nvel


Camada shape de sada

Intervalo das curvas de nvel

Curva de nvel de base


Gerando curvas de nvel ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Surface > Contour para criar curvas de nvel a partir

de um MDT.

Exemplos de Curvas de Nvel

Curvas de nvel podem representar muitos tipo de dados. Linhas conectando pontos de superfcie ou amostras de valor igual so conhecidas como isolinhas. As seguintes so todas exemplos de diferentes tipos de isolinhas:

Isobricas: Presso baromtrica igual

Isocrnicas: Conectam linhas de tempo igual

Isohlicas: Durao igual de luz solar

Isoietas: Precipitao igual

Isossmicas: Intensidade de choque de terremoto

Isotrmicas: Temperatura igual

Isognicas: Magnetismo igual

Declividade

Declividade a inclinao de uma superfcie ou parte de uma superfcie. Por ser tipicamente aplicada topografia, declividade pode ser til ao analisar outros tipo de superfcies. Por exemplo, quando a declividade calculada para uma superfcie de precipitao, ela mostra reas onde a precipitao est mudando e quo rapidamente elas esto se alterando (declives mais acentuados representam alterao mais rpida). Voc pode aplicar o clculo de declividade em anlise de eroso ou locao de construo.

Declividade calculada como a taxa mxima de alterao em valores entre cada clula e seus vizinhos. Declividade pode ser expressa tanto como graus (e.g., 45 graus) ou percentual (e.g., 50%). Graus so comumente usados em aplicaes cientficas, enquanto percentual comumente usado em estudos de transporte (e.g., Aviso: Declive de 6% a diante!).

Declividade

Declividade uma medida da inclinao de uma superfcie e pode ser expressa tanto em graus como em percentual de declividade. Nesse exemplo, as clulas vermelhas mostram reas escarpadas e clulas verdes mostram reas planas.

Slope

Clculos de Declividade

Para calcular a declividade percentual, divida a diferena de elevao (conhecido como distncia vertical - DV) entre dois pontos, pela distncia entre eles (conhecido como distncia horizontal - DH), e ento multiplica o resultado por 100.

Para calcular o grau de declividade, imagine DV e DH como catetos de um triangulo retngulo, ento o grau de declividade o ngulo oposto ao DV. Uma vez que o grau de declividade igual tangente da frao DV/DH, ele pode ser calculado como o arco-tangente de DV/DH. Medidas de declividade em graus podem aproximar 90 graus e medidas de declividade em percentual pode aproximar ao infinito.

O diagrama acima mostra como calcular matematicamente tanto o grau de declividade quanto o percentual de declividade

DV

DH

Gerando Rasters de Declividade

Gerando Rasters de Declividade



Declividade: -Graus (DEGREE) -Percentual (PERCENT_RISE)


Gerando raster de declividade ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Surface > Slope para criar um raster de declividade a

partir de um MDT.

Aspecto

Aspecto identifica a orientao ou direo de encosta. Aspecto a direo de declive de uma clula em relao aos seus vizinhos.

Os valores de clula em uma grade de aspecto so direes angulares variando de 0 a 360. Norte 0 e em uma direo horria, 90 leste, 180 sul, e 270 oeste. s clulas de grade de entrada que tem declividade 0 (reas planas) atribudo o valor -1.

Aspecto

Uma clula com um valor de aspecto de 90 est faceando o leste. Se voc caminhasse descendo esse morro, voc estaria andando para leste. Essa clula receberia muito sol de manh a medida em que o sol se eleva, e menos sol noite porque o sol se pe no oeste. Aspecto a direo angular para a qual uma seo da superfce est apontando. Nesse exemplo, vermelho

representa encostas faceando o norte e amarelo representa encostas faceando o leste.

Gerando Rasters de Aspecto

Gerando Rasters de Aspecto



Gerando raster de aspecto / orientao de vertente ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Surface > Aspect para criar um raster de aspecto a

partir de um MDT.

Curvatura

De um ponto de vista aplicado, a curvatura pode ser usada para descrever as caractersticas fsicas de uma bacia de drenagem, num esforo para compreender os processos de eroso e do escoamento. A declividade afeta a taxa global de movimento encosta abaixo. O aspecto define a direo do fluxo. A curvatura no perfil afeta de acelerao e desacelerao de fluxo e,

portanto, influencia a eroso e deposio. A curvatura no plano influencia convergncia e divergncia do fluxo.

A sada da ferramenta de curvatura a segunda derivada da superfcie, por exemplo, a declividade da declividade.

Exibir curvas de nvel sobre um raster pode ajudar com a compreenso e interpretao dos dados resultantes da execuo da ferramenta de curvatura.

Curvatura

Curvatura em perfil pode ser: Cncava (< -0.04)

Convexa (>= 0.04)

Retilneo (= 0)

Curvatura

Curvatura em plano pode ser: Convergente (< -0.06)

Divergente (>= 0.06)

Retilneo (= 0)

Curvatura

Curvatura pode ser: Cncava (< -0.06)

Convexa (>= 0.06)

Retilneo (= 0)

Gerando Rasters de Curvatura

Gerando Rasters de Curvatura


Camada raster de sada, neste caso a curvatura

Gerando rasters de curvatura, curvatura no perfil, curvatura no plano ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Surface > Curvature para criar rasters de curvatura a

partir de um MDT.

Camada raster de sada para curvatura no perfil


Camada raster de sada para curvatura no plano

Viewshed

O viewshed idenfica as clulas em um raster de entrada que podem ser vistas a partir de um ou mais pontos ou linhas de observao. Cada clula no raster de sada recebe um valor que indica quantos pontos de observadores podem ver a posio.

Se h apenas um ponto de observador, a cada clula que pode ser vista a partir do ponto do observador dado um valor de 1. A todas clulas que no podem ser vistas a partir do ponto do observador dado o valor 0.

A classe de feio de Pontos de Observador pode conter pontos ou linhas. Os ns e vrtices de linhas sero usados como pontos de observao.

Anlise de Viewshed

Anlise de viewshed calcula a rea sobre um superfcie visvel a partir de um ou mais pontos de observao. Parmetros podem ser tipicamente configurados para controlar o campo de viso vertical e horizontal, a altura do observador e clulas alvo, e o raio de viso.

Anlise do Raster Viewshed

Gerando Raster de Viewshed


Camada de feies de entrada, neste caso pontos ou linhas de observao

Gerando raster de viewshed ArcToolbox: Spatial Analyst Tools > Surface > Viewshed para criar raster de viewshed a

partir de um MDT e um arquivo shape com pontos ou linhas de observao.

Camada raster de sada para viewshed


Usar correes de curvatura da Terra (coeficiente de refrao)

Parmetros opcionais de viewshed

SPOT define uma altura absoluta para o observador (por exemplo 3000 metros para um avio). Se nenhum campo SPOT for usado, aos pontos de observao so dados a elevao encontrada no ponto.

OFFSETA adiciona uma altura de offset ao ponto de observao. OFFSETB adiciona uma altura de offset a todas as clulas no observadoras quando elas

esto sendo analisadas para visibilidade. AZIMUTH1 e AZIMUTH2 configuram os ngulos horizontais iniciais e finais para limitar

a anlise, que procede no sentido horrio de AZIMUTH1 para AZIMUTH2. Valores so especificados em graus de 0 a 360, com 0 sendo norte. Os defaults so 0 e 360 (raster de entrada inteiro). Um valor de AZIMUTH1 de 0 usado com um valor de AZIMUTH2 de 90 confinaria o campo do observador para nordeste.

VERT1 e VERT2 configuram ngulos acima e abaixo do horizonte (respectivamente) para limitar a visibilidade. ngulos positivos esto acima do horizonte e valores negativos esto abaixo dele. Os defaults so 90 para VERT1 e -90 para VERT2.

RADIUS1 e RADIUS2 limitam a distncia visvel de cada ponto de observao. reas for a da distncia de pesquisa RADIUS2 ou dentro da distncia de pesquisa RADIUS1 no podem ser vistos. Os defaults so 0 a infinito.

Os parmetros opcionais devem ser configurados por meio de campos na tabela de atributos da camada de pontos de observao.

Parmetros opcionais de viewshed

Sumrio

Spatial Analyst contm ferramentas de visualizao de superfcie para criar relevos sombreados e curvas de nvel. Sombreamento uma tcnica de visualizao que calcula iluminao de superfcie como

valores de 0 a 255 baseados no ngulo e elevao da fonte de luz. Curvas de nvel uma tcnica de visualizao que cria linhas conectando pontos de valor

igual.

Outras ferramentas do Spatial Analyst para derivar informaes de dados de superfcie so declividade, aspecto, curvatura e viewshed. Declividade uma medida de inclinao de um superfcie e pode ser medida tanto em graus

quanto em percentuais de declividade. Aspecto uma medida da orientao de uma superfcie relativa ao norte. Ele medido como

uma direo angular de 0 a 360, exceto para reas planas, as quais atribudo valor de -1. Curvatura uma medida da concavidade e a convexidade da superfcie, bem como a

convergncia e a divergncia do fluxo. Viewshed um tipo de anlise de visibilidade que determina a visibilidade de cada clula a

partir de um ou mais pontos de observao.

arcgis aplicado a bacias hidrograficas

Documents